經過高一第一學期物理的學習,同學們可能對高中物理有了很深的理解。物理課上有趣的實驗,物理老師所教授的科學知識、科學方法、科學思維,物理學家們所展現的科學素質與人格魅力……,這些是否讓你感受到美與邏輯的震撼?然而,有沒有同學覺得聽物理課就像是云里霧里,毫無頭緒;有的同學覺得只要老師講解,就什么都懂,但自己做起來卻毫無頭緒;有的同學覺得自己解題思路很好,但解題時要么有偏差,要么就是錯誤……,這真是一門讓人又愛又恨的學科!
期盼已久的寒假就要到了網校頭條,我想跟同學們聊聊為什么高中物理這么難學,如何利用好這個假期來提高自己的物理解題能力,畢竟學生最重要的幸福感就是能解題啊!
物理為什么難?(一)
建模難度
很多同學甚至覺得高中物理比高中數學難,其中一個主要原因就是看完一道題之后,我們根本不知道這道題考的是什么知識點!解決這個困難有一個很有效的方法,就是盡可能多地掌握解題模型。
在物理學中,一種重要的科學思維方式是“理想化模型”,其核心思想就是突出問題的主要因素,而忽略次要因素。受此思想的啟發,我們也可以總結出一些解題模型,這些模型同樣突出了解題方法的主要因素,而忽略了問題場景等次要因素。也就是說,雖然問題背景千變萬化,但解題方法本質上是相同的。
學生要“先模仿,后創新”,即先準確熟練地掌握解題模型,經過訓練,具備一定的建模能力,最后才能快速準確地解答。例如,在解決物體平衡等動態分析問題時,首先要掌握圖解模型、相似形模型、晾衣繩模型、輔助圓模型等。
具體來說,圖形模型的特點是某一分力的方向不變;相似形狀模型的特點是運動點的運動軌跡一般為圓弧;晾衣繩模型的特點是兩個分力大小相等,繩長不變;輔助圓模型是兩個分力之間的夾角不變。只有了解四大動態分析模型的特點和解法,才能提高自己的辨別能力,也就是形成建模能力,最終形成更高層次的物理解題素養。
物理為何如此困難(第二部分)
許多對象、許多過程和許多狀態
針對單個物體或者單個過程的練習相對簡單,而考察多個物體、多個過程則是高中物理的特點。高一上學期,我們做過很多這樣的題目,比如連接器模型、滑輪模型、盤子模型等等(以后還會越來越多)。很多同學在考試中看到這樣的題目就會害怕,不自覺的就會產生思維上的堵塞!
老師對這個難點有一個很好的解決辦法,就是先產生心理自信。借用一個網絡術語——凡爾賽(假裝低調,其實很炫耀)。意思是:比如一個連接器由A、B兩部分組成,本來兩個方程式就可以解決問題,但是我們卻要把A、B、AB三個方程式全部列出來,哪怕不需要那么多,也要全部列出來!久而久之,就會形成一個條件反射,遇到多對象、多過程、多狀態的問題,我們自然就會想到要分析所有的情況。熟能生巧,然后你自然就會選擇最好的解決方案。這種“先完成,再完美”的學習方法對你會有很大的幫助。
物理為何如此困難(第三部分)
人類智慧的結晶——科學思維與科學方法
與初中不同,一進入高中我們就已經見識了很多科學的思維和方法。未來你們還要繼續攻讀學士、碩士、博士學位,可能還會學習物理,你會發現在物理知識和數學應用方面你們會學得更深入,但科學的思維和方法,我們好像在高中就已經學過了。掌握這些思維和方法,能夠用它們來解決問題,具備一定的獨立思考能力,才是教育和學習的最終目的。
高一上學期,我們學習運動學第一章、第二章的時候,通過質點引入了理想化模型的科學方法;通過瞬時速度引入了極限的思維方法;通過位移引入了微分法的思想。
在第三章研究相互作用時,通過小的變形引入“放大”的科學方法,通過力的合成引入“等效替代”的思維方法。
在第4章研究運動與力的關系時,通過理想實驗引入“科學假設、合理推斷”的科學思維方法;通過牛頓第二定律引入控制變量的思想。
由于篇幅所限,老師只是列舉了我們所學的眾多科學方法中的一小部分。大家有沒有想過,物理學中為什么會有這么多的科學方法呢?歸根結底是因為物理學這門學科本身的廣度、深度和難度,需要運用很多科學思維和科學方法才能勝任物理學的學習和研究。那么如此高水平的學科又怎么會是簡單的呢?
