优化高中物理教学的策略探究

石磊

摘要：物理是高中阶段最为重要的自然学科之一，教师在教学过程中采用适当的教学策略，从而实现高中物理教学的最优化，对于学生知识水平的提高具有重要意义，本文在对高中物理教学进行分析的基础上，阐述优化高中物理教学的若干教学策略，希望能够为广大教育工作者提供借鉴。

关键词：高中教育 物理教学 教学策略

高中物理是学生在基础教育阶段学习的最重要的自然基础学科，它在小学科学和初中物理的基础上发展而来，是学生接受高等教育学习相关理工科知识的前提，在人的终身学习中占有重要地位。与小学科学、初中物理相比，高中物理逐渐脱离社会生活这一研究范畴，研究内容朝向科学化迈进：在研究方法方面，高中物理逐渐脱离简单的定性描述，开始运用数学的方法进行准确的定量分析：与更高一级的大学物理相比较，高中物理的教学内容大多局限于经典物理学中的重要内容，对于量子力学、相对论等物理学知识的讲解相对浅显，在研究方法方面，虽然高中与大学物理都强调运用数学方法进行定量分析，但大学物理大多运用微积分解决问题，数学工具的运用相对简单，而高中物理的数学方法种类繁多，不成体系，且运用技巧的地方较多。由此可见，高中物理的教学内容在整个物理知识体系中处于入门水平，难度不大。然而，由于学生现有数学知识水平的限制，高中物理的问题解决方法较复杂，有的时候即使学生读懂题意也无从下手。考虑到高中物理的上述特点，特提出若干优化高中物理教学的策略。

一、了解先前经验。激发认知冲突

物理教学最早来源于对日常生活中的现象的学习，因此，在学习过程中学生自然而然地受到先前生活经验的影响。在学生已有的先前经验中，有一部分是促进学生理解物理问题的，但有一大部分是对学生的物理学习产生干扰的，因此，优化高中物理课堂，最先需要关注的问题就是学生的先前经验。有研究表明，学生会将已有的科学概念或错误的科学概念带入学习情境中，因此，在物理教学中，首先需要做的就是让学生认识到自己先前经验的不足之处。在具体实施中，需要教师在教学设计环节即对学生的先前经验特别是错误概念有较充分的了解，将其纳入到课堂中。在课堂上的新课引入环节，引导学生运用自己的先前经验解决问题，得到错误的答案，再运用多媒体或演示实验等手段将正确的结果展示出来，使得学生真切体会到自己的方法不能准确解决物理问题，由此引发学生认知上的冲突。当学生意识到自己曾经的方法不能准确解决问题时，学生便产生了建立新方法的需要，此时正是将物理新知识传授给学生的关键时间点。

以“平抛运动”的教学为例，教师首先了解到，由于平抛运动自身的特点，学生在日常生活中很难进行细致观察，而一些影视作品或动画片里的镜头会给学生带来对抛体运动的错误认识，这种错误认识是阻碍学生学习平抛运动的先前经验，备课时应该予以注意。在开始上课时的新课引入环节中，教师可以从动画片、武侠剧中摘取部分违背平抛运动规律的镜头，引导学生探讨这样的现象是否可以实现，让学生在座位上通过自由发言的方式向教师表达自己的观点，教师对于学生的错误答案予以关注，让这类学生肯定自己的看法。接下来，教师通过多媒体设备进行平抛运动的演示，对相同时间间隔内物体运动的水平方向、竖直方向分位移进行测量，结合数学上的相关知识进行讲解，为使教学内容更具说服力，教师可以对武侠剧中违背平抛运动规律的镜头的拍摄方法进行讲解，让学生真正意识到自己的先前经验无助于问题解决。完成上述新课引入环节后，再对学生开展正式教学。

物理的主要研究对象是宇宙万物的运动，对学生进行物理教学最先从学生能够接触到的运动人手，学生在日常生活中对这些运动的观察是有局限性的，主要原因是学生没有使用科学的方法将无关因素排除，无法看到事物的本质。对学生展开物理教学，首要任务是让学生看到自己的先前经验无法解决物理问题，摒弃先前经验，形成学生在问题解决方法上的真空，在这种情况下，再对学生开展正式的教学，学生在这样的引导下可以明确本节课的学习内容是什么，有助于实现预定的知识与技能教学目标，从而产生较好的教学效果。

二、示范有解样例。传授研究方法

激发认知冲突的目的在于激发学生的内部动机，而接下来的任务则在于怎样才能促进学生学习的高效进行。因此，在正式授课的过程中传授研究方法对于学生的学习具有重要意义。研究表明，学生在解决高中物理问题时，在解题思维方面存在三方面问题：找不准研究对象：分析不出来运动过程与关键状态；不会运用已学的物理概念、规律、方法、对过程中或状态下的对象列方程。学生存在上述三方面问题主要由于学生的先前经验的影响，学生在进行物理问题研究时倾向于运用直观的方法进行分析，其分析方法缺乏理论依据，不具有科学性，分析结果往往是错误的。对于绝大多数的高中物理问题，都可以遵循一定的研究方法，例如在解决牛顿运动定律或机械能守恒定律的问题时，学生可以遵循这样的问题解决步骤：明确研究对象一对研究对象进行受力分析一对研究对象进行运动状态的分析一根据受力分析与运动状态分析明确考点列出方程。教师在进行课堂讲解时应将例题按照问题解决步骤进行完整的解答，给学生呈现有解样例，避免盲目自主尝试。

