浅谈物理分析高初中物理衔接例析

摘要：刚开始学习高中物理，高一新生几乎都自觉不自觉地弱化物理分析，而用数学分析或直接套公式运算切入，造成物理过程不清晰、胡乱套公式等，高初中物理衔接效果差。因此，需要强化物理分析切入，学会清晰分析物理过程，减小初中物理简单套公式的学习惯性，提升高初中物理学习衔接的效果。

关键词：高初中衔接；物理分析；高一新生

以物理分析切入还是以数学分析切入，是高一新生学习高中物理能否入门、能否学好的关键之一。这里所谓的物理分析就是将物理问题建立物理模型，对物理情景进行定性的概念理解、过程分析、受力分析、运动分析等。所谓的数学分析就是将物理问题直接建成数学模型，选择物理规律表达式，具体联立求解，再用计算结果来判定之前的猜想等。高一新生常常一开始学习高中物理就急于拔高高中物理的数学要求，几乎都自觉不自觉地以数学分析作为解决物理问题的切入点，不重视物理分析，结果欲速不达，造成高初中物理衔接效果差，甚至造成不可逆的后果。

一、高初中物理衔接受阻于弱化物理分析的切入

高中物理学习时期，是形象思维（初中物理）向形象思维与逻辑思维融合（高中物理），再向更加偏重逻辑思维（大学物理）转化的关键阶段。学生刚进入高中，思维仍然是以实际物体、实际例子、实际物理过程等为依托，更多考虑的是某个具体物体、某个单一过程、某两个物理量的简单关系等，属于典型的形象思维，还没有达到“由现象到本质”的思维层次，也没有“由本质到理论（数学表达）”的思想准备。但是，学习一个高中物理知识或解决一个高中物理问题，往往思维更加复杂，不仅需要物理分析，而且需要数学分析，二者缺一不可。这二者并非并列关系，需在物理分析基础上进行数学分析，数学分析反作用矫正物理分析，经过循环往复，思维质量才能一步一步地上升。很多高一新生不适应物理分析的细节与繁琐、书写的严格与精炼，比如常常认为题目的过程多、模型多、细节多、规范要求多，常常出现思维上繁杂乱，书写上随意不严谨的情况。于是试图绕过物理分析，认为直接采用数学分析，从套用公式、列式子、式子变形、联立求解等数学手段入手，这样就能一步到位，直接命中卷面得分点。这样的结果是致命的，比如乱套公式，忽视公式满足的条件，乱赋予公式中字母的意义，容易混淆多个式子间的联系，联立解的数学技巧偏难等根本无法解决，总之书写的东西反映出学生的思维一片混乱。可见，从思维发展的角度来看，高初中物理衔接容易受阻于弱化物理分析的切入。

