譚玉浩
摘要:物理課程作為高中教育教學的重要課程,對學生理解能力、學習能力的提升具有重要作用。結合普通物理問題解決特征,立足于普通物理問題解決模式,根據(jù)唯象理論特征提出高中物理問題解決的模式。對此,筆者實踐研究,就普通物理的高中物理問題解決模式進行簡要分析。
關鍵詞:普通物理 高中物理 問題解決 模式研究
高中階段,物理問題的解決是蘊藏在知識的形成,凸顯于問題處理中。因此,物理問題的解決并非介于理論知識之上。高中物理和普通物理有著直接聯(lián)系,使得應立足于普通物理尋找高中物理解決問題的模式。
一、物理學教學過程
一般情況下,初中物理是立足于定型角度進行物理現(xiàn)象分析,加上一定教學。不過,沒有提高至現(xiàn)代物理學的構建物理概念,分析物理規(guī)律。所以,基于嚴格意義上而言物理是物理學的初級階段。立足于高中階段,物理學逐漸走向現(xiàn)代物理學的導論時期,集中于電磁學、力學、光學、原子物理學等多項內容,確定物理學課程范圍。基于數(shù)學角度上分析,物理逐漸走進定量化?;诶碚撔再|分析,形成唯象理論。從高中物理開始逐漸走向普通物理、理論物理是根據(jù)以上多個標準開始。
普通物理是高等院校理工科課程的基礎課程,成為高中物理擴張與深化的主要任務,即構建完整的唯象理論。同時,通過該理論凸顯出來。普通物理唯象理論意義集中表現(xiàn)于:嚴謹?shù)亩炕瘜⑽锢韺W與哲學分離、理論建構中生成完整的方法論、為物理學與理論架構階段的理論物理結合打下基礎。
理論物理是一種高級物理課程。一般情況下,基礎理論物理是后續(xù)學習、研究物理學的分支。基礎理論物理包含:理論力學、電動學、統(tǒng)計學、量子力學等,理論物理是基于假設、分析、推理、總結等形式詮釋物理現(xiàn)象。對物理實驗展開預見、綜合。
基礎理論物理后,物理學教學有了分化,一些人持續(xù)學習理論物理,被叫做廣義理論物理。例如:高等量子論、非線性物理、數(shù)學物理等。另一些人學習實驗物理,物理學完整的實驗理論與技術成為實驗物理的主導課程。
二、高中物理和普通物理關系分析
(一)物理規(guī)律的數(shù)學分析
普通物理與高中物理基于數(shù)學分析上是相同的。普通物理表述物理規(guī)律的數(shù)學局限于微積分與矢量代數(shù)。高中物理僅是思想的滲透,不包含極限的運算與重要極限。積分計算可以將被積函數(shù)整體拿到積分號外面,積分成為形式積分進而簡化計算。不過,也能夠凸顯出物理本質。簡而言之,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算。
高中物理通過簡單的數(shù)學深化物理;普通物理是基于高中物理條件下進行延伸與擴展。通過復雜的數(shù)學使得物理規(guī)律構建更為密切,同時也是解決問題的主要計算方法。
(二)物理規(guī)律建構形式
基于真實的物理實驗與物理現(xiàn)象分析構建物理模型,并非立足于基本公理、第一原理實驗入手。這與唯象理論要求相同,唯象理論是物理學在其他學科中必要的發(fā)展過程。唯象理論的完善推動物理學趨向理論構架與公理化。唯象理論時期的物理學也凸顯出公理化特點,即:經過實驗得到普適物理定律作為基本公理并加上相關特殊條件與數(shù)學演繹得出物理規(guī)律。
三、高中物理問題解決模式
(一)物理問題解答前提
物理知識結構由物理概念與物理規(guī)律構成,物理概念的連接排設形式生成知識結構,知識結構并非獨立的。所以,還需要借助某個標準分析結構。同時,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,讓知識結構能夠達到有序,即為知識結構衡量的標準。
(二)普通物理問題解決模式
1.普適規(guī)律
該規(guī)律是物理學內高級物理規(guī)律,引導著物理學規(guī)律,例如:守恒定律。此外,物理學某種范圍中普遍成立的規(guī)律,例如:牛頓運動定律。普適規(guī)律引導者物理問題導向,并因為該種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)學約束?;谖锢砩戏治?,是立足于運動學與幾何學角度得出的細節(jié)描寫?;跀?shù)學上分析,是普適規(guī)律與特殊規(guī)律構成的方程定解。
3.特殊規(guī)律
物理學中低級物理規(guī)律為特殊規(guī)律?;谙鄳獥l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)律內抽象的物理量形象化。
(三)模式關系分析
以上三種模式是基于唯象理論的普通物理學解決問題總結形成的,普適規(guī)律、特殊規(guī)律、約束條件模式是基于模型+條件+算法上構成的。模型+條件+算法模式是高中物理結構逐漸靠近的普適規(guī)律+特殊規(guī)律+約束條件。
其中模式與規(guī)律為相對,涵蓋了普適規(guī)律與特殊規(guī)律。條件與約束條件對應,不過沒有相應算法。究其原因,物理與普通物理在規(guī)律表達不同導致的。普通物理得出物理規(guī)律的過程中得出其算法,高中物理規(guī)律則是將矢量規(guī)律與對應算法分割。通常是得出規(guī)律后增加附加算法,導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)學滲透,即是由初中物理過渡到高中物理到大學物理的特征。
四、結語
總而言之,普通物理的高中物理問題解決模式應立足于多模式與規(guī)律形式,從不同規(guī)律關系式中尋找。筆者基于普適規(guī)律、特殊規(guī)律、約束條件等方面分析,基于實踐理論中展開分析與闡述,希望對普通物理的高中物理問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56級一級部三班 )endprint