高中物理学法指导初探.docx
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高中物理学法指导初探
高中物理学法指导初探
何文明
（浙江省富阳中学311400）
摘要本文是作者在终身教育思想为核心的现代教育理论指导下，以提高学生素质和创造能力为根本目标，在高中物理教学实践中通过几方面对学生进行学法指导：
物理学习准备的指导；物理学习过程的指导；学生的自我监控能力培养的指导。
取得了较好的效果。
关键词高中物理学法指导学习准备元认知监控
教是为了不教，“授人以鱼”，不如“授人以渔”，教会学生学习，这是提高教学效益的根本途径。
教师作为教学的专家应该善于指导学生有效地学习。
自90年代初开始，“学法指导”已成为教学改革的潮流，但大部分“学法指导”都是以培养学生的应试能力为目的的。
面对新世纪深化教学改革的需要，我们在近几年来以终身教育思想为核心的现代教育理论为依据，以提高学生素质和创造能力为根本目标，在高中物理教学实践中对学生的学法指导进行了尝试。
我们采取了以下的做法。
1学习准备的指导
我们认为，物理学习的过程，从根本上讲是一种认识过程，是学生在与物理环境相互作用中认识物理世界，形成、发展和优化自己物理认识结构的过程。
因此，指导学生学习，必须指导学生进行学习准备。
所谓学习准备，是指学生在新的学习时，他原有的知识水平和原来心理发展水平对新的学习的适应性。
学习准备的充分与否直接影响着新的学习，因为影响物理学习的因素主要有：
（1）原有知识水平，先期获得的知识在内容与组织方面的特征，对后来的学习起制约作用。
原有学习对新的学习的影响，也就是学习中的迁移。
奥苏贝尔认为，迁移的发生取决于：
①在认知结构中是否有适当的起固定作用的概念可以利用；②新的潜在有意义的学习任务与同化它的原有概念的可辨别程度；③原有起固定作用概念的清晰的程度。
（2）能力因素——包括观察、实验能力，逻辑推理能力等。
（3）非智力因素——包括兴趣、动机、情绪、意志等。
（4）环境因素——包括教学设备和条件、教师教学水平等。
正是以上理论，我们在实践中是这样对学习进行物理学习准备的指导：
（1）形成学习机制，制定切实可行的学习计划。
首先，实施计划的时间和地点要固定，它可以促使你的学习成为一种规律和习惯。
其次，要学会对自己的学习进行动态的检查和管理，执行计划要注重学习任务的完成，而不是花费了多少时间。
再次，不要墨守成规，在有些时间作适当地修改计划是必要且有利的。
（2）阅读教材，找到与所学的教材有关的前概念。
（3）做预习题，复习相关的前概念；
（4）做预习笔记，找到新的学习任务与原有概念间的相同点与不同点。
如在高一物理“功”的教学前，我们要求学生在阅读教材后做如下的预习题：
题1一个工人想推倒一垛墙，工人最大力量500N，墙受力1000N会倒，请问工人推了10min做了多少功？
题2大门前站岗的哨兵，背着枪站了5h时间，枪重7.5kg，枪与地面垂直距离1.5m，请问哨兵做功多少？
题3一个物体质量为M，放在光滑的水平面上，现用一水平力F推物体前进了S距离，则此过程中推力F做功为，重力做功为。
题4小王提着一桶质量为M的水，匀速地走上长为L，高为H的楼梯，此过程中小王对桶做了多少功？
题5一辆小车在光滑的水平地面上滑行，现在有一小孩用大小为F的力拉住小车，让小车慢慢地停下来，小车停下来过程滑行了S距离，则此过程中小孩对小车做了多少功？
在做预习题的过程中，实际上完成了阅读教材，找到和复习与所学的教材有关的前概念——功。
做完预习题后，要求学生写出预习笔记，主要从以下方面考虑：
高中“功”的概念与初中已学的“功”的概念有哪些共同点？
