这个问题,很多家长都问过,我也回答了多次,有时在网上也看过一些人的回答,其中不乏一线教师和其他物理高手。作为一名物理学爱好者和一个多年在物理一线工作的教育工作者,我曾经讲过初中物理、高中物理、初中及高中奥赛、少儿科学思维启蒙、物理学科思维训练等课程,教过不少学生,其中也不乏最终考取清华、北大、港大、复旦的学生。
那么现在,我就从以下几个方面阐述一下学好物理需要知道哪些知识,有哪些能力,并对物理学习方法做一些简单的论述。本文不求能改变您的看法,但求能帮助您思考。抛砖引玉,有不到之处,请多包涵、指教。
想学好物理,需要先知道什么?
这里不是指课本上的物理定律,而是对于物理这门学科,你需要知道什么?
首先你需要了解物理是什么吧?
我在对初中或高中的孩子讲这个问题时,总是这么说:物理是研究生活中的现象,找到其中规律,并利用这些规律来解决问题的一门学科,主要包括声、光、热、电、力、原子。作为一个中学生或者大多数人来说,理解到这个程度就足够了!这个解释通俗易懂,很好接受。
其次你要知道物理学的基本哲学观念。
这里我总结为三点:世界是物质的,物质是运动的,运动是相对的。详细的解释在我的其他文章里有,这里只做简单解释。第一句话,世界是物质的。其中“物质的”一词是个形容词,对应“意识的”——其实就是我们所说的唯物主义和唯心主义。要首先明白这一点,很重要,对于量子力学之前的物理发展,世界的物质性是物理存在的基础。也就是说,如果世界是意识的,物理学科就没有什么存在的必要了!第二句,世界是运动的。万物都在运动,此运动有宏观的机械运动也有微观的热运动,反正这个概念要牢记心底。第三句,运动是相对的。这句话初中阶段学生都能理解,不做赘述。如果你还小,想不明白,可以找找生活中的例子,比如相对于地面的人,司机在动;相对于车里的乘客,司机静止,如此等等。
然后,你要知道简单的物理学的发展历史。
比如知道几个伟大的物理学家也行呀!我在清华读书的时候,经常在物理系的大厅经过,那个大厅一层和二层直接刻着一圈最伟大的物理学家的名字。我经常挑几个给学生讲讲。比如,阿基米德,我会用三句话来介绍——这三句话都是阿基米德说的,不是我说的。
“给我一个支点我可以撬动整个地球!”
这就是杠杆原理呀!但是在2000多年前说出来,简直吓人一跳!
“尤里卡!”
这是一句古希腊语,意思是“我知道了!我发现了!”阿基米德知道什么了?原来呀,这就是那个著名的真假王冠的故事——阿基米德在洗澡的时候感受到了浮力,从而发明了排水法测密度和浮力原理,他兴奋的从浴池里跑出来,衣服都没穿,一路大汉“尤里卡!”。
现在有些科学家在取得成果和发现后,也会兴奋的大喊“尤里卡!尤里卡!”这就是在向阿基米德致敬呀!这就是物理学的文化!如果你多了解一点这些东西,毫无疑问,你都物理学的认识会极大的不同!
当然还有第三句话:
“不要弄坏我的圆!”
这是阿基米德临终前的遗言,当他的国家被敌人攻破的时候,他正在家里验算一个关于圆的题目。残暴的士兵把剑放在他的脖子上时,他说出了这句话。
煽情的话我也不说了,反正当你对物理了解的越多,你获得的不仅仅是知识,更是感动更是精神的力量。
以上几项,只是简述。
学好物理有什么方法?
