基于普通物理的高中物理問(wèn)題解決模式

譚玉浩

摘要：物理課程作為高中教育教學(xué)的重要課程，對(duì)學(xué)生理解能力、學(xué)習(xí)能力的提升具有重要作用。結(jié)合普通物理問(wèn)題解決特征，立足于普通物理問(wèn)題解決模式，根據(jù)唯象理論特征提出高中物理問(wèn)題解決的模式。對(duì)此，筆者實(shí)踐研究，就普通物理的高中物理問(wèn)題解決模式進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：普通物理 高中物理 問(wèn)題解決 模式研究

高中階段，物理問(wèn)題的解決是蘊(yùn)藏在知識(shí)的形成，凸顯于問(wèn)題處理中。因此，物理問(wèn)題的解決并非介于理論知識(shí)之上。高中物理和普通物理有著直接聯(lián)系，使得應(yīng)立足于普通物理尋找高中物理解決問(wèn)題的模式。

一、物理學(xué)教學(xué)過(guò)程

一般情況下，初中物理是立足于定型角度進(jìn)行物理現(xiàn)象分析，加上一定教學(xué)。不過(guò)，沒(méi)有提高至現(xiàn)代物理學(xué)的構(gòu)建物理概念，分析物理規(guī)律。所以，基于嚴(yán)格意義上而言物理是物理學(xué)的初級(jí)階段。立足于高中階段，物理學(xué)逐漸走向現(xiàn)代物理學(xué)的導(dǎo)論時(shí)期，集中于電磁學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等多項(xiàng)內(nèi)容，確定物理學(xué)課程范圍?；跀?shù)學(xué)角度上分析，物理逐漸走進(jìn)定量化。基于理論性質(zhì)分析，形成唯象理論。從高中物理開(kāi)始逐漸走向普通物理、理論物理是根據(jù)以上多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始。

普通物理是高等院校理工科課程的基礎(chǔ)課程，成為高中物理擴(kuò)張與深化的主要任務(wù)，即構(gòu)建完整的唯象理論。同時(shí)，通過(guò)該理論凸顯出來(lái)。普通物理唯象理論意義集中表現(xiàn)于：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩炕瘜⑽锢韺W(xué)與哲學(xué)分離、理論建構(gòu)中生成完整的方法論、為物理學(xué)與理論架構(gòu)階段的理論物理結(jié)合打下基礎(chǔ)。

理論物理是一種高級(jí)物理課程。一般情況下，基礎(chǔ)理論物理是后續(xù)學(xué)習(xí)、研究物理學(xué)的分支?；A(chǔ)理論物理包含：理論力學(xué)、電動(dòng)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、量子力學(xué)等，理論物理是基于假設(shè)、分析、推理、總結(jié)等形式詮釋物理現(xiàn)象。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)展開(kāi)預(yù)見(jiàn)、綜合。

基礎(chǔ)理論物理后，物理學(xué)教學(xué)有了分化，一些人持續(xù)學(xué)習(xí)理論物理，被叫做廣義理論物理。例如：高等量子論、非線性物理、數(shù)學(xué)物理等。另一些人學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)物理，物理學(xué)完整的實(shí)驗(yàn)理論與技術(shù)成為實(shí)驗(yàn)物理的主導(dǎo)課程。

二、高中物理和普通物理關(guān)系分析

（一）物理規(guī)律的數(shù)學(xué)分析

普通物理與高中物理基于數(shù)學(xué)分析上是相同的。普通物理表述物理規(guī)律的數(shù)學(xué)局限于微積分與矢量代數(shù)。高中物理僅是思想的滲透，不包含極限的運(yùn)算與重要極限。積分計(jì)算可以將被積函數(shù)整體拿到積分號(hào)外面，積分成為形式積分進(jìn)而簡(jiǎn)化計(jì)算。不過(guò)，也能夠凸顯出物理本質(zhì)。簡(jiǎn)而言之，高中物理更注重微積分的思想與幾何意義，普通物理更注意微積分的具體計(jì)算。

高中物理通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)深化物理；普通物理是基于高中物理?xiàng)l件下進(jìn)行延伸與擴(kuò)展。通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)使得物理規(guī)律構(gòu)建更為密切，同時(shí)也是解決問(wèn)題的主要計(jì)算方法。