新学内容里有哪些新的物理情景？
怎样理解“正功”、“负功”？
通过这样的预习，学生一方面复习了与新知识有关的初中旧知识——功，为发生知识的正迁移创造了条件；另一方面使学生对新知识的学习作好了充分的心理准备，大大提高了课堂效率。
2物理学习过程的指导
中学物理的教学过程具有以下特点：
①以观察和实验为基础。
②以形成概念、掌握规律为中心。
③以数学方法为重要手段。
④密切联系实际，解决实际问题。
⑤以辩证唯物主义思想为指导。
因而我们在教学实践中从以下方面对学生进行学习过程的指导。
2．1观察和实验过程的指导
物理学作为一门实验科学，观察和实验是学生获得感性认识的主要来源，这为学生进行物理思维、实现从感性认识到理性认识的飞跃提供了必要的手段。
我们在教学实践中要求学生尽可能地亲自动手操作。
指导学生学会设计与构思的常用方法（如比较法、放大法、等效法、再现法等）。
指导学生按实验操作规范进行实验：
①根据设计的方案恰当选取仪器；②按照设计的方案进行安装，联结和调节仪器；③手、眼、脑等协调并用，准确地进行实验操作。
指导学生正确地记录数据，特别注意测量数据的估读；指导学生进行数据的处理（列表法、代数法、图象法）与分析。
在演示实验中，特别要指导学生进行正确的观察。
如光的全反射实验中，应明确需观察入射光、反射光和折射光，得出光从光密介质射入光疏介质时，随入射角的增加，反射角和折射角均增大，折射角大于入射角；折射光强减弱，反射光强增强；当入射角增大至一定角度时，发生质变，折射光线消失。
2．2物理概念的学习过程
理解概念
表述概念
抽象出本质
找出共同特征
物理概念是物理现象的共同特征和本质属性在脑中概括和抽象的反映。
学生形成物理概念一般要经历认知定向、找出共同特征、本质属性、进行抽象规定和深入理解概念这样一个大致的过程。
如下图所示：
引入理由
下面我们对以上过程进行说明：
（1）让学生明确为什么要引入这个概念，使学生认知活动有一明确的指向。
如学生学习了磁场后，知道磁铁与磁铁、磁铁与通电导体、通电导体之间的相互作用都是通过磁场而发生的，磁场的基本性质是对放入其中的磁铁和通电导体具有力的作用，力的大小显然与磁场的强弱有关，为了描述磁场的强弱，我们引入了磁感强度这一物理量。
（2）指导学生找出物理现象或物理过程的共同特征。
这一过程一般有两种方式：
一是归类的方式，直接从事实中总结出来的概念，通常由归类的方法得出其共同特征。
如通过分析各种情况下接触物体间的弹力，总结出其共同特征是物体相互接触而发生形变后有恢复原状的趋势，则这两个接触物体间产生弹力。
二是概括的方式，一般用在学习比较抽象的物理概念，如学习磁感强度的概念时，可指导学生从以下分析去找出磁感强度的本质特征：
在匀强磁场中垂直磁场方向放入一通电直导线，直导线受力大小与导线的长度和通电电流的大小有关：
在通电电流大小不变时，导线长度增大几倍，磁场力也增大几倍；在导线长度不变时，通电电流增大几倍，磁场力也增大几倍。
于是可以找出共同特征，不论导线的长度和通电电流强度如何，比值
能反映出磁场的强弱。
通过概括找出这个共同特征，为进一步形成磁感强度的概念打下了必要的基础。
（3）指导学生抓住共同特征所反映的本质物理属性。
只有抓住了物理现象或物理过程的共同特征所反映的本质属性，才能形成物理概念。
例如在上例中，我们在抓住了磁场中通电导体受力的共同特征的基础上，指导学生认识到这一共同特征的本质属性：
磁场的磁感强度是由磁场本身的性质所决定的，反映了磁场的强弱。
（4）指导学生对抽象的结果进行表述。
在抽象出一类物理现象和物理过程的共同特征和本质属性之后，用简洁的文字语言、数学式子或图表表示物理概念。
如磁感强度可用文字表述为：