认清学习内容:
从学习内容来看,初中物理可分为“声、光、热、电、力”几部分,高中物理则可分为“力、电、光、热、原子”几部分,高中力学的“机械振动与机械波”部分,包含了初中“声”。所以从内容范畴上讲,高中和初中学习的范围是基本一样的,高中仅仅是多了一个原子(主要讲解原子结构和原子核)。所以,从这个角度来看,高中物理其实是初中物理的一个深度挖掘和“进阶修炼”,内容上一脉相承。
把握学习重点:
从学习重点上看,初中阶段和高中阶段针对同一个物理现象的学习重点是大有不同的。例如,力学方面,初中力学的重点在于几项日常应用:压强、浮力、简单机械;而高中阶段,力学重点则在于牛顿力学三大定律(特别是‘牛二’——牛顿第二定律)和万有引力定律,功、能与动量。在电磁学方面,初中阶段主要讲解电路,电路结构分析和几个电学定律(欧姆定律、焦耳定律等);高中阶段主要内容则变成了电场,电流定律,磁场和电磁感应。在光学和热学方面学习重点就差的更多了,初中阶段仅仅要求学习几个光学和热学现象,高中阶段则重点关注其中的规律和应用;初中阶段光学的重点知识“透镜”,在高中阶段完全没提,被更深刻的折射原理替代。(注:在高中奥林匹克物理竞赛中,有“透镜”的存在,但那已经是和初中阶段完全不同的学习内容了)
培养基本素质:
当然,在基本技能要求上,初、高中物理还是有一些共通之处的。比如初中力学中“力的分类”和“受力分析方法”,完全可以按照高中的方式来讲解。在我的课程设计上,初中阶段的讲解和高中阶段的讲解基本相同,只是在针对高中的讲解时补充了几点扩充。所以说,在初中阶段如果对各种力的性质了如指掌,对受力分析的方法应用自如(初中阶段的水准即可),那么在高中时,力学入门肯定是要比其他学生快上很多的。和“受力分析方法”相同,初中电学中的“电路结构分析方法”,同样也和高中阶段基本相同,学好了大有用处。
高中物理与初中物理相比,可以说难度是大大提升。初中物理学习通常从生活现象入手,以“表象”为主,注重物理情景的形象和外观,考察知识以定性分析为主,一般不需要特别严格的数学推导要求,很多知识都是强行记住公式即可应用,甚至足够应付考试。而高中物理,更注重“本质”。同时,对数学的要求陡然提高,例如高一入学就从“运动学”——其实就是数学——开始学习,矢量、微元法等等数学知识接踵而至,成为学习物理必须要迈过的“坎儿”。死背公式是不行的,学生们经常出现“好像听懂了,但是公式不会用”的情况。而且,高中物理知识的考察也以定量分析为主,需要严格的数学推导和证明。
高中物理完全拔高了一个“台阶”,而且这个台阶太高了,以至于基本用不上之前初中的知识。从本质上看,物理课程的设计,就是要初、高中各有所需,要求不同:从“注重现象”到“注重本质”,从“定性”到“定量”,从“记忆为主”到“理解为主”,从“需要数学”到“依靠数学”,等等——既然升入了高中,那么能力就要做相应的提升!——学生和家长一定要明白这个道理,有所准备,届时才能不慌。
独立思考的习惯:
物理学习,重在思考,关键是学习方法和习惯。学习习惯和科学思维的培养越早越好。在初中阶段就着手培养“勤于思考并独立思考,勤于总结并善于总结”的习惯和能力,培样对物理的兴趣,才是物理学习和教学的长久之计。
结束语
不才本身是一枚“狂热”的物理爱好者,在中学和大学时参加物理方面的竞赛也拿过一些荣誉,深知物理学习“兴趣是最好的老师”;同时我研究“少儿科学思维和学习习惯培养”这个课题很久了,一直希望能真正帮助孩子们从小爱上物理、爱上科学;能帮助学生完成学业,提高成绩,考上理想的学府;进一步的,能提升我们民族的科学素养,为祖国培养更多人才。十年树木,百年树人,希望各位前辈和同行能够共勉。最后,我会不定期发一些物理学习的技巧和资料,文中提到的几个方法都会有,点关注,不迷路。
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