高中物理问题研究

宋文斌+许卫东

摘 要：把高中物理问题分类为物理概念问题、物理规律和原理问题、物理过程问题、物理思想方法问题，及数学方法在物理中的应用问题五大类进行研究，可以为教师提供研究学生学习过程中出现问题的思路，可以帮助学生准确找到学习过程中的困难，并加以克服，可以大幅度地提高物理学习的效率。

关键词：物理问题；物理概念；物理规律；原理；物理过程；物理思想；方法

物理问题和物理学习问题不同。物理问题是指把与物理相关的实际问题，依据研究的主要物理方向，忽略次要因素保留主要因素后，简化而成的较为单一的物理问题或物理问题组合，类似于物理知识；物理学习问题是指学生在学习过程中的若干学习障碍，和由其导致的学习困难或学习偏差或错误。物理问题和物理学习问题又相互联系。物理学习问题是对物理问题的不理解、学习不到位或学习错误。研究物理问题是为解决学生的物理学习

问题。

一、提出问题

结合高中学生学习物理的过程中物理问题实际，用一种简单的方法对高中物理学科教学内容进行分类，有助于准确找到学生学习过程中的问题，并加以克服，可以大幅度提高物理学习的

效率。

高中物理教学总体内容从学生学习的难易程度上，教学的难易程度上和学生学习的问题上，可概括为以下五个物理问题：物理概念问题、物理规律和原理问题、物理过程问题、物理思想方法问题，及数学方法在物理中的应用问题。这样，物理学习问题就包括：明确物理概念问题、把握物理规律和原理问题、清晰物理过程问题、体会物理思想方法问题，及数学方法在物理问题中的应用。

二、问题研究

物理概念问题是物理规律和原理、物理过程两个问题的基础，物理概念、物理规律和原理又体现在物理过程中，而物理思想方法贯穿在这三个问题中，且常涉及数学方法的应用。

1.明确物理概念问题

物理学习首先强调明确物理概念，物理概念是整个物理学的基本元素，是物理规律和原理以及物理过程的基础。高中物理教与学最基础的问题就是物理概念教与学的问题，也是教学难度最大的问题。这不仅在于物理概念的抽象性，更在于物理概念内涵和外延的具体性，以及概念建立的必要性和适用性。

依据概念的形象性以及可测量性，物理概念可分为量的概念和模型概念两大类。如位移、速度、加速度、功、能、元电荷、电流强度、能级等等，当属量的概念。这类概念的内容包括：概念的定义，定义的方法，概念的物理意义，概念的数学表达，概念的单位，概念的矢量性和标量性，概念的过程性和状态性、固有性、相对性、统计性等，而其中的重点也是难度最大的是理解其物理意义，及其基本特征和要素。模型概念例如：质点、弹簧、轻绳、轻质硬杆、单摆、匀变速直线运动、匀速圆周运动、弹性碰撞、电流、机械振动、机械波、光、光子、原子、电子、原子核等等，这类概念的内容主要为模型的物理特征，学习中需要注意的就是这类概念的物理特性，即和这类概念相联系的量的特征。

无论学习哪种概念，都有可能受到错误的或者不全面的前概念的影响而造成对其理解的偏差，这就要求在教与学的过程中做到准确把握，在具体的物理过程中加以体会、理解和生成。

2.把握物理规律和原理问题

物理规律和原理的应用有两大类问题。首先，任何一个规律或原理，都有其应用的条件，如机械能守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律、欧姆定律等定律的应用，功能关系，做功的计算，万有引力以及库仑定律的计算等，适用条件是首要的，这是在教与学的过程中必须注意的；其次，规律和原理的应用要注意三类对应关系：一类是在应用时要注意其各个状态间的等量关系，如机械能守恒定律、能量守恒定律、动量守恒定律等；一类是在应用时要注意量的过程对应关系，如功能关系，做功的计算；还有一类在应用时要注意量的瞬时对应关系，如欧姆定律、圆周运动规律、匀变速直线运动规律、万有引力定律等。这些都需要在具体的物理过程研究中经过多次反复练习才能逐步成为一种习惯。