在磁场中垂直下磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫通电导线所在处的磁感强度；用数学式子表达为B=
；还可用磁感线的疏密和方向表示磁感强度的大小和方向。
（5）指导学生深入理解物理概念。
我们在教学实践中用变式和例证来指导学生理解物理概念。
如在学习“磁感强度”概念时，可以指导学生判断以下说法的正误：
磁场中某处的磁感强度，随放入其中的通电直导线中电流的减小而增大；随通电直导线所受磁场力的增大而增大；放入其中的通电直导线若不受磁场力，则此处的磁感强度为零；跟放入其中的通电直导线的长度、电流的强弱、受力的大小等都无关。
再如理解简谐运动，可以举弹簧振子为肯定的例证，乒乓球在桌面上的上下振动为否定例证，使学生抓住回复力F=-kx的振动才是简谐运动这一关键特征。
2．3物理规律的学习指导
规律的理解
物理规律是自然界中物理客体属性的内在联系，是事物发展和变化趋势的反映。
物理规律包括物理定律、定理、守则、原理、方程等。
学生掌握物理规律的一般过程如下图所示：
规律的适用条件
规律的表述
规律的建立
认知定向
我们在教学实践中通过以下程序指导学生掌握物理规律：
（1）指导学生明确认知定向。
要让学生明确物理规律建立的目的，从而使学生的思维加工活动指向确定的方向。
如学习了匀变速直线运动后，学生知道认识一个物体的运动趋势，必须清楚它的运动状态变化的快慢——加速度。
因此我们很有必要来研究物体的加速度到底与哪些因素有关？
有怎样的关系？
（2）指导学生弄清规律的建立过程。
物理规律的建立过程有两种形式。
一是归纳方法，我们必须指导学生明确它的实验依据，并树立起物理定律的建立来自于观察实验结果的观念。
如气体状态方程的建立，是在波意耳定律等三大实验的基础上归纳得到的。
二是通过演绎方法建立物理规律，如动量定理的建立，要让学生知道它是从牛顿第二定律推导出来的，力在时间上的累积与物体状态量——动量变化间的数量关系。
P
V-1
P
V
（3）把握物理规律的“文字叙述”、“数学表达式”、“函数图像”三种表达式，并能把它们融为一体。
如玻意耳定律的文字叙述：
一定质量的理想气体，在温度不变时，压强与体积的乘积为一个常量，数学表达式为PV=C，函数图像如右上图。
（4）强调物理规律的适用条件和范围。
如牛顿运动定律只适用于低速宏观的物体，气体的状态方程只适用于理想气体或气体的压强不太大，温度不太低的实际气体，库仑定律F=
，只适用于点电荷间的相互作用力，否则会出现当r→0时，F→∞的错误结论。
（5）使用物理规律时，注意它们的一些特征。
如牛顿第二定律的瞬时性、方向性、同体性等。
2．4解决物理问题时的学法指导
解决物理问题是物理学习的重要环节，是学生实现认识上第二次飞跃的主要途径。
解决物理问题的过程是具体问题情景与原有物理认知结构相互作用的过程。
据梁树森老师“对中学生运用物理知识中的认知缺陷和心理障碍的研究”的结论，高中生解决物理问题中的认知和心理因素存在三个方面的薄弱环节：
运用数学解决物理问题的能力差；头脑中不能形成比较完整的认知结构；最常见的心理障碍是不善于发现隐蔽条件。
为此，我们在教学实践中从以下几方面来对学生进行解决物理问题的学法指导。
（1）引导学生建立知识体系。
高中物理可归纳为几个体系：
牛顿力学体系；热现象的研究和热力学体系；电磁场理论体系；光的本性的认识体系；原子物理、原子核的研究体系。
如牛顿力学体系可以从二条主线来展开：
一是牛顿运动定律——动量定理——动量守恒定律；二是牛顿运动定律——动能定理——机械能守恒定律。
搞清力学体系后，所有力学问题均可挂靠在相应的位置上，按照三条解题思路进行：