以“超重与失重”问题为例，在教学过程中，教师选取如下例题亲自示范问题解决过程：

例：质量为20kg的物体放置在电梯里的台秤上，当电梯以1n以。的加速度加速上升时，台秤显示的示数是多少？（重力加速度g=10m/s2）

首先，明确研究对象，该题中质量为20kg的物体是研究对象；其次，对研究对象做受力分析，分析可知，物体在台秤上受到两个力的作用，分别是重力和台秤给物体的弹力：再次，物体运动状态分析，可知物体在以1m/s的加速度向上做匀加速直线运动：最后，根据受力分析与运动状态分析列方程，分析可得，该问题为超重问题，可以运用牛顿运动定律解决，于是列出方程，并得到最终结果。整个问题解决过程并非在教师的启发下要求学生独立完成，而是要求教师亲自示范，最终使问题得以解决，学生通过观察的方式学习物理问题的分析方法。

在学生眼中，物理是最难的学科之一，而在教师眼中，高中物理学习又是非常简单的，之所以产生这样的现象，其中一个重要原因就是学生没有掌握科学的物理问题分析方法，教师因为掌握了方法，能够运用该方法解决各种类型的物理问题，而学生对方法的掌握与运用能力十分有限，无法运用问题分析方法对各种类型的物理问题进行有效分析。教师在课堂讲解的过程中，选取典型例题进行有解样例示范，直接将问题解决的研究方法示范给学生，避免学生通过盲目探究形成无助于学习的错误研究方法，对于学生实现过程与方法教学目标具有重要作用，从而使得学生从物理问题研究方法角度得到提高。

三、引导问题归类，构建知识体系

在前一部分内容中，需要学生根据受力分析与运动状态分析确定问题类型，并以此列方程。由此可见，如让学生能够顺利解决物理问题，一方面需要在形成内部学习动机的基础上掌握物理问题的研究方法，另一方面需要学生能够根据研究对象的受力分析与运动状态分析确定问题的类型，简言之，学生需要具备问题归类并构建完整的物理知识体系的能力。通过分析可以看出，高中物理问题可以划分为牛顿运动定律与能量两大类，其中牛顿运动定律可以从两个角度进行讨论，第一个角度是运动，高中阶段讨论的运动有匀速直线运动、匀变速直线运动、匀变速曲线运动即平抛运动，变速曲线运动即匀速圆周运动与竖直面圆周运动；第二个角度是力，高中阶段学习的力主要有重力与万有引力、弹力、摩擦力、电场力、安培力与洛伦兹力。运动问题主要描述物体的运动方式，不关心物体运动的原因，力的问题主要描述物体的受力情况，不关心力对物体的影响。而二者的衔接点是牛顿第二定律，公式F=ma中a集中体现了物体的运动情况，F则体现出物体的受力情况。在能量方面，主要学习三个定律分别是动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律。其中动能定理主要应用于单个物体之中，机械能守恒定律主要应用于系统中，而能量守恒定律则普遍适用于宇宙中的各种研究对象。在教学过程中，教师要采取一定的手段将各种问题的特征突出来，引导学生对各种不同的问题进行系统归类，并明确不同类型问题的特征，从而促进学生列出准确的方程。

以“牛顿运动定律”的教学为例，在该部分内容中，教师共讲解四种类型题，分别是已知力求加速度、已知加速度求力、共点力作用下的物体平衡问题、超重与失重问题，教师在完成上述四种类型题的讲解之后，可以将力、加速度、牛顿第二定律方程等题中共有的元素突出显示出来，引导学生运用自主学习与小组讨论等方式对问题进行归类，从而明确，这四种类型的问题虽然表面上看各不相同，但究其本质而言，基本方法都是利用牛顿第二定律的方程解决问题，方程中的F和a分别可能是已知量或待求量。由此完成学生对该部分内容的问题归类。

需要指出的是，引导学生进行问题归类并非物理教学的最终目标，根据建构主义心理学的基本思想，学生的认知过程是一个构建自身知识体系的过程，教师引导学生进行问题种类的划分，要有助于学生形成完整的高中物理知识体系。对于初学者而言，高中物理的教学内容涉及面较广，内容也较复杂，教师在教学过程中注意引导学生进行问题归类，并构建出完整的高中物理知识体系，会使学生在学习过程中将零散的知识构成有机整体，能够从一个知识点出发引出其他相关知识，学生也就不再为物理学习而发愁。同时，引导学生进行物理问题归类，构建知识体系，可以让学生体会到其中的物理思想，这对于学生情感态度与价值观教学目标的实现具有重要意义。

物理在高中教学中占有重要地位，同时，物理是高中教学的难点，解决好高中物理的学习问题不仅有助于学生一科成绩的提高，而且对于学生整体知识水平的发展具有重要作用。本研究主张在了解学生先前经验的基础上激发学生的认知冲突，从而引起学生的内部学习动机，使学生在积极主动的心态下学习，在知识传授过程中，教师要通过有解样例示范研究方法，帮助学生形成自主研究问题的能力，最后引导学生对物理问题进行系统归类，并形成完整的知识体系，帮助学生形成对高中物理知识的全面把握。上述三条策略分别从引起学习动机、掌握研究方法、构建知识体系三个角度出发，讨论高中物理教学过程中，需要教师予以关注的教学策略，目的在于优化高中物理教学，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维教学目标。总之，教学有法，但无定法，教师的视野不应只局限于知识传授方面，应该在新课改的精神指引下，充分了解学生的心理特征与需求，深刻把握高中物理教材特点，以三维教学目标为方向，采取能够促进学生有效学习的教学策略，实现高中物理教学效果的最优化。