高中物理教学中的困境和对策

谢恒

摘 要：在新课改教学背景下，如何更好地开展高中物理教学，解决学生在物理教学中面对的困境，根据物理知识点难学原因采取恰当措施。以《运动的描述》一课教学为例，分析物理教学中的困境，从课程整体教学规划、概念教学、实验教学、复习教学四个环节，阐述怎样可以构建高效物理课堂，解决物理难学这一现象，帮助学生增强高中物理学习的信心，提高物理课堂教学质量。

关键词： 高中物理；教学困难；对策

普遍认为高中物理学习存在较大困难，对此有一定“偏见”，认为物理是最难学的一门课程。“运动学”作为高中物理教材位置较前的课程内容，主要为了降低学生们的学习难度，让学生可以更好地适应物理难易程度，但是依然面临“难学”的问题亟待解决[1]。因此，需要从高中物理一线教学着手出发，对物理课程“难学”的原因进行分析，并找出相應的解决方法。从客观因素讲，初高中的物理知识学习难度整体跨度较大，高中生的学习要求也明显提升，与初中相较在建模、理解、分析方面解决实际问题也明显提升[2]。从主观来讲，部分学生由于分科在学习上缺少热情，过早地放弃物理学习，这也是物理学科学习困难的内在原因，要采取科学应对策略降低学习难度，提高学生的物理学习质量。

一、整体教学规划

学生在初中物理学习中已经掌握了一定的物理学习思想，到高中阶段自然有了更高要求，这会让部分学生认为学习难度增加。如“理想模型”简化复杂问题，摒弃次要条件紧抓主要因素，理想化处理实际问题，构建理想化物理模型，作为关键的物理思想。在高中物理学习阶段提出对理想模型的更高要求，自然也有了更抽象的理想模型表达，所以对学生来说极具挑战性。在建立理想模型基础上，还要把一些物理问题与现象进行形象描述，明白其中的主要因素与次要条件，这些都作为学生在物理学习中面临的困难问题[3]。

高中物理相比于初中物理，在学习方面增加诸多思想方法，如微元法、极限思想等。微元法作为学生对物理问题解决过程中，以事物极微小部分进行分析，实现解决事物整体目的。此方法被广泛用于物理教学中，可以化整为零地分析“微元”，之后经“微元”分析整体，无限细分发生变化的物理量之后，转化为方便计算的恒量，即可成功解决问题。“极限思想”作为微积分基本思想，如函数的连续性、定积分、导数等，均借助极限进行定

义[4]。极限思想原本就作为高等数学知识，高中阶段并不能为学生进行完整知识体系教学，但是可以作为数学思想方法方便学生的物理理解学习。

在《运动的描述》一课教学中，考虑到课程教材的定性多、定量少，需要控制教学进度宜慢不宜快，划分该课共计六节，分别为质点参考系和坐标系（1个课时）、时间和位移（1个课时）、运动快慢描述——速度，x-t图像、v-t图像（2个课时）、实验：打点计时器测速度（2个课时）、加速度（2个课时），复习课（1个课时）。

二、概念教学

生活经验对物理课程学习中有一定负面影响，而学生在初中物理课程的学习中，更多地依然处于理想情境下，所以处理问题的方法也比较单一，思维水平不高，所受应试教育影响，很大程度固化了对物理现象的片面认知，存在“前概念”影响[5]。生活经验与初中思维，让学生容易认为运动快等同于速度大，负速度要小于正速度，速度由增加转变为减小，是方向发生改变，速度由正向变为负向，是加速度发生改变，加速度为负值，那么速度就势必会减小。

为了解决此类问题，就要在教学中改变学生的概念思维，概念的定义虽然是简洁的，但是一定要让学生形成对概念的正确理解，以及清晰的概念外延认知，并且引导学生关注常规现象的同时进行比较，从完整意义层面形成对物理概念的理解。教师需要对比初高中不同阶段下，面对同一物理思想方法提出的不同要求，另一方面还要将学术表达转化为学生易理解的方式，这样学生可以从概念定义出发，对问题进行具体分析。

案例1：质点理想模型

教学片段：

（1）累积图式。教师利用多媒体课件为学生展示运动会中一名长跑运动员的影像，并尝试描述运动员手脚与身体的运动，讨论得出结论：运动员的手脚运动存在复杂性。

（2）同化顺应。询问学生：在对运动员的运动路程与时间进行研究过程中，是否需要对其手脚的具体运动情况加大关注？如果自己尝试在纸上画出草图对运动员运动情况分析，需要如何表示？