①牛顿第二定律为主线；②动量为主线；③功与能为主线（包括机械能守恒定律）。
（2）对审题过程进行指导。
审题是解决问题的起点，有好些学生拿到物理题目往往不注意审题或不善于审题，引起错解。
我们从以下方面进行指导，以提高学生的审题能力：
①强化学生的审题意识。
一方面教师在讲述例题时十分注重审题过程，对学生起到榜样作用；另一方面对学生的错解进行分析，从反面认识到审题的重要性。
②指导学生发现题目中的隐蔽条件。
高中学生在解决物理问题中最常出现的心理障碍是不善于发现隐蔽因素。
因此我们必须注意引导学生细心地识别物理现象，学会全面地分析物理过程，尽早完成从满足于对物理情境表面因素的认识到自觉地深入发现隐蔽因素的转变。
指导学生在审题时注意一些关键词：
如恰好、至少、尽量、温度较低、细线等；注意分析物理过程中的突变点：
如物体受力的突变、运动状态的突变等。
③注意指导学生画好示意图。
画示意图实际上是把题目中的情景转换成物理模型的过程，并且几乎所有的物理问题都可用简单、明了的示意图来表示。
我们要求学生在板演、平时作业和考试中都要画好示意图，以养成良好的习惯。
（3）指导学生重视从概念出发，运用一些基本规律来求解问题，并注重解题的规范。
如右图题可用概念v=s/t来分析，由于绳的运动和船的运动具有同时性，因此只要比较某一时间内绳和船通过的距离，即可知道绳速与船速的关系。
再如运用牛顿第二定律来求解物理题目时的过程为：
①先让学生明确F=ma的意义，等式左边为研究对象所受的合外力，等式右边指研究对象的状态变化，等号代表量值相等、方向一致。
即先引导学生理解求解实际问题所用规律的物理含义。
②明确解题思路。
包括明确研究对象，需根据研究问题的需要和计算的方便来确定研究对象；受力分析；知道状态改变情况；规定正方向；列出方程、求解，并对结果进行检验。
（4）指导学生通过一题多解、一题多变，培养思维的灵活性以达到提高解决实际物理能力的目的。
如子弹打木块问题，可用牛顿运动定律求解，也可用动量、能量关系求解；还可对这个问题进行很多从简单到复杂的变化。
3学习过程的元认知监控指导
元认知监控指个体在进行认知活动的过程中，将自己正在进行的认知活动作为意识对象，并反复地对其进行监视、评估和调控的过程。
人类的元认知监控于人类从事的形形色色的实践活动中，是一种非常重要的能力。
学生在学习过程中的元认知监控对于学习效果与效率都起着重要的作用。
学习监察、学习调节和学习反思则是元认知监控能力的重要过程，教师须在这方面对学生进行指导。
3．1学习监察能力的培养指导
学习监察是学生根据学习目标，对自己的学习过程、策略和学习结果的考察，也是进行学习调节的基础和条件。
在教学实践中我们常常碰到这样的情况：
有的学生做了某道题目，但并不明白为什么要这样做，为什么要使用这种方法；而有的学习却能清楚地讲清自己的思路，自己拿到题时注意到什么，是怎么想的，为什么选取了这样的方法，等等。
这两种情况代表着两种不同的境界，能够讲清自己思路的学生对于问题的理解更深刻。
这种对于自己思路的清晰认识事实上就是一种自我监察。
所以，我们在平时课堂教学中，多向学生问“为什么要这样”？
让学生讲清自己理解问题和解决问题的思路，以培养学生的学习监察能力。
美国教育学家波利亚提出“启发式自我提问法”，向学生提供一系列在问题解决的各个阶段的启发式问题，学生在解题过程中依据这些问题进行自我提问，从而启发思路，并对思维进行监控。
具体的过程如下图表示：
回顾反省
理解问题
制订计划
实行计划
能否清楚地认定这一步是计划中的一环？
这一步的推论或文字表述是对的？
式子的转换、数学运算是对的吗？
能证明是对的吗？
能确定已完成了题中的要求吗？
结果的量纲正确吗？
