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1、促进高中学生物理自主学习的策略之学习方法指导策略人教版促进高中学生物理自主学习的策略之学习方法指导策略 赵小仙 (杭州第七中学 浙江杭州 310004 ) 摘要 自主学习是指学生自己主宰自己的学习，是与“被动学习”、“他主学习”和“机械学习”相对立的学习方式。想要提高学生物理自主学习的能力，不应只在“教”上下功夫，而且要在学生用来习得物理的“策略”上做文章。在物理教学中，教师要根据高中学生的特点，认知方式，教材的特点等来对学生进行学习方法指导，让不同的学生可以选择，同时指导学生能够针对不同的问题进行学习方法的调整。文章以归纳法、类比法、演绎法、启迪思维法、问题讨论法、迁移法为例介绍物理的学习方
2、法，谈谈学习方法的指导对学生自主学习的促进作用。 关键字:归纳法、类比法、演绎法、启迪思维法、问题讨论法、迁移法 1一 归纳法 归纳法是指从个别事实中概括出一般原理的一种思维方法和推理形式，其主要环节是归纳推理。在物理教学过程中，指导学生应用归纳法以提高自主学习物理的能力。 ?应用完全归纳法，指导学生建构物理模型，培养学生抽象思维能力。 物理模型是一种理想模型，它要求思维过程具有一定的抽象性。因此在物理教学中使学生正确建立和运用物理模型，不仅有助于他们演算习题。更有助于培养学生抽象思维的能力。而归纳法是指导学生建构物理模型的有效方法之一也是培养学生抽象思维能力的一种有效途径。如:07高考题全国
3、理综卷?中归纳出带电粒子在磁场中的偏转模型,作出示意图,然后利用数学归纳法得出结论。 的25题，学生只要能?应用简单枚举法,诱导学生发现规律,得出结论,培养学生自主观察、归纳能力。 在组织教学时，如果简单地把概念和定律过早地端出来，就会失去培养思维能力的机会。如果诱导学生自己去发现这个规律,得出结论，那就会在掌握知识的同时,得到抽象概括能力和归纳能力的训练。例如:探求声音是怎样发生的，我们可以枚举一些生活实例,如让学生敲响音叉,音叉会发出声音;再用悬吊的塑料泡沫球接触发声的音叉,会观察到泡沫球振动;拨动张紧的橡皮筋,吉它弦，会听到他们发出声音,同时我们还可以观察到他们均在振动;用手指触摸正在发
4、声的颈前喉头部分,我们会感受到发声的喉头也在振动等,学生们通过仔细的观察后,对声音如何发生有了一种感性认识,在此基础上,便可引导他们归纳出结论:一切正在发声的物体都在振动。物理学中诸如此类例子不胜枚举,教师引导学生从周围的实际生活中,仔细观察、归纳得出许多物理规律,从而让学生在轻松、愉悦之中学到物理知识。 ?应用判明因果联系法，指导学生探明物理现象的原因，培养逻辑思维能力。 判明因果联系法是中学物理归纳活动中常用的思维方法。它有助于学生探求和理解事物或现象间因果关系，有助于学生理解物理现象之所以如此的原因、物理公式中各因素间的因果性，这样才能让学生真正掌握规律，灵活运用公式，从而培养学生逻辑思
5、维能力。例如我们可把理解高一物理的“机械能守恒”一节中,判断机械能是否守恒的物理事例写成如下思维过程，其中E、E、E分别代表物体的重力势能、动PK能、机械能。 A.火车加速爬坡，a牵引力做(正)功，f(E 和E 都增加、E增加) PKB.加速提升重物，a拉力做(正)功，f(E 和E 都增加、E增加) PKC.开伞匀速下降，a阻力做功(负)功，f(E 减少，E不变、 E减小) PKD.子弹水平射入墙内,a摩擦力做(负)功，f(E不变，E减少、E减小) PK通过以上分析,可归纳出各事件中有一个共同点a,即非重力对物体做功、出现物理现象f,即物体的机械能发生变化。进下一步归纳可得出: 非重力对物体做
