逍遥学能 2018-03-12 18:52
一、中学物理课程的特点
1 ．物理学的学科特点
物理学是物理学习的对象，物理学习的特点与物理学的学科特点密切相关。物理学科具有以下基本特点。
( 1 ）物理学是一门以实验为基础的科学
观察和实验是物理学研究的基本方法，人们认识物理世界总是先通过观察实验获得感性材料，再经过一系列的科学抽象，从现象深入到本质，从感性上升到理性，最后形成物理理论。同时，实验也是检验物理论真理性的惟一标准。
( 2 ）物理学是一门严密的理论科学
物理学的完整体系是由反映物质运动及其相互作用特点的基本概念，与这类概念相联系的基本规律，和运用逻辑推理得到的一系列结论组成的。物理学概念是人们在实验基础上，经过反复科学抽象逐步形成的，物理学规律（原理、定理、定律）则是在对实验结果严密分析的基础上，经过概括、抽象、归纳而得到的。
( 3 ）物理学是一门定量的科学
物理学中的一些基本定律和公式，是物理量之间函数关系在一定条件下的规律性反映。这表明物理学与数学的关系极为密切。数学作为研究物理学的一种重要语言和工具，不仅为物理学提供了描述物理概念和规律的简洁、精确、形式化的语言和表达式，而且为分析和解决具体物理问题提供了计算工具。物理概念和规律的定性表述与精确的数学定量表述相结合，是物理学科的突出特点之一。物理学定量的特点，使物理学的结论可以随时加以严格检验。
( 4 ）物理学是一门带有方法论性质的科学
物理学从它的早期萌芽到近代发展，都以它丰富的方法论和世界观等充满哲理的物理思想影响着人们的思想、观点和方法，对国民经济和社会生活产生了深刻的影响。因此，物理学曾被称为“自然哲学”、“科学方法论的典范”、“现代科学哲学的支柱”等等。
( 5 ）物理学是一门应用十分广泛的基础科学
物理学研究自然界物质运动形式的最一般规律，它是自然科学和工程技术的理论基础，物理学的知识和方法已经被广泛应用于科学技术的各个领域，它不但极大地影响着社会生产力的发展，而且影响人们的生活方式，工业技术发展中各个阶段的重大突破，都无不体现了物理学的基础作用。
物理学与其他自然科学不同之处在于，它不是只具备以上某一个或几个特点，而是同时具备以上五个特点。以上五个特点不是孤立地而是有机地存在于物理学之中，这正是物理学作为一门成熟的、精确的基础自然科学的标志。
2 ．中学物理课程的特点
中学物理课程的总体内容和水平，世界各国都大体相同。但由于各国社会历史情况和教育制度、学制年限的不同，课程的设置和内容的分配等方面的具体情况是千差万别的。根据我国中等教育学制的实际情况，初中阶段属于义务教育阶段，学生在初中毕业后，一部分进入高级中学学习，一部分进人职业技术学校学习，另一部分学生走向社会参加生产建设。所以，初中学生应该掌握比较系统的初步的物理基础知识和技能，具备基本的科学素养。同时，目前我国的中学物理课分初、高中两段开设，采取螺旋式上升的两次循环制，比较符合中学生的认识规律，有利于循序渐进地完成教学任务。
初中物理课程对物理现象和物理过程的阐述基本上是属于定性的。但在许多情况下，仍然要涉及定量关系。高中物理课程对物理现象和物理过程的讨论和阐述，要求在定性讨论的基础上，作比较精确的定量的分析和研究，并常常要应用理论论证和数学推导。初、高中阶段的物理课程各自形成一个大致完整的体系。这两个阶段并不是单纯的两个循环，而是螺旋式上升的。螺旋式结构是按物理知识的难易程度分为初、高中两个阶段，从定性到定量逐渐深化或有序化，这样显然比较多地考虑了中学生的年龄和心理特征，使教学内容有计划地逐步加深和扩大，效果较好。
二、中学物理学习的特点
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。
物理学习是以物理学科为对象的学习，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：
1、观察和实验是物理学习的基拙
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，几乎就是从观察入手的。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。观察要按一定的顺序进行，观察结果可以用语言文字或者图表来描述。
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实验条件下，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，其过程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，人为地创造一定的条件，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。
2、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的头脑中概括的形象，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，又可以进一步更深人地理解物理概念。如果只掌握了物理概念和规律，还不能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、物理观念以及物理思想方法和实验有机地结合起来，才是对物理科学的完整描述。
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。其次，由感性认识上升到理性认识，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，其中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，学习物理时必须进行正确的科学抽象，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，明确概念和规律的物理意义，是形成概念、掌握规律的根本。在经过抽象思维初次得出结论后，一般来说，学生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对概念和规律的认识，特别是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，才能达到深入理解概念和牢固掌握规律的目的。
物理学的发展，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物质和运动的空间和时间，相互联系的质量和能量，任何参考系对于物理定律的描述都是等效的等基本观念；量子理论提出了微观现象不连续的量子化观念、波粒二象性观念等等。中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，这种认识不仅包括理解和掌握物理概念和物理规律，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。
3 ．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、精确和科学通用的语言形式，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，数学是有力的论证和计算工具；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，才能更好的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：( l ）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；( 5 ）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和表示物理规律，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，从而达到触类旁通和融会贯通的效果。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。此外，图像在解决物理问题（习题）中也有广泛的应用。总之，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，只有把二者很好的结合起来，才能达到良好的效果。
4 ．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，要学好物理也必须掌握这些方法。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、纷纭复杂、千变万化，这些方法对于解决具体物理问题是十分有用的，也是学习物理必须掌握的。
物理学习中，科学方法是沟通能力与知识的桥梁。学生任何一种能力的发展都离不开科学方法的有效运用。比如，学生的物理观察能力、实验能力、思维能力、记忆能力等都蕴含着众多的科学方法。科学史家朱克曼曾走访了41 位诺贝尔奖获得者，发现他们的“科学鉴赏力”和“高超能力”最主要的是得力于从名师那里“学到一种发现科学真理的思想方法和工作方法”，而不是“从导师那里获得的实际知识”。
在众多的科学方法中，被公认的物理学的具体科学方法主要有六种：观察方法、实验方法、理想化方法、类比方法、假说方法、数学方法。
学生的学习效果，在很大程度上是由他们掌握的科学方法决定的。但由于物理学习方法高度的灵活性及其在知识内容体系中的隐蔽性，在学习过程中，学生要自觉挖掘蕴含在物理知识中的科学方法，在解决问题的实践中逐步掌握科学方法。
除由物理学科本身特点决定的物理学习的上述特点外，由于中学生是在特定的教育环境中的学习，是在教师指导下，有目的、有计划、有组织地进行的学习，是按照教育目标改变学生行为的过程，因此，中学生的物理学习还具有如下特点：
( 1 ）学习的内容主要是前人积累起来的间接经验，不必经历独自的探索和发现，因而可以避免走前人走过的曲折道路，使学习有可能是高速度、高效率的。
( 2 ）学生学习的情境是人为的，学生的学习主要通过文字、语言或其他符号、实验，并在教师指导的条件下进行。
( 3 ）学生的学习主要不是为了满足当前的生活需要，而是为将来进一步学习或参加社会实践做准备。