结果的数值符合实际情况吗？
用其它方法能检验结果的正确性？
这个问题熟悉吗？
或者已改变了那部分？
用什么定律可解决这一问题？
或者解决问题的一部分？
离目标还有多远？
能从数据和图象中找到有用的东西吗？
能把自己的思考串起来形成解题计划吗？
已知、未知条件是什么？
题的目的是什么？
题目的实质是什么？
题目中的关键词是什么？
能画出草图吗？
我们在教学实践中把以上过程用硬纸片印制成《解题策略提示片》，并把它放在桌子左上角，要求学生每次解题时，分四个阶段进行，每阶段先看卡上相应的提示问题再进行思考，完成一步后再进行以上重复，直到问题解决。
并要求学生将解题的过程完整地写在作业本上，以促使学生主动、自觉地使用“解题策略提示卡”，培养学生的学习监察能力。
例如：
一辆质量为1.0×103kg的小汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，从某时刻开始受8×103N的阻力作用下刹车，问经过5s后，汽车离开始刹车点有多远？
第一步理解问题
已知：
汽车的质量m=1.0×103kg
汽车的初速度v0=20m/s
汽车受到的阻力f=8×103N
经过的时间t=5s
隐含条件：
汽车作匀减速运动
题目的关键：
确定Ss内汽车是否一直在运动。
第二步制订计划
根据牛顿第二定律可求得小汽车作匀减速直线运动时的加速度a，然后可通过以下方法求解：
⑴s=v0t+
at2
⑵先求出小汽车的实际运动时间，再根据上式求解。
⑶先画出v——t图，根据图象求解。
由于本题中不知道小汽车在5s内是否均在运动，因此我们可用方法⑵或⑶求解。
第三步实行计划
根据牛顿第二定律F=ma可得a=-8m/s2
根据匀变速直线运动规律vt-v0=at
若vT=0，则t0=2.5s
即小汽车从刹车开始到停止用了2.5s时间，则通过的距离为s=v0t0+
at02=25m
第四步回顾反省
刹车过程中小汽车通过了25m距离，符合实际情况。
可用公式vt2-V02=2as来检验结果，或用v——t图中直线与两轴所围面积来检验结果。
3．2学习调节的指导
学习调节是根据反馈信息和预期目的，为提高学习效率，达到学习目标，对自己学习过程的修正、变革和调整。
在学习过程中，包含着丰富的反馈信息：
教师批改过的作业、考试的成绩、教师的评价等提供了外部反馈信息；学生在学习过程中的感受和体验提供了内部反馈信息。
在教学中，指导学生充分利用这些反馈信息，可以有效地提高学生学习的调节能力。
我们的做法是
（1）教育学生正确地对待这些反馈信息，不要把作业和考试中出现的错误都归于自己的失误。
要重视自己出现的错误，充分利用这些反馈信息来调节自己的学习，养成良好的学习习惯和学习态度。
（2）指导学生认真分析这些反馈信息，并把错题等集中起来，通过分析发现在学习过程中哪些方面的知识存在缺陷，哪些原以为已掌握的知识点其实并未完全弄懂。
针对这类问题，通过重新复习相关知识、与同学进行讨论、请教老师等办法进行改进。
例如：
人教版高中物理试用教材下册有这样一个习题：
“有人说电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹。
”这个说法正确吗？
为什么？
有很多同学回答只要带电粒子的初速度为零，则不管电场线是直线还是曲线都能代表带电粒子的运动轨迹。
这种解题的同学就需要重新复习有关曲线运动的条件这一知识。
（3）指导学生通过反馈信息的分析，及时了解任务的完成情况，主动分析学习过程中思维的积极性、参与学习的程度、学习的节奏和学习过程中各环节的把握程度；比较自身思维过程与理想思维过程，找出现状与目标间的差距，及时强化，改正不足；发现现有的学习方法中存在的不合适的地方，并尝试变换。