6、正功,则物体的机械能增加, 非重力对物体做负功,1 唐克明. 谈归纳法在中学物理教学中的应用J. 高等函授学报(自然科版),2002,15(3) :52,55 1 则物体的机械能减少。 2二 类比法 物理学家法拉第就曾作过这样的类比推理:既然磁铁可以使近旁的铁块感应磁化,静电荷可以使近旁的导体感应出电荷,那么电流也应当可以使近旁的线圈中感应出电流。他经过十年的探索，终于取得了突破性进展,发现了“电磁感应定律”。在中学物理教学中若能灵活应用类比法，并有意识地培养学生的类比思维，则能调动学生思维的积极性，同时也能使学生的学习收到事半功倍的效果。如:如在进行电场强度的教学时:可以让学生把电场强度的定
7、义与电流强度，密度的定义进行比较，得出这些定义都是从实验的角度，利用比值法定义出来的，从而得出电场强度与放入其中的电荷及其受力无关。并引导学生CQU,/BFIL,/同样用类比法去学习今后学到的如磁感应强度，电容等概念。 三 演绎法 演绎法是指从一般原理推演出个别结论的思维方法和推理形式。其主要形式是由大小前提和结论组成的三段论，主要特征是其结论具有必然性。在中学物理教学中，教师对学生进行“三段论”的训练,无疑对加深物理知识的理解,逻辑思维能力的完善和探索物理知识能力的提高都是大有好处的。如:(99年上海高考试题)大家皆知，地球围绕着太阳做椭圆运动，阳光普照大地，万物生长，那么随着岁月的流逝，论
8、述一下地球公转的周期、日地的平均距离，以及地球表面温度变化的趋势如何?(不考虑流星及外星球与地球发生碰撞的可能性)。解析:此题的求解要求学生有一定的创造性想象力并能灵活地运用演绎法进行推理分析、展开想象。演绎过程如下: 2大前提:根据爱因斯坦质能方程,Emc，热核反映释放能量的同时，必有质量的亏损。 小前提:太阳的内部进行着激烈的热核反映，不断地释放核能。 结论:太阳的质量M在不断地亏损。在此基础上进一步推理,并将此结论作为下一推理中的小前提。其推演过程如下: 2FGMmR,/大前提:天体M对m万有引力， M减小则F会减小。 小前提:太阳的质量M不断亏损，不断减小。 结论:太阳对地球的引力F减
9、小。 同样此结论又可以作为下一推理的小前提: 大前提:物体在向心力的作用下作圆周运动.向心力减小物体必然会做离心运动。 小前提:地球绕太阳作圆周运动，太阳对地球的万有引力在减小。 22GMmRmvR/,结论:地球将离心运动，日地之间距离会变大。由于M减小R.在变大，根据， 得TRv,2/,vGMR,/ ，地球的环绕速度将减小，周期可知，周期T将增加。由于M在不断减少，R不断增大，辐射到地球表面的光的功率不断减小，所以地球表面温度也将逐渐降低。 四 启迪思维法 创造的火花多产生于求异之中，产生于发散思维之中。这种创造品质需要多角度思维的方法去训练。 ?培养发散思维能力。发散思维是指思维主体在展开
10、思维活动时，围绕某个中心问题，最大限度地开拓思路，进行辐射状态似的思考和联想，从不同角度、不同方向寻求解决问题的途径或结论的一种思维方式。发散思维是创造性思维的一种表现方式，它在物理学习中是不可或缺的。因此，在物理课堂教学中，我们要紧紧抓住发散思维的基本特征，采取各种手段，培养学生的发散思维能力。例如:总质量为M的列车，沿水平直轨道匀速前进，质量为m的末节车厢中途脱节，司机发觉时列车已驶过路程L，于是司机立即关闭发动机。设阻力与车重成正比，机车牵引力恒定，求列车两部分完全停止后，它们之间的距离。让学生用一切可用的方法或知识来解这道题目，总结出解决本题可用三种方法:一是运用牛顿第二定律和运动学公
11、式;二是用动能定理;三是用能的观点。第三种最简捷，末节车厢脱节时，司机撤去牵引力，2 唐克明.谈类比法在中学物理教学中的应用J(高等函授学报(自然科学版)，2002,15(,) :54,56 2 则列车的两部份完全停止时，它们的距离为零，显然，列车在行驶路程L的过程中牵引力做的功，可认为完全消耗在列车前部分多走s的距离克服阻力做的功上，考虑到列车开始做匀速运动，则牵引力大小为sMlMm,/()，故有: ，解得:。 kMgkMgl,k(M,m)gs?合作学习，培养创造性思维能力。在教学中，尤其在教学的重点难点处，若能组织学生集体合作，则有利于发挥每个人的长处。在合作中，学生之间相互启发、相互讨论