师生讨论提出质点模型

（3）再次概念同化。师问：假若对运动员的运动过程中摆臂技术进行研究，是否可以用一个点表示？如果研究地球围绕太阳公转与地球自转，这时是否可以视地球为质点？

案例2：加速度概念

教学片段：

（1）累积图式。教师可以为学生举例网络中战斗机、汽车比赛、摩托车类视频，学生在观看过程中最初认为战斗机会一马当先，可是最后发现摩托车遥遥领先，正在吃惊之时战斗机又重新追赶。

（2）同化顺应。教师进行提问，在比赛初期如果三方都共同加速，那么摩托车为何这时还可以领先。

生答：因为摩托车加速较快。

师引导鼓励，可以采用哪类方法对二者加速度进行比较？引导学生回忆初中比较两物体运动速度快慢的方法。

生：第一种方法，可以比较二者相同时间内谁加速得多？第二种方法，可以比较相同速度内谁用时少。

师生互动发现飞机与汽车相较，时间速度增加量各不相同，这种情况怎样比较谁增加得快呢，学生讨论后总结：可以观察平均每1s内谁的速度增加得多，类似于初中比较速度大小可以根据单位时间内的路程。

（3）建立新图式。引出所表示的速度变化快慢情况，称为速度变化率，可以使用新物理量——加速度a表示它，给出单位与代表的物理意义。

（4）再次概念同化。通过同化之后检验更多的物理现象，可以让学生在应用物理概念中不断巩固、深化、发展。

（5）进行v-t，a-t运动的两个图像知识点的讲解，引出物理规律表达在除了公式除外，也有一些规律是利用图像表达的，能够比较形象地反映两个物理量之间所存在的函数关系，对图像可以概括记为“一轴二线三斜率四面积”。

三、加强元认知

元认知作为个体形成的认知体系，包括元认知知识、元认知体验、元认知监控。对于高中生而言，尤其是高一新生认知水平有限，认知监控能力也不强，所以在进入高中物理学习作为一个陌生到熟悉的适应过程。经过紧张中考之后，有些学生考取高中也就产生了“松口气”的想法，入学之后并无紧张压迫感，也有部分学生产生畏惧心理，认为高中物理学习难度增加。使学生能够形成对高中物理学习困难程度的心理准备，了解到初高中物理在教材、课时、学习方法等方面的变化，让学生可以从心理层面承受暂时失败，并且鼓励学生在学习中积极思考、大胆提问，不断提升学生的元认知监控水平，恢复物理学习的自信心。

学习策略直接对学生的物理学习效果产生影响，对于学生存在的学习困难，教师需要运用多种形式予以主动的指导帮助，提升学生的学习策略，转变部分學生被动学习、突击性的学习为主动、自觉性学习。坚持课前准备提前预习课程知识，标记不懂的地方，作为课中听讲的重点部位，配合适当联系巩固预习效果。复习新课涉及的旧知识，全身心地投入学习中。课中认真听讲，积极主动地配合教师，自主思考问题找出解决思路，不应将重点停留于教师讲解的表面，而是将问题重点置于如何真正解决问题方面，不断累积认知策略。最后坚持课后复习，在复习中不断总结、发现，成功串联知识体系。在这样的教学过程中，锻炼学生的思维认知同样关键，初中以观察记忆力训练较多，而高中阶段的物理学习则对学生的思维能力要求较高。高中物理思维主要是抽象思维结合形象思维，其中抽象思维是核心，形象思维是前提，物理思维一般存在于两类思维。高中生以逻辑思维存在主要形式，由经验型过渡至理论型，对此教师可以在教学中综合应用等效替代策略、图像图解策略，培养学生的思维能力。

例如，在《运动的描述》一课的教学中，引导学生想一想身边的各类运动，教师可以讲解分子运动、地壳运动，体验运动作为宇宙中的普遍现象。

设计问题：足球场上此刻正在进行一场比赛，场上哪些物体是运动的？哪些物体是静止的？

学生对日常熟悉的运动展开研究，得出运动与静止的概念，运动员，足球是运动的，球门是静止的。

引导学生得出运动物体的特点（它们相对地面的位置在改变），静止的物体并非绝对不动，球门相对于地面的位置虽然并未改变，可是在地球运动中，相对于太阳的位置却发生改变，所以并未有绝对静止的物体。所以可以得出结论，静止与运动是相对的，机械运动从本质上是物体位置的变化。

四、实验教学

以“瞬时速度”相关知识点教学为例，对瞬时速度进行测量的策略，可以利用平均速度取代瞬时速度，选择前后邻近点距离为位移，选择打点计时器测量时间，前后邻近点与研究点的距离越近，就表示平均速度与研究点瞬时速度越接近。经了解，大部分学生表示，因为计算平均速度主要研究的是过程，相应的是时间，瞬时速度对应时刻，就会认为平均速度、瞬时速度二者之间存在一定差异，因此，仅可以当作结论观点来记忆，学生尚未可以真正理解这种做法。对于这一难点，为了让学生更加高效地掌握“瞬时速度”这一概念，教学过程中可以对纸带某点测量瞬时速度，基于此点由较大临近两点间距离开始，逐渐减小两点距离，经测量计算将得到速度，对比根据其他方法得到的瞬时速度，既可以在增强事实直观性方面提升说服力，又可以进一步强化学生对概念的进一步认可，学生也自然可以理解有关思想方法。