愛因斯坦曾說過:“當你把在學校學到的東西都忘掉的時候,剩下的就是能力。”如果以后你不再從事物理相關領域的工作或學習,一些物理概念和定律可能會隨著時間的推移而被遺忘,但這些科學方法、科學思維、科學理念會留在你的記憶中高中物理的認知,幫助你勝任任何領域的科學研究!
同學們是幸運的,正是因為物理的存在,人類智慧才得以突飛猛進,我們有幸學習到那么多令人著迷的科學方法。學習物理的過程是痛苦的,它不像動畫、游戲那樣能給你瞬間的快樂,但經過艱難的學習過程,理解了科學方法之后,產生的延遲的快樂才是真正的快樂!
寒假該做什么(一)
聚焦大局,放開小事,攻克四大模型
即使是最難的科目,也有其內在的規律,只要用對方法,下足功夫,一定能達到“人海茫茫千里尋他,驀然回首,燈火闌珊處,他就在那里”的境界!
高一第一學期我們學的是動力學。力學是物理學中最重要的內容,動力學又是力學中最重要的內容,所以我們的物理課就開了一個高峰!直線運動培養我們分析過程的能力,物體平衡培養我們分析力的能力,牛頓定律培養我們綜合分析力和運動的能力。這些能力會貫穿我們整個物理學習,掌握好了以后的學習就輕松了,事半功倍!掌握不好就會一步步遇到阻礙,永遠是你隱藏的痛!
那么,我們該如何利用好這個假期,提高物理解題能力呢?從頭學一遍,不可能,也沒必要!我們可以從學過的題型中,選取那些綜合能力強,考試中經常出現的典型題型,反復練習、思考、領悟、做。這種“傷一指不如傷十指”的復習方法,才是最有效的。不要再做“知道的還知道,不知道的還不知道”這種低效無用的工作了!
在我們研究的題目中,斜面模型、滑輪模型、傳送帶模型、盤子模型是最能體現高中物理思維特點的模型,為此,它們也是高考題中的高頻考點。記得高一寒假的時候,我每天都會給同學們出盤子模型習題,一個假期下來,只要不是超難的盤子習題,他們基本都能正確思考、解答出來。后來,同學們互相開玩笑說,盤子模型已經寫進基因里了!其實,這就是我們常說的——通過實踐形成的學科素養和物理概念。也希望大家在這個寒假里,把盤子模型的解答方法寫進自己的基因里!
寒假該做什么(下)
邊做邊學,從錯誤中汲取教訓
做任何事情都不能好高騖遠,學習也沒有捷徑可走。尤其對于這些重要的動態模型高中物理的認知,我們更不應該追求技巧,而應該腳踏實地地“筑牢堡壘,打一場傻仗”。有紀律地、循序漸進地鍛煉分析能力,掌握解決此類問題的一般方法,鞏固分析動態問題的基本功。基本功扎實了,解題能力自然就會形成,實戰中常態化、長期化的表現也必然會得到體現。為此,老師計劃寒假期間每周在公眾號發布一篇關于此類動態模型的文章,包括出題、解析、解題指導、動態圖像分析等,幫助大家由淺入深、循序漸進地學習。讓我們邊做題邊學習,從錯誤中領悟。
寒假該做什么(第三部分)
非功利性的學習是快樂的學習
非功利性學習是一種自發性的學習方式,只注重過程,不注重結果。學習的樂趣產生于學習過程中,而不是考試成績中。這種學習的價值可能不會讓你立竿見影,但會讓你積累知識。有閱讀習慣和終身學習品質的人,都具備這種非功利性的奉獻個性。作為學生,純粹的非功利性學習是不可能的。不過假期的預習和自習勉強可以算作非功利性學習,因為畢竟沒有作業和考試的要求。我覺得帶著興趣和探索新知識的欲望進行自習,不糾結于解題技巧,可能會拓寬我們的認知視野,讓我們的學習熱情更加持久。大四下學期,我們將學習水平投影與圓周運動、萬有引力定律、機械能守恒定律。這些知識所描述的科學規律和所運用的科學思維方法,非常令人著迷。 真心希望同學們能在寒假通過自我預習點燃科學探索的熱情,以課本為主,網絡搜索(甚至人工智能)為輔,系統、無限制地學習必修二的相關內容,在開學后成為真正掌握相關規律和思維方法的學者,而不是只會套用公式解決問題的偽專家。
希望你們的假期不放縱,不勞累,充實,充滿遲來的幸福。開學的時候,老師們一定能看到你們笑容滿面、信心滿滿地走進校園!
鄭小平 2023.01.13