二、弱化物理分析切入的原因解析

根据多年的跟踪分析研究，高一新生弱化物理分析切入的原因有：（一）原有学习方法的惯性。有的初中生在物理课堂上，常常没有完整地听完教师讲课，更没有去思考教师讲了几个问题以及几个问题间的逻辑关系，一节物理内容最后就落脚到某个公式上，只要能够套用这个公式就行。因为初中物理更多的是单个物体、单个过程，有时套公式可行，于是学生习惯于把学习初中物理简化成“背公式、套公式”，甚至再简化成简单算一算，解题就直接给出式子和几个数字进行计算，只要算的数字结果是正确的，得分概率还挺大。但这个方法常也有不灵的时候，比如没入水中的物体上浮直至漂浮，涉及两个很容易混淆的公式：F浮=ρ水V排g和G物=ρ物V物g，如果不知道有哪些物理量、物理量的意义、公式与物理过程的对应关系等，将无法正确解答。但学生常常没有意识到学习方法不对，反而错误地归因为套错了公式、背错了公式、变错了公式。这样的印象一次次加深后，久而久之便形成“背公式、套公式”的方法定式，而且惯性还很大，这种方法定式进入高中较难自我改变。高中物理需要把现象抽象为理论，涉及的规律和公式比初中多很多，如果没有弄清这些规律和公式的物理过程及其条件，直接套用规律、套用公式的方法绝不可行。可见“背公式、套公式”的方法定式，给学习高中物理带来了巨大的方法障碍。（二）原有学习思维的惯性。我们知道，物理学是从具体问题到抽象为普遍规律公式，再回到具体问题中来解决问题。学习物理的思维需要从偏重形象思维（初中物理）向形象思维与逻辑思维融合（高中物理），再向更加偏重逻辑思维（大学物理）进行转化，学习高中物理必须将形象思维与逻辑思维有机融合起来[1]。初中生的这两种思维更多地处于分离状态，交叉的概率很小，谈不上融合，更谈不上有机融合。当遇到一个物理问题时，要么套用某个概念、某个现象、某个单位等，多用于选择题；要么套用公式、公式变形、计算等，多用于计算题，做不到分析物理过程对应反映出什么规律、什么公式，也做不到某个规律、某个公式对应着什么样具体的物理过程。可见形象思维与逻辑思维的分离，给学习高中物理带来了巨大的思维障碍。（三）初中训练（考试）题目设置的惯性。设置初中物理考题总的来讲要求基础简单，要求及格率要高，要求分数普遍要高，因此，试卷有大量记忆类的单项选择题目。单项选择题无法显示分析、判断、计算等过程，通常很容易选，甚至有时候凭着感觉也能猜对；加上计算题目也过于简单而且评分标准过于宽泛，往往“背公式、套公式”的方法十分有用，有时用解数学题（甚至算术题）的方法也会得较高比例的分数。因此初中物理考题导向并助推了学生习惯于“套一套”“算一算”，失去了分析物理过程与对应的规律公式建立联系的训练。这样长时间并大题量的训练，形成技能之后很难改变，很难适应高中物理学习，给高初中物理衔接造成习惯性的障碍。