3.清晰物理过程问题

物理过程有复杂的物理过程和简单的物理过程之分，复杂的物理过程是由简单的物理过程组合而成。每一个简单的物理过程往往涉及较为单一的物理规律和原理，注意简单物理过程的衔接点，注意到该衔接点的状态及其前后的状态变化，注意到每一个简单过程中的物理规律，再把它们顺次组合，一个复杂的物理过程就清晰了。这是清晰物理过程的方法，把复杂的物理过程分解为简单的物理过程，即把复杂的问题分解为简单的问题的方法。这是解决学生思维长度不够的有效方法。

4.体会物理思想方法问题

物理思想方法很多，也很庞杂，有一些思想方法很具体，例如等效替代的思想，分解合成的方法，放大的思想方法，归谬的思想方法，比较、演绎、推理的思想方法等等，也有一些思想方法很深邃，也很博大，甚至不能用简短的语言做全面的描述，如辩证统一的思想方法，伽利略所提出的物理学研究的基本思想方法，等等，而这正是高中物理学习的精髓所在。无论是概念，还是规律和原理，在学习的过程中都要注意物理思想方法的认识和体会，在教的过程中都要注意物理思想方法的渗透和熏陶，包括概念的建立过程、建立方法、建立后的意义，也包括规律和原理发现的历史背景，以及它们不仅对于物理学，也包括对于社会经济、政治、人类文明的相互促进作用。例如万有引力定律的建立过程，落体运动的研究，热力学定律的建立过程，等等。清晰物理过程问题本身就是一个重要的物理思想和方法，一般来说，对于一个具体的物理过程，其中的物理思想方法都是比较具体的，在清晰物理的过程中，实质上就是物理思想方法的体会和应用过程。

5.數学方法在物理问题中应用

从概念的定义、表述，到规律原理的表征，再到物理过程的描述，无不涉及数学知识方法的应用。从物理自身而言，数学表达在高中物理学中一般来说有两种形式，一种为因果式，如很多概念的定义式、欧姆定律的表达式、万有引力表达式、库仑定律表达式等，它们反映的是物理量之间的因果关系；另一种为恒等式，如守恒定律，它所反映的是某一物理量的不变性，或几个物理量的相互转化关系。这只是高中物理中的数学基本，实际上，在数学中所学习到的所有知识方法都有可能应用在物理问题的研究中，如圆周运动中关于圆的数学知识，矢量学习中关于向量的知识，三角知识、函数、不等式、数列等等。必须明白的是，对于物理而言，数学是一门必备的工具，所以在物理学习之初，必须首先强化数学学习。

如果说实验也算是高中物理中的物理问题，那么它就是以上五个问题的最高综合，包括明确实验目的，利用物理概念、规律和原理并借助于数学工具把各种物理方法综合，且分步骤应用于一个具体的物理过程中，进行物理问题的研究。所以以上的五个问题仍然是高中物理教与学中的基本物理问题。

三、结论

明确物理概念需要理解概念的内涵和外延；把握物理规律和原理需要准确把握其适用条件；清晰物理过程要求能把复杂的物理过程分解为简单的物理过程，以使得规律原理在过程中应用；而物理思想方法则是以最高的境界体现在物理概念的理解、物理规律和原理的把握以及物理过程分析整个过程中。其中，数学是作为物理学习的必备工具来应用的。

总之，高中物理的教与学，要解决的就是这五个问题，必须朝着这样的方向努力，即：明确物理概念，把握物理规律和原理，清晰物理过程，体会物理思想和方法，并把数学方法在其中灵活

应用。

参考文献：

[1]胡卫平.物理问题解决中思维能力的培养[J].教育科学，2002（7）：43-45.

[2]邢红军，罗良，林崇德.物理问题解决的影响因素研究[J].课程·教材·教法，2012（6）：91-96.

作者简介：宋文斌，陕西省凤翔县凤翔中学教师，陕西省凤翔县教研室兼职教研员，中学一级职称，长期从事高中物理教学及物理教学研究工作，陕西省教学能手，宝鸡市市学科带头人，有多篇论文发表于教育期刊。

许卫东，陕西省凤翔县教研室专职教研员，中学一级职称，有多篇论文发表于教育期刊。

编辑 高 琼endprint