從中學(xué)到大學(xué)物理學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換

賀小光，陳敬艷，翁小芳，祁金剛

(長春師范學(xué)院物理學(xué)院，吉林長春130032)

物理對于理工科的大學(xué)生來講，并不是一門新的課程，在中學(xué)時就已經(jīng)開始學(xué)習(xí)了。中學(xué)時期所掌握的物理基礎(chǔ)知識，將有助于大學(xué)物理的學(xué)習(xí)。但中學(xué)物理和大學(xué)物理有很多的不同，學(xué)生所習(xí)慣的中學(xué)的學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)方法會對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的阻礙作用［1－3］。因此，實現(xiàn)從中學(xué)到大學(xué)物理思維方式和學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換，是學(xué)好大學(xué)物理的關(guān)鍵，對學(xué)習(xí)大學(xué)物理及適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)生活也有著重要的意義［4－5］。

1 從中學(xué)到大學(xué)物理學(xué)習(xí)思維的轉(zhuǎn)換

1.1 從宏觀到微觀物理思想的思維轉(zhuǎn)換

在中學(xué)階段，我們研究的是相對宏觀的、單一性的物理思想，能夠在生活中體現(xiàn)出來的與我們的生活息息相關(guān)、緊密聯(lián)系的某種物理狀態(tài)，或者是能夠輕而易舉地在腦海中構(gòu)建出直觀形象的物理狀態(tài)。大學(xué)階段則是對中學(xué)階段的宏觀性、普遍性進(jìn)行更加深入的研究及多元性的探索，形成了微觀、多元性的物理思想，在三維空間中很難構(gòu)造出來，這將導(dǎo)致我們在構(gòu)建物理模型時出現(xiàn)模糊的概念。這需要大學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)從宏觀到微觀物理思想的思維轉(zhuǎn)換。(1)發(fā)揮形象思維，形成物理模型，創(chuàng)建物理情境。充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工具，讓學(xué)生觀看物理模型的動畫演示，鍛煉他們的空間抽象思維能力，在自己的思維中能夠自行創(chuàng)建物理情境。(2)研究物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，建立物體實體模型。充分利用圖書館的資源，多閱讀關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的書籍，從整體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)到分子的組成再到原子組合，觀察物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律，能夠建立出實體模型。(3)分層次地分析物理變化。通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究，掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律，進(jìn)一步研究各層次發(fā)生的物理變化，從微觀狀態(tài)到宏觀狀態(tài)分層次進(jìn)行研究，從而使思維更加清晰。(4)突破思維的定勢，構(gòu)建健全的科學(xué)知識體系。引導(dǎo)學(xué)生拋開中學(xué)時期直觀形象的思維定勢，創(chuàng)建空間抽象的思維模式，掌握微觀狀態(tài)下物質(zhì)與物質(zhì)之間內(nèi)部結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，從而使學(xué)生建立科學(xué)的知識體系。

1.2 從恒量到變量的物理思維轉(zhuǎn)換

在中學(xué)物理的學(xué)習(xí)過程中，通常將物質(zhì)設(shè)為理想化和簡單化，在相對恒定不變的量的前提下進(jìn)行物理模型的研究，貼近于“理想狀態(tài)”。而大學(xué)物理則對物質(zhì)進(jìn)行復(fù)雜化和真實化的研究，更貼近于“真實世界”。這需要大學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)從恒量到變量的物理思維轉(zhuǎn)換。(1)建立“尋找一個變量和其它變量之間的相互關(guān)系”思想。在解決問題時，應(yīng)先找出所給條件中出現(xiàn)了幾個量，將其羅列出來，從中找出變量，確定變量之間的關(guān)系，列出關(guān)系式。(2)建立“從一維坐標(biāo)轉(zhuǎn)變到多維坐標(biāo)”的思想。學(xué)生在中學(xué)學(xué)習(xí)時大都采用一維坐標(biāo)系，而在大學(xué)期間則應(yīng)用三維空間坐標(biāo)系。例如加速度，中學(xué)課程中一維坐標(biāo)系的加速度只有一個分量，而在大學(xué)物理學(xué)習(xí)過程中則要考慮切線加速度、法向加速度，其中法向還分為主法向和副法向。(3)學(xué)會用矢量概念來理解公式。大學(xué)研究的變量問題，不僅僅是量上的改變，還要考慮其方向上的變化，即矢量性。因此，在解決問題時不僅要考慮變量之間的關(guān)系，還要考慮其矢量性，用矢量概念理解公式具有普遍的適用性。