12、、学习，思维由集中而发散，又由发散而集中，个人的思维在集体的智慧中得到发展，这样同学间相互弥补、借鉴、启发、点拨，形成立体的交互的思维网络，往往会产生1+12的效果，而让每个学生在小组合作中动手动脑，更是发展其创造力的有效方法。 ?发展探究性、批判性思维品质。在教学中学生是教学的主人，鼓励学生自主质疑，去发现问题，大胆发问。创设质疑情境，让学生由过去的机械接受向主动探索发展，有利于发展学生的创造个性和自主学习能力。进行批判性质疑就是不依赖已有的方法和答案，不轻易认同别人的观点，而通过自己独立思考、判断，提出自己独特的见解，其思维更具挑战性。它敢于摆脱习惯、权威等定势，打破传统、经验的束缚和影响
13、，它在一定程度上推动了学生的理解与思维的发展。 3五 问题讨论法 卡尔?罗杰斯认为当学生负责地参与学习进程时就会促进学习。采用问题讨论法的目的在于调动学生学习物理的兴趣;培养学生自己独立分析问题、解决问题的能力;培养学生系统整理知识、归纳总结的能O 力。问题讨论法在教学中的具体实施可简单概括为“问题讨论总结应用”。以“平衡问题分析”为例:问题:平衡问题有哪些典型的例子?解决动态平衡问题的一般方法、步骤是什么?解决平衡问题的关键是什么?问题的讨论:学生对平衡问题的典型问题都能各抒己见，得出结论。而对解决问题的方法、步骤、关键却争执不下。有学生认为解决问A B 题的关键是受力分析，有学生认为解决问
14、题的关键是分析各参量之间的图1 关系，并进行了激烈的争论，老师则注意适时引导学生分析参量的变与不变的关系，将讨论引向深人。问题的小结:在小组讨论、全班集中讨论的基础上，由教师引导学生讨论问题进行分析、归纳、总结，最后得出结论(解决平衡问题的关键是分析变量与非变量的关系，而其中的“非变量”更是解决问题的关键)，最后由教师总结和点评。问题的应用:如:如图1所示，小球放置在光滑斜面上，用一块竖直挡板挡住，现逆时针方向缓慢旋转挡板到水平的过程中，小球对斜面和挡板的压力如何变化,解析:学生通过对题目中的小球受力分析，作受力图像，根据平衡状态的受力特点挡板对小球的支持力与重力的合力OB与斜面对小球的支持力
15、大小相等方向相反，作平行四边形，找出所需的三角形ABO，其中OA代表小球所受重力的大小和方向，AB代表挡板对小球的支持力的大小和方向;分析变量与不变量:重力的大小和方向恒不变，斜面对小球的支持力的方向不变，木板逆时针转则挡板对小球的支持力也在跟着逆时针转，相当于?ABO中OA不变，OB的位置不动，AB边在绕A点逆时针转动，如图即B点在向O点移动。不难看出，斜面对小球的支持力在不断地减小，挡板对小球的支持力先变小后变大。然后，由牛顿第三运动定律得出结论。 六 迁移法 迁移就是基本原理在其它条件下的运用。在物理学中，有许多内容体现了迁移原则。它表现在以下几个方面。 3 虞利刚.问题讨论法在中学物理
16、教学中的应用研究J. 井冈山师范学院学报(哲学社会科学), 2002,23(88) :21,23 3 ?数学知识的迁移 物理学常用数学表达式表示物理概念、描述物理规律。例如应用数学中的比例关系描述物质的密度vst,/()。物体的运动速度()，牛顿第二定律()等。应用数学中的坐标图像方法描,mV/afm,/绘出温度-时间图像(表示某种物质的熔解与凝固过程)，位移-时间图像、速度-时间图像、能量-位移图像等。应用数学中的几何方法表示力的大小方向、光的传播、折射、反射等。 ?物理知识的迁移 物理知识的迁移表现在二个方面。其一，应用物理知识解题。其二，应用物理知识解释自然现象，例如，日食和月食现象可用
