高中学生学习物理的主要障碍及解决途径
时间：2012-07-28 00:25:46 作者：admin
高中学生学习物理的主要障碍及解决途径
霍永生
关键词： 学习障碍；构建认知结构；运用数学语言；发现隐蔽因素
高中学生解决物理问题的认知和心理因素存在着以下三个薄弱环节：第一，学生不能把学过的知识有机地联系起来，形成较完整的知识结构，因而不能较好地把学过的物理知识联系起来应用。第二，运用数学解决物理问题的能力差，不能较好地完成从文字语言到运用数学语言的转变。第三，最常出现的心理障碍是不善于发现隐蔽因素，不能自觉地分析、挖掘、利用问题的隐蔽条件，解题方法题型化。上述问题是高中学生学习物理的主要障碍，解决的办法如下。
一、结构化、系统化是掌握知识的重要方法
知识的结构化是以中心知识（概念或规律）为基础，分析各部分知识之间的内在联系，将有关重点知识编成网，形成一个有内在联系的知识网络。如表1，以“力”概念为基础的力学知识结构。知识结构化的过程有利于巩固和深化知识，使我们能从宏观、整体上把握知识，达到纲举目张的目的。
知识的系统化是从知识点的纵向联系上将它们按照某种方法归类、条理、编辑知识系统，如表2，匀变速直线运动公式系统。知识的系统化过程，在复习中从微观上达到一个不落地把握知识，从而检查知识是否有漏洞，哪些理解不深刻，哪些还存在问题等，使复习具有针对性。
表1：
表2：
五个运动学公式 ； ； ； ；
特点 1、公式中一共牵扯到五个（vo、vt、s、t、a）物理量。2、每个公式中都缺少一个物理量，简称“五缺一”；3、只要知道三个物理量，就可以套用其中一个公式，求未知量，简称“知三求一”。4、将五个公式进行对比，更易于记忆；根据“五缺一”和“知三求一”的特点，在“套公式”解题时，减少盲目性。
不能较好地把握部分知识与整体知识之间的联系，就不能尽快地从孤立记忆知识到形成灵活运用认知结构的转换。学生不善于改变思考问题的方式，其原因，也主要是缺乏新知识组块能力所致。在高中物理学习的各个阶段，只有构建解决物理问题的动态认知结构，在具体问题面前就能更好地检索、调用已有知识形成解题策略。
二、建立应用数学解决物理问题的平台
画出物理过程的示意图是将抽象的文字用物理情景图表达出来，是解决物理问题过程中的形象思维方法，也是应用数学解决物理问题的思维平台。示意图展现了物体的运动情况、受力情况、过程转化的条件，是分析问题的基础，也是思维过程和规范解题过程的体现。下面以一道力学题为例。
例1．一个弹簧台秤的秤盘和弹簧的质量都不计，盘内放一个物体P处于静止状态，如图1所示。P的质量为m =10kg，弹簧的劲度系数为k =500N/m，现给P施加一个竖直向上的力F，使P由静止开始向上做匀加速直线运动。已知在最初0.2s内F为变力。在0.2s以后是恒力。则F的最小值是____________，最大值是___________。
解析：如图2所示，画示意图展现审题过程。
（1）物体运动分析：在图中要标明关键的状态量。图2-1，物体平衡状态；匀加速直线运动过程，物体初态vo = 0；运动过程量x、t，其中x为弹簧压缩量，t为物体恢复形变过程时间；判断运动过程性质为匀变速直线运动。
（2）物体受力分析：在图中标明物体关键的状态受力情况。如图2-1，物体平衡状态，物体只受弹力kx、重力mg作用；图2-2，物体做匀加速运动初态，受拉力Fmin、弹力kx、重力mg作用；图2-3，物体做匀加速运动的末态，受拉力Fmax和重力mg作用；分析各力的变化情况：物体作匀加速运动，合力F+kx-mg为恒力，弹力kx在逐渐减小，所以拉力F逐渐增大。
（3）关键条件分析：包括力学条件和运动学条件分析。图2-1是物体的平衡态，图2-2是物体做匀加速运动初态；匀加速运动初态弹力kx最大，拉力有最小值Fmin；末态弹簧恢复原长，弹力为零，拉力有最大值Fmax。物体离开弹簧后，物体只受值Fmax和mg作用保持不变。
（4）建立好坐标系：如图中标明oy轴。
（5）列方程求解：通过对物理情境反映的物体运动过程特点分析，判断物体的运动模型，针对关键状态、过程、转化条件列方程。（列方程时要考虑坐标系对各矢量正负的约束）
平衡时： ①
匀加速运动初态： ②
物体离开弹簧时： ③
加速过程： ④
代入数据，解方程组①②③④得：a=10m/s2；x=0.2m；Fmin=100N；Fmax=200N。
1、（示意图的作用）分析过程依赖该图，分析过程又展现在图上，画图是解题规范，画图又规范着解题过程。示意图是思考问题的过程，同时也对问题的思考、解题策略的制定起到帮助的作用，利于展开多角度的思维。正确分析物理问题中的物理状态、物理过程、物理情境，找出影响物理过程的主要因素和关键条件，把一个复杂的物理问题分解为若干较简单的问题。
2、（建构物理模型）对物理情境进行分析，就是要抓住物体的运动过程特点，判断物体的运动模型，把规律与解决实际问题联系起来。根据模型所遵循的所有的物理规律（包括文字叙述形式、公式和图象形式<
