初中物理学习的特点介绍

2023-08-01 理论教育版权反馈

【摘要】：物理学习是以物理科学为对象的学习，物理学科的特点必然要反映到物理学习中来，使物理学习带有以下特点。观察与实验是互不可分的，它是物理学习中极其重要的环节。实验性观察是物理学习中普遍采用的一种观察方法。（二）形成物理概念、掌握物理规律、建立物理观念是物理学习的核心物理概念是组成物理知识的基本元素，是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映。

物理学习是学生与物理环境（包括教育环境和物理客观环境）相互作用的过程。相互作用的结果使学生的某些行为或行为潜力发生了比较持久的变化。

物理学习是以物理科学为对象的学习，物理学科的特点必然要反映到物理学习中来，使物理学习带有以下特点。

（一）观察和实验是物理学习的基础

物理学是一门以观察和实验为基础的学科，物理学家通过观察和实验发现和认识物理世界的规律，学生学习物理也基本上是通过类似的过程。任何一个物理概念的形成，物理规律的建立，几乎都是从观察入手的。法拉第曾指出：“没有观察，就没有科学，科学发现诞生于仔细地观察之中。”物理学习也同样必须从观察和实验开始。从观察中可以发掘问题，对观察所获得的感性材料可以进行推理、论证，并做出各种假设。观察与实验是互不可分的，它是物理学习中极其重要的环节。

物理观察的目的，一是为了了解物理现象和物理过程，感知它们的特点和变化；二是为了记录事实，取得资料，为进一步分析研究提供数据和资料；三是为了发现矛盾，发掘问题。按照观察的目的划分，有描述性观察、分析性观察、实验性观察三种。

描述性观察是一种初级的基础性观察，是对物理现象外部形态特征的观察。在观察方法上要有一定的顺序，观察结果可以用语言文字或者绘图来描述。

分析性观察是借助于理性思维，反映事物本质的、规律的、外部表现的观察。它为形成概念和规律提供一定的事实依据，有理性与感性相统一的特点。它可以使观察者获得关于事物和现象比较全面的认识。

实验性观察是指在人为设计的试验条件下，对物理现象进行观察。实验性观察又可以分为探索性观察和验证性观察两类。探索性观察可以发现事物和现象的性质和规律，一般首先根据已经掌握的经验和事实，以一定的科学理论为指导，对所研究的事物的性质和规律提出一种假设，然后利用仪器、设备及其他物质手段创造一定的条件，通过实验进行观察，检验假设，形成概念或建立规律。验证性观察是人为地创造实验观察条件，使原来的实验再现或重演，通过观察来验证原有的概念或规律的正确性。这是从理论与实验的结合上进行的观察，从而可以使学生加深理解和掌握已有的物理知识。实验性观察是物理学习中普遍采用的一种观察方法。

（二）形成物理概念、掌握物理规律、建立物理观念是物理学习的核心

物理概念是组成物理知识的基本元素，是一类物理现象的共同特征和本质属性在人脑中概括和抽象的反映。物理规律（包括定律、定理、原理、法则、公式等）是物理现象或过程的本质联系在一定条件下必然发生、发展和变化的规律性的反映。物理观念是物理世界在人脑中留下的概括的形象，是人对物理世界的基本认识。物理概念的形成和规律的建立之间存在着不可分割的、辩证的联系。如果概念不清，当然就谈不上掌握物理规律；同时，掌握物理规律，又可以进一步更深入地理解物理概念。如果只掌握了物理概念和规律，还不算学到了完整的物理，否则会使学生感到学习物理只是不断往高堆积知识的“积木游戏”，而失去对物理科学的热情。事实上，只有把物理概念、物理规律、物理观念以及物理方法和实验有机地结合起来，才能完整地描述物理科学。