（二）物理規(guī)律建構(gòu)形式

基于真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)與物理現(xiàn)象分析構(gòu)建物理模型，并非立足于基本公理、第一原理實(shí)驗(yàn)入手。這與唯象理論要求相同，唯象理論是物理學(xué)在其他學(xué)科中必要的發(fā)展過(guò)程。唯象理論的完善推動(dòng)物理學(xué)趨向理論構(gòu)架與公理化。唯象理論時(shí)期的物理學(xué)也凸顯出公理化特點(diǎn)，即：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得到普適物理定律作為基本公理并加上相關(guān)特殊條件與數(shù)學(xué)演繹得出物理規(guī)律。

三、高中物理問(wèn)題解決模式

（一）物理問(wèn)題解答前提

物理知識(shí)結(jié)構(gòu)由物理概念與物理規(guī)律構(gòu)成，物理概念的連接排設(shè)形式生成知識(shí)結(jié)構(gòu)，知識(shí)結(jié)構(gòu)并非獨(dú)立的。所以，還需要借助某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分析結(jié)構(gòu)。同時(shí)，物理改變之間的連接是不等位的。所以，怎樣排列其物理規(guī)律，讓知識(shí)結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到有序，即為知識(shí)結(jié)構(gòu)衡量的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）普通物理問(wèn)題解決模式

1.普適規(guī)律

該規(guī)律是物理學(xué)內(nèi)高級(jí)物理規(guī)律，引導(dǎo)著物理學(xué)規(guī)律，例如：守恒定律。此外，物理學(xué)某種范圍中普遍成立的規(guī)律，例如：牛頓運(yùn)動(dòng)定律。普適規(guī)律引導(dǎo)者物理問(wèn)題導(dǎo)向，并因?yàn)樵摲N普適性造成物理量有著較高的抽象性。

2.約束條件

分為物理約束與數(shù)學(xué)約束。基于物理上分析，是立足于運(yùn)動(dòng)學(xué)與幾何學(xué)角度得出的細(xì)節(jié)描寫(xiě)。基于數(shù)學(xué)上分析，是普適規(guī)律與特殊規(guī)律構(gòu)成的方程定解。

3.特殊規(guī)律

物理學(xué)中低級(jí)物理規(guī)律為特殊規(guī)律?；谙鄳?yīng)條件下、某類特定物理現(xiàn)象包含的物理規(guī)律。特殊規(guī)律是不能違背普適規(guī)律的。特殊規(guī)律是把普適規(guī)律內(nèi)抽象的物理量形象化。

（三）模式關(guān)系分析

以上三種模式是基于唯象理論的普通物理學(xué)解決問(wèn)題總結(jié)形成的，普適規(guī)律、特殊規(guī)律、約束條件模式是基于模型+條件+算法上構(gòu)成的。模型+條件+算法模式是高中物理結(jié)構(gòu)逐漸靠近的普適規(guī)律+特殊規(guī)律+約束條件。

其中模式與規(guī)律為相對(duì)，涵蓋了普適規(guī)律與特殊規(guī)律。條件與約束條件對(duì)應(yīng)，不過(guò)沒(méi)有相應(yīng)算法。究其原因，物理與普通物理在規(guī)律表達(dá)不同導(dǎo)致的。普通物理得出物理規(guī)律的過(guò)程中得出其算法，高中物理規(guī)律則是將矢量規(guī)律與對(duì)應(yīng)算法分割。通常是得出規(guī)律后增加附加算法，導(dǎo)致該種差別是由于走向唯象理論的高中物理，確保了物理思想的滲透但并非確保數(shù)學(xué)滲透，即是由初中物理過(guò)渡到高中物理到大學(xué)物理的特征。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，普通物理的高中物理問(wèn)題解決模式應(yīng)立足于多模式與規(guī)律形式，從不同規(guī)律關(guān)系式中尋找。筆者基于普適規(guī)律、特殊規(guī)律、約束條件等方面分析，基于實(shí)踐理論中展開(kāi)分析與闡述，希望對(duì)普通物理的高中物理問(wèn)題解決起到幫助性作用。

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（作者單位：山東省萊蕪市第一中學(xué)56級(jí)一級(jí)部三班 ）endprint