由一道题看中学大学物理教学

点赞:10832 浏览:45493 近期更新时间:2024-03-04 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要 】由一道物理运动学题目的两种解法引出了中学、大学两个阶段中物理教学的不同点.我们从微积分思想的应用,矢量学的引入及高考的现实问题三个方面探讨了两阶段中的物理教学.可以看到,大学物理较中学物理更注重于普遍规律的数学语言,而中学物理由于思维发展水平更侧重于物理规律中特殊现象.

【关 键 词 】中学物理教学,大学物理教学,微积分思想,矢量学

速度和加速度均为负值,方向相同,表明船是加速靠岸的.

上例中我们采用了两种不同解题方法.我们不讨论方法的优劣,我们讨论其解决问题的不同角度.中学教师会介绍第一种解法,方法一体现初等数学在物理学上的应用;而大学教师会用第二种解法,方法二是高等数学在物理学上的应用.为什么同一道题会有不同解题思路和角度呢?

中学物理以实验为基础,在特定条件下给出物理概念、定理、定律,在物理学原理的应用中也只是对一些最基本的特例进行分析,在解决问题方法上是利用初等数学的工具去处理特定条件下的问题;而大学物理是以高等数学作为基本语言,其重要原理、定理、定律都是以数学语言来展现的.数学不仅是一种工具,更重要的是一种思想,进而上升为一种科学精神.在大学物理学习中,学生是在更一般条件和更高的层次上对物理思想做更为全面的理解,对其基本原理做更为系统的掌握,在基本理论的应用中也是对具普遍性问题的探讨,且所用工具主要是高等数学.从初等数学发展到高等数学,这在认知上本身就是一种飞跃.很多大学新生学习数学就感觉非常困难,而大学物理又离不开高等数学,这会使很多大学新生感到无所适从.所以,作为一名中学物理老师,如果能够深刻理解大学和高中物理的特点,并且在教学过程中加强引导、实践,就会降低中学和大学的梯度,有利于人才的培养.

由一道题看中学大学物理教学参考属性评定
有关论文范文主题研究: 大学物理相关论文范文 大学生适用: 研究生论文、专科毕业论文
相关参考文献下载数量: 64 写作解决问题: 学术论文怎么写
毕业论文开题报告: 文献综述、论文设计 职称论文适用: 刊物发表、初级职称
所属大学生专业类别: 学术论文怎么写 论文题目推荐度: 最新题目

首先,大学物理不同于中学物理的是微积分思想的应用.如我们谈到做功的问题,中学求恒力做功,但实际生活中力通常都是随时间而改变的,这就要求解决变力做功问题.我们可以通过数学上无限分割思想化变为不变,即把位移进行无限分割,而在此微小位移内力可以认为是恒力,再利用恒力做功知识求解出元功,然后再对元功积分求和即可得到整个位移内变力做的功.,整个计算过程充分体现了微积分思想.在中学阶段,绝大多数同学习惯于用初等数学来思考、解决问题,部分同学完全是靠题海战术,通过多做题,机械套用公式,形成经验,缺少应有的物理思维、数学思想,知其然不知其所以然,到了大学明显感到不适应.中学物理教师如果能在平时的教学中有意识培养学生数学思维能力,做好高中与大学物理的衔接,这不仅能够减轻学生进入大学不适应,同时也能够提高学生的学习能力,而不是死读书、读死书.如讲到平均速度时,可以适当延伸,当时间很短或位移很小时,即为瞬时速度,这就是极限思想.学习并理解微积分的物理含义,学会用微积分的思想去思考问题,真正理解求导其实就是求变化率,而积分又是求导的逆运算,也就是无限分割之后再求和.我们如果能够根据具体问题再做出具体分析,建构相应数学模型,采取合适的方法就很容易解决问题.

其次,大学物理另一重要特点是引入矢量概念.中学物理虽然有矢量的概念,如位移、速度、加速度、力、动量等,但在运算时都转化成标量,有关概念中的方向问题也大都是用文字叙述,即使用数学语言最多也只局限于一维情形.这主要是因为在中学阶段学生数学知识的局限.而我们所研究的很多物理现象只是普遍现象中的一些特殊情况,绝大多数是研究一维情况下的问题.而在这种特定条件下一些物理概念的矢量性并没有得到很好的体现.中学强调物理概念的矢量性,但不是用数学语言表达出来.但在大学物理中,我们着重的是普遍原理、规律的学习.很多物理概念、物理原理、物理规律等不仅与大小有关,还与方向有关.为了简明准确的表述这些概念和原理,大学物理引入了矢量概念.矢量运算遵从平行四边形法则,而标量运算遵从四则运算.很多同学由于惯性思维,把矢量当成标量来运算.这是学生很容易犯的错误.作为中学教师我们要充分意识到这一点,在教学中有意识帮助学生建立矢量概念.但是矢量问题在中学阶段只有数学上向量这一节涉及到,除此以外,没有其他学科再涉及到,这给物理教学提出极大挑战.同学们在标量环境下学习各科知识,没有矢量概念形成环境,自然给物理教和学带来困难.


最后,还有一个很现实问题:高考.如果中学物理老师注重这些思想种子的播种,但是在短时间内很难转化成高考成绩,但是学生、家长、学校要成绩,从而导致老师很难从培养人才角度考虑,注重学生长远发展,而是从应试角度,快出成绩,出好成绩,搞题海战术,搞经验教育.高考成绩好了,家长高兴,学校高兴,老师也是名利双收.要想改变现状,最有效的办法是,改变出高考试卷思路:可以加入极限和微积分思想,让考生建立相关数学模型,淡化数学的计算,我认为更有效,也更切合实际.

下面再给出一个例题,请体会不同的解题方法.