中学生形成物理概念、掌握物理规律的基本途径是：首先，通过观察和实验获得感性认识。感性认识是学生进行思维加工以形成概念和规律的原料。如果学生对所学习的物理问题尚未获得必要的感性认识，教师就急于向学生讲授概念和规律，那么，这种灌输给学生头脑中的“概念”和“规律”将是无源之水，无本之木。而且，必要的感性认识还可以转化为学生学习物理概念和掌握规律的动机。其次，由感性上升到理性，是形成概念、掌握规律的关键环节。在每一个物理现象中，存在着多种因素的影响。有主要因素和次要因素，明显因素和隐蔽因素等，各种因素间本质的和非本质的联系，常常交织在一起。因此，必须进行正确的科学概括，在此过程中区别本质的非本质的东西，进行概括，得出结论。再次，使学生明确概念和规律的物理意义，是形成概念、掌握规律的根本。学生在经过抽象思维得出结论后，一般来说，他们对概念和规律的理解往往仍然是表面的，有时甚至是片面的。因此，还需要通过多种途径和方法强化概念和规律，使学生着重理解概念和规律的物理意义。在此基础上，还必须通过系统地练习，才能达到深入领会概念和牢固掌握规律的目的。

物理科学的发展，最集中地反映在物理观念的变更上。经典力学借以建立的基本观念是机械论的物质观和绝对时空观念；电磁场理论的基本观念是媒递作用的场的观念；相对论则提出了依赖于物质和运动的空间和时间，相互联系的质量和能量，任何参照系对于物理定律的描述都是有效的等基本观念；量子理论提出了微观现象不连续的量子化观念、波粒二象性观念等。小学物理学习中所涉及的一些主要物理观念包括物理观、运动观、时空观。

学习物理的基本任务在于不断加深对物质世界的认识，这种认识不仅包括掌握揭示物理现象本质的概念和规律，而且包括在头脑中逐步形成对物质结构和物质运动整体上概括的物理图像，即建立基本的物理观念。

（三）数学是物理学习的语言和工具

物理学是应用数学语言作为工具最充分、最成功的一门科学。数学所提供的概念、符号、规则、理论和技巧，为物理学的学习和研究提供了简明、精确的科学通用语言形式，从而大大简化、纯化并加速了人们的思维过程。数学为物理学提供的定量的计算方法，使物理学得以从定性分析的学科发展成为定量分析的精密科学。

数学作为物理学习的语言和工具，主要表现在：物理概念以及物理量之间关系的表达，要借助数学式或图像等手段；物理理论本身的建立和发展，以及推理论证过程，都离不开数学；应用物理知识分析解决具体物理问题时，数学是有力的计量和计算工具；同时数学也是物理学思维推理的工具。只有具备了必要的数学知识，才能更好地理解和掌握物理概念和物理规律，从而学好物理。

中学物理中的数学语言和工具，主要有两方面：一是数学表达式，二是图线或图像。

数学表达式主要有：（1）代数知识和方法；（2）三角函数知识和方法；（3）解析几何知识和方法；（4）极值方法；（5）中学物理中的正、负号和正、负数；（6）测量、误差分析等。

数学图像（或图线）在中学物理学习中是被广泛运用的，图像的直观性有利于展现物理量之间的依赖关系，图像的形象性有助于建立物理规律，表示物理规律。凡具有同类数学表达式的物理规律，它们的图像必然相似，这样我们应用图像研究物理问题时就可以进行类比，从而达到触类旁通、融会贯通的效果。各图像的几何特点都有与之对应的物理意义，弄清这种对应关系，可以简化研究过程。图像在解决物理问题（习题）中还有广泛的应用。由于图像具有直观、形象的特点，在中学物理学习过程中可以用图像简单明了地表述一个复杂的物理过程。

数学知识和方法是物理学习中的重要语言和工具，在物理学习中，既要重视数学方法的运用，又要注意它与物理内容的关系，只有把二者很好地结合起来，才能达到良好的效果。

（四）科学方法是物理学习的手段和桥梁

科学方法是物理学习的手段，众多的科学方法在物理学习中起着重要的指导作用。比如，包括比较、概括、抽象、分析、综合、演绎归纳在内的普通逻辑方法，是物理学中使用最频繁的思维方法，离开了它们，物理学的发展和物理学习将寸步难行。要学好物理必须掌握这些方法。

再如，在解决各种类型物理问题中的隔离分析方法、等效变换方法、对称处理方法、极端分析方法、近似处理方法、类比分析方法等，在物理学习中更是种类繁多、纷繁复杂、千变万化，这些方法在解决具体物理问题方面是十分有用的。

初中物理学习的特点介绍

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