三、强化物理分析切入，以《力》一章为例

（一）高一新生要知己知彼。高初中物理衔接，尤其在思维上需要把握好物理过程（形象思维）与数学运算（逻辑思维）相融合（非“拼盘”）关系的这个度。要知道，高中物理更多的用数学来描述物理本质、物理规律，离开了数学的物理仅仅是物理现象，不是物理学；离开了具体物理过程的数学叫数学，不叫物理学。因此分析物理问题时要清楚，物理现象的那部分是基础也是关键，运用数学的那部分是提升也更重要。但更多的高一新生既不知道自己已有的知识结构、学习方法、思维方法等不适应于高中物理学习，也不知道学习高中物理要怎么做，常处于“不知己不知彼”状态。比如《力》一章知识结构可分为两部分。第一部分讲述重力、弹力、摩擦力等基本概念。主要掌握三种力的物理属性，如怎样产生，怎样定义，怎样描述大小、方向、作用点三要素等。这些几乎都是基于物理现象、物理概念、物理过程，是以“观察和实验”形象思维为主的学习过程。第二部分讲述力的合成与分解所遵循的“力的运算规则”。主要掌握利用平行四边形定则，描述一般情况的合力或分力的大小和方向的运算，进一步学习正交分解，将一般情况的力分解为互为垂直的两个分力，以计算力的大小和方向，这是有极强因果“逻辑思维”特征的数学过程。实际上很多高一新生由于存在物理知识结构、思维方法、学习习惯的惯性，不重视重力、弹力、摩擦力等基本概念的内涵理解，更不重视物理过程分析、受力分析、运动分析，而“习惯性”地把学习重点就放在第二部分力的“平行四边形定则”“正交分解”运算上，造成高初中衔接困难。因此，教师务必引导学生认识到学习高中物理有道坎，对知识结构、思维方法、学习习惯等需知己知彼方可逾越。（二）高一新生要摆正数学的地位。很多高一新生知道数学是高中物理学习极为重要的方法或者工具，但不知道数学不是高中物理的核心方法，也不是基本方法（观察和实验）。一旦这个关系没摆正，高中物理学习很难上道。比如，在学习完《高中物理必修1》整册书之后，头脑里对《力》一章的印象只有“平行四边形”“正交分解”两个关键词，而重力、弹力、摩擦力的印象基本没有，甚至还停留在初中物理的理解认识上，就会给后面学习重力、弹力、摩擦力（尤其三种力同在）做功、能量转化、能量守恒、功能原理等埋下巨大的知识、思维、方法等隐患。到那时，想要再回过来重新学习已不可能，致使高中力学越学越难，高中电学就更难，于是高初中物理衔接只能是失败。因此，高一新生要重视摆正数学在物理中的地位，要在物理思维、物理分析基础上使用和融合数学。实践证明，放弃或绕过物理思维、物理分析基础，直接使用数学套用，高初中物理衔接还没有成功的例子。（三）高一新生要矫正理解偏差。很多高一新生对于物理概念理解、物理过程分析、受力分析、运动分析等，总有不够到位或存在一定偏差的情况，这也是高初中物理衔接的障碍之一。教师需要坚持从第一个高中物理知识起，在“如何学”“如何思考”“养成什么习惯”等方面，刻意规定几个物理分析的“动作”，帮助高一新生矫正理解偏差。例1.如图1所示，两木块的质量分别为m1、m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1、k2，上面的木块压在上面弹簧上(但不拴住)，整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中：①下面木块m2移动的距离为（）A.m1gk1B.m2gk1C.m1gk2D.m2gk2②上面木块m1移动的距离为（）A.m1gk1+m2gk2B.m1gk1+m1gk2C.m1g+m2gk1D.m1g+m2gk2分析：这是关于弹簧弹力为重点的受力分析问题，是《力》一章的核心问题之一。高一新生往往觉得弹簧弹力非常简单，只有一个公式，只要记住公式就能解决问题了，于是只关心所述弹力、劲度系数、弹簧压缩量三者的关系，并从公式入手（数学分析切入），结果对这样的题目无所适从。由于该问题涉及两个物体的两个状态的受力情况，必须从受力分析入手（物理分析切入），操作如下：①必须用隔离法将物体m1和m2隔离出来；②必须分析物体m1和m2的两个状态所受弹簧弹力；③再进行数学分析，应用平衡状态ΣF=0，计算弹簧弹力大小，运用公式F弹=k•△x变形△x=F弹/k计算位移大小(弹簧长度的该变量)，才能正确解答本题。例2.如图2所示，在粗糙斜面放置物体A和固定物体B，在A与B之间用一根橡皮筋C连接，求橡皮筋C的拉力F的大小。分析：这是关于受静摩擦力分析的问题，是《力》一章的另一个核心问题。高一新生往往也认为静摩擦力非常简单，只要抓住物体A平衡合力为零，直接从计算拉力F的大小入手（数学分析切入），但该问题并非如此，存在多解的情况，结果很难完整正确解答。正确操作应如下：可将橡皮筋C看成一根轻质弹簧。如图3所示，该问题涉及斜面并且定量（需要正交分解重力，求出重力沿着斜面向下的分力GX=mgsinθ）；涉及静摩擦力的方向（需要判断相对滑动趋势可能斜向上、可能斜向下、可能为0）；涉及沿着斜面方向合外力为零，建立方程（ΣF=GX-F±f=0），涉及的这三个问题中最为核心的问题在于确定静摩擦力的方向，这是属于典型的物理分析与数学分析相融合的过程。①如果F=GX，则没有相对滑动趋势，f=0；②如果F>GX，则A有相对向上滑动趋势，f=F-GX，f斜向下，那么F=GX+f，f存在最大值，F的最大值FMAX=GX+fMAX；③如果F<GX,则A有相对向下滑动趋势，f=GX-F，f斜向上，那么F=GX-f，同样f存在最大值，F的最小值FMIN=GX-fMAX，方向斜向上。可见拉力的大小在GX-fMAX≤F≤GX+fMAX范围而非某一个值，方向存在向上和向下两个情况而非一个方向。

综上所述，多数高一新生处于自己原有的知识结构、学习方法、思维方法等不适应于高中物理学习状态，也处于不知道学习高中物理要怎么做的状态，教学中教师要坚持强化物理分析切入、摆正数学地位、强调物理分析理解到位等，这样高初中物理衔接效果才会更好。

参考文献：

[1]余俊文.中下生学习物理入门切入点的理性思考[J].物理通报，2012，（5）：31-33.

作者:余俊文 单位:邛崃市平乐中学