1.课前预习，了解原理。在开展实验课程之前，需要科学指导学生阅读课文，并打点计时器说明书，搞清楚瞬时速度为何可以使用计时器点附近两点间的平均速度来表示，预习作为实验课的前置作业，教师需要及时检查落实。

2.学生操作，教师纠正。教师通过巡视学生在物理实验过程中的错误操作，例如，将电火花计时器墨粉纸盘装反，未正确安装纸带等。通过纠正学生出现的这些典型实验错误，拍下汇总，以提醒其他同学注意。

3.整理好实验数据，划分小组进行对比交流，分析结果差异出现的主要原因，提高学生的数据分析能力。

4.教师首先引领学生探讨运动和静止的物体都是相对什么而言的？怎样判断物体是否在运动？学生通过自主看书在头脑中形成初步感知，然后让学生小组进行学习、交流，要求人人放开包袱畅所欲言，教师在各组间巡视、点拨，看到同学举了很多日常生活中的现象去说明上面的问题、课堂气氛活跃的情况下，教师给每组发下一张表格，让各自归纳这节内容的知识要点。全班通过汇报、总结、教师做简单概述，并纠正交流中出现的片面认识，如汽车在公路上行驶就说它在运动这种说法的不完整性，鼓励小组内争论怎样描述这话才具有准确性。学生从实例中得出答案。学生掌握了重点问题后，教师继续拓展、延伸。为什么飞机怕鸟？让学生利用今天所学的知识讨论解决，把问题逐步引向深入，学生积极讨论，这样难题就迎刃而解了。

五、复习教学

在复习教学环节，可以运用思维导图来引导学生个性化归纳总结，根据系统论这一视角，无论任何系统功能都要大于各部分功能总和。物理概念网络的教学真正意义，就在于结构网络化孕育概念结合功能，并且建构概念网络过程，原本就属于培养学生的学习方法，提升学生的学习能力。

教师可以在复习课之前为学生发放本节课程的大概知识架构，让学生了解每一个知识点之间的关联度，并自己补充完成后在复习课中交流，挑选好的粘贴展示，教师进一步补充完善。明确此课程所涉及的几个基本概念，包括质点、参考系、时间和时刻、坐标系；对于运动的物理量如何描述，包括时间、速度、位移、加速度；所用的两种基本方法，包括图表与图像法、数理结合方法，实验探究所用方法包括科学抽象、无限趋近极限法等。

另外要在整个物理课堂中打造民主和谐的教学环境，充分提升课堂教学效率，从物理教学的形式上来看，由于师生在教学中所处地位及扮演角色各有不同，师生在教学活动中彼此依存，需要相互接纳、相互理解彼此促进的平等、民主、和谐关系，所以教师在物理教学中应当鼓励每一位学生充分参与，恰当处理教材，在复习环节把握好知识的深广度与难易度，让学生有充分的自主学习体验，并且在愉悦的课堂氛围中感受知识学习的乐趣。认识到学生之间的差异，充分尊重彼此的不同见解，保护学生的知识创造性，提出表达自己观点与质疑的机会，大力鼓励学生交流合作，以不同的教学内容展开多元化的师生交流，这样才能努力在课堂教学中打造彼此信任、充分尊重的氛围，培养学生的综合能力。

结束语

总而言之，想要解决高中物理教学中的困难，要从教学各环节培养学生的主体学习意识，并在了解学生知识结构与学习状态的前提下，制订整体教学规划，从概念、实验、复习不同环节解决学生的学习困难，真正“对症下药”，让学生可以突破高中物理难学的困境，提高高中物理的学习质量。

参考文献

[1]郭本刚，沈耕福.指向深度学习的高中物理教学中学生认知困难的分析和对策[J].物理之友，2019，35（1）：26-28.

[2]林丛.少数民族学生物理学习困难的成因及对策浅析：以宁德市少数民族高中生为例[J].高考，2020（32）：6.

[3]郭艳荣.初中物理功和机械能的教学困境及教学实践对策初探[J].读天下，2016（15）：46.

[4]杨旭生.浅谈高中物理概念教学有效性：以运动的描述为例[J].新课程（下），2018（4）：101.

[5]何庆平.互动教学在构建高中物理高效课堂中的作用：“运动的描述”为例[J].课程教育研究（新教师教学），2016（10）：260.