通过多次实践、多次反馈、多次调节，逐渐形成适合自己的学习方法。
如有的学生尽管在某方面做了大量的练习，
3．3学习反思的指导
学习反思要求学生能够站在一个更高的位置来审视和思考自己的学习。
通过反思，学生才能把零散繁多的知识组织起来，在头脑中建构合理的知识体系；通过反思，学生才能概括有效的学习策略和学习方法，并因时因地灵活地选择和运用它们；通过反思，作为学习的主人，学生才能形成正确的学习归因、内在的学习动机。
在教学实践中，我们从以下方面对学习反思能力进行培养。
（1）每当某一章节的学习结束时，指导学生静静的思考，对这一章节的内容进行认真的总结和反思。
例如在学习了《牛顿运动定律》后，可引导学生进行如下的总结和反思。
①学习重点：
叙述学习重点；判断自己对这些重点的掌握程度；掌握的好（不好）的原因是什么？
②重点的延伸：
牛顿第一定律又称什么定律？
它能解释哪些现象？
牛顿第二定律怎样用动量来表达？
这是怎样得出的？
能解释哪些物理现象？
你是怎样用牛顿第二定律来解决实际问题的？
怎样用牛顿第三定律来解释日常生活中的一些实际问题？
你在这部分内容的学习中最重要的缺陷在哪里？
③与前面知识的关系：
在前面两章中，我们学习了哪些内容？
为什么削两章内容要放在这一章前面来学习？
这章内容与前两章内容有什么联系？
作用力与反作用力和平衡力有什么相同这处和不同之处？
你对这方面内容掌握得怎样？
掌握得不太好主要在于过去知识、现在知识、综合比较的能力还是其它原因？
（2）在教学中有意识、有计划的指导学生掌握一般的学习策略（如特拉弗斯概括的概念学习的几种策略；增进记忆的策略；促进迁移的策略；问题解决的信息加工模式和吉尔福特的智力结构解决模式等）和物理学科特定的学习策略（如在解决物理问题时常用的思维策略：
动静转化、曲直转化、内外转化、常量与变量的转化、无限与有限的转化、数值与图形的转化、顺向与逆向的转化等）。
并进行一题多解、一法多用的学习训练，让学生积累丰富的应用学习策略的经验，并在此基础上通过总结反思，概括出与特定物理情境相联系的有效策略。
（3）总结反思自身主动适应物理学习的心理能力。
引导学生在有效学习中获得各种积极的情感体验，把学习物理看成自身发展和完善的需要，培养学生内在的学习动机；引导学生养成提问、质疑的习惯，对学生的提问及时地回答并给予肯定，以激发学生的求知欲；向学生讲述物理学史上一些重大发现的史料，如法拉弟根据“电能生磁”，推断出“磁也能生电”的观点，并且成为自己的信念，通过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象，以培养学生学习的责任感和奋发向上、拼搏进取的精神，培养学生积极的学习归因。
通过总结和反思，作为学习的主人，使学生形成正确的学习归因和内在的学习动机。
面对新世纪的挑战，教育必须培养创造性人才，无庸置疑，创造性人才必须是善于学习的人，必须是在认知、行为和意向上自我监控的学习者。
我们在教学中所进行的学法指导尝试，目的在于培养学生具有良好自我监控力的学习能力。
这种尝试已经收到了明显的效果，但是，怎样结合物理学科的学习，构建一个理论基础深厚、操作性较强的培养模式，是我们今后亟待探索的问题。
参考书目：
梁树森著《物理学习论》广西教育出版社1996年12月第一版
沃建中主编《中学生心理导向》出版社1998年12月第一版
刘宝才齐国贤《教学监控与学习监控的培养研究》，心理发展与教育，1997年9月
施良方著《学习论》人民教育出版社1994年5月第一版
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