1.3 從初等數(shù)學(xué)到微積分思想的思維轉(zhuǎn)換

從“變”到“不變”的思維轉(zhuǎn)換，會導(dǎo)致我們在計算方面的改變。中學(xué)階段的解題過程中，簡單的加減乘除四則運算就已足夠的了，但在大學(xué)物理中，由于涉及變量的緣故，就需要用到高等數(shù)學(xué)知識進(jìn)行解題。然而，有的大學(xué)生對高等數(shù)學(xué)感到力不從心。由此需要大學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)實現(xiàn)從初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)中微積分思想的思維轉(zhuǎn)換。(1)首先要以高等數(shù)學(xué)的方法和原理為起點，用它來統(tǒng)領(lǐng)物理的概念、狀態(tài)、現(xiàn)象、原理和方法，要避免用初等數(shù)學(xué)來理解大學(xué)物理。(2)以高等數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)逐步解決問題，比如用導(dǎo)數(shù)來定義速度、加速度的概念，用積分來解決變量的問題，用微分來描述質(zhì)點的運動等。(3)建立取微元和積分的思想，對于可以疊加的物理量，可以先把它分割成無數(shù)個的微元，任取一個微元量，把原本變化的量近似地認(rèn)為是恒量，然后再進(jìn)行積分求和。(4)建立大學(xué)物理中的概念、物理量，以及量和量之間關(guān)系，與高等數(shù)學(xué)中的概念、公式之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生用新知識解決新問題的能力。(5)培養(yǎng)學(xué)生克服思維干擾性障礙，正確理解物理概念，掌握物理中數(shù)學(xué)公式的應(yīng)用，抓住問題的關(guān)鍵因素，排除其中的無關(guān)因素，選擇正確的公式來解決問題。

2 從中學(xué)到大學(xué)物理學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換

2.1 從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換

在中學(xué)階段，由于受到應(yīng)試教育氣氛的渲染，學(xué)生長期處在教師的監(jiān)督和家長的看管下進(jìn)行學(xué)習(xí)，這種“保姆式”的教育方式使得學(xué)生產(chǎn)生了很強的依賴性，自主思維能力很弱，步入大學(xué)后會茫然失措，再加上大學(xué)物理課程有一定的難度，心理上就產(chǎn)生了恐懼。這就需要大學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換。(1)提高自制能力。相比中學(xué)階段，學(xué)生在大學(xué)期間會出現(xiàn)懶散、松懈的狀態(tài)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將這種惰性控制住，合理安排好他們的學(xué)習(xí)和生活。(2)培養(yǎng)興趣。教師要指導(dǎo)學(xué)生充分利用圖書館所提供的資源，從物理學(xué)家的生平、思想入手，收集關(guān)于物理學(xué)的發(fā)展史，提高他們對物理世界的興趣。(3)培養(yǎng)自學(xué)能力。學(xué)生課前要做好預(yù)習(xí)，帶著疑問有針對性地去聽課，抓住章節(jié)的重難點，做好筆記，課后及時地進(jìn)行歸納總結(jié)。(4)從“被動接受”到“主動探究”。中學(xué)階段學(xué)生是被動地接受知識，教師讓學(xué)什么就學(xué)什么，導(dǎo)致學(xué)生不善于思考和探究。而在大學(xué)階段，要培養(yǎng)學(xué)生主動探究問題的能力，可以指導(dǎo)他們運用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，再與老師和同學(xué)進(jìn)行探討，最終得出原理，并大膽地設(shè)計實驗操作流程。

2.2 從“題海戰(zhàn)術(shù)”到理解分析學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換

中學(xué)物理與大學(xué)物理學(xué)習(xí)中最大的區(qū)別:前者是以題海戰(zhàn)術(shù)為主，理解物理概念為輔;后者則是以理解物理思想為主。這就需要學(xué)生在學(xué)習(xí)中實現(xiàn)從“題海戰(zhàn)術(shù)”到理解分析學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)換。(1)有選擇性地做題。認(rèn)真分析課本的例題，選擇典型的習(xí)題來做，要求在做題時思路清晰，以達(dá)到鞏固新知識的目的。(2)認(rèn)真完成作業(yè)。在中學(xué)學(xué)習(xí)物理時教師講授完一個知識點后，學(xué)生就開始幾套習(xí)題的戰(zhàn)術(shù)。但在大學(xué)，教師不會為學(xué)生布置那么多的作業(yè)，只會針對當(dāng)天講授的知識內(nèi)容布置幾道作業(yè)題，而這幾道題都是習(xí)題中的精華，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真地去對待。(3)遵循做題原則。拋開固有觀念的束縛，用學(xué)習(xí)的新知識進(jìn)行求解，以達(dá)到通過練習(xí)來鞏固新知識、新方法的目的。(4)多與教師接觸，請教學(xué)習(xí)經(jīng)驗。根據(jù)教學(xué)信息的反饋，與中學(xué)物理教學(xué)不同的是:大學(xué)任課教師除了課堂時間之外，與學(xué)生的接觸很少，所以學(xué)生應(yīng)多與教師交流，從中受到啟示。

［1］賈君如.如何實現(xiàn)學(xué)生從中學(xué)物理到大學(xué)物理學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變［J］.西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2003(3):51－53.

［2］趙水標(biāo)，李建明.大學(xué)物理和中學(xué)物理教學(xué)的銜接［J］.寧波大學(xué)學(xué)報:教育科學(xué)版，2004(3):91－93.

［3］王明智.中學(xué)物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)定勢對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的影響［J］.物理通報，2000(10):17－19.

［4］劉心山.物理自學(xué)能力的培養(yǎng)［J］.安陽大學(xué)學(xué)報，2004(3):58－59.