17、光的直线传播原理解释。物态变化原因可用分子运动论来解释。海市蜃楼奇观可用光的折射原理解释。其三，应用物理知识设计制作各类产品。例如，根据热传递原理制成了保温瓶，根据电磁感应原理制成了发电机、电子测量仪表等，根据热胀冷缩原理制成了温度计，根据光的折射、反射原理制成了照相机、幻灯机、电影放映机等。 ?物理思想的迁移 物理学在形成的发展过程中，逐步形成了一种物质观，即物质普遍存在于相互作用之中，普遍存在于运动之中，普遍存在于能的转化与守恒之中。于是，研究宏观物体的受力、运动、和机械能的规律形成了力学。研究分子的受力、运动和内能的规律形成了热学。研究电、磁之间的受力、运动和能的规律形成了电磁学等。在学
18、习物理时，当我们形成了这种物质观，就会有目的去认识和理解物质的相互作用规律、运动规律和能的转化与守恒规律，学习就会更上一个台阶。 ?解题方法的迁移 学生在解题中，经常遇到一些变量求解问题。关于变量问题，学生很难利用常规方法列方程求解,此时解题方法的迁移能力就显得很重要了。如:应用图像解题方法的迁移和变通就可巧妙地解决此类问题，且解题过程简洁、思路清晰、便于应用。例:小球以初速v上抛，已知小球运动过程中受到空气的阻力与其速率0(2)两锐角的关系：AB=90；成正比，且落回抛出点时小球速度为v，求小球从上抛到落回抛点全过程所需的图2 时间。解析:此题小球所受的阻力与速率成正比，上抛阶段小球做加速度
19、逐渐减小的减速运动，下落阶段小球做加速度逐渐增大的加速运动，无法用动力学方程求dr 直线L和O相离.解。作出全过程的v-t示意图如图所示图2。因为速度-时间图线与t轴间所围的面(一)数与代数积表示小球在对应时间内经过的位移大小，而且上抛与下落阶段所经过的位移大小相同，所以，图中区域?与?面积大小相等。 当a0时，抛物线开口向上，并且向上方无限伸展。当a0时，抛物线开口向下，并且向下方无限伸展。(迁移)设阻力。画出f-t示意图如图3。图中区域?和区域?的f,kv2. 俯角：当从高处观测低处的目标时，视线与水平线所成的锐角称为俯角图3 面积一定分别是图1中区域?和区域?面积的k倍。由此可知，?的面
20、积与?弦心距:从圆心到弦的距离叫做弦心距.IFt,的面积亦相等。因为冲量，所以图4-5-3中曲线与t轴所围面积表示对应时间内阻力f的冲量值。可见，在小球上抛和下落过程中阻力的冲量等大反向，全过程阻力的合冲量为零.全过程应用质点动量定互余关系sinA=cos(90A)、cosA=sin(90A),mv,mv,mgtt,(v，v)/g理，设向上为正方向有: 故小球全过程所需时间 00参考文献: （2）圆是轴对称图形，直径所在的直线是它的对称轴，圆有无数条对称轴。圆是中心对称图形，对称中心为圆心。1 唐克明. 谈归纳法在中学物理教学中的应用J. 高等函授学报(自然科版),2002,15(3) :52
21、,55 2 唐克明.谈类比法在中学物理教学中的应用J(高等函授学报(自然科学版)，2002,15(,) :54,56 3 虞利刚.问题讨论法在中学物理教学中的应用研究J. 井冈山师范学院学报(哲学社会科学), 2002,23(88) :21,23 4 庞维国. 自主学习学与教的原理与策略M.上海: 华东师范大学出版社，2003.2,3 5 姚梅林,徐守森译.【美】Barry J. Zimmerman, Sebastian Bonner , Robert Kovach著.自我调节学习M.北京:中国轻工业出版社，2001:7,36 最值：若a0，则当x=时，；若a0，则当x=时，6蔡铁权.物理教学丛论基础教育课程改革视野下的中学物理教学M.北京:科学出版社,2005.78,81 1. 仰角:当从低处观测高处的目标时，视线与水平线所成的锐角称为仰角4