论高中物理中扩展性学习

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1、论高中物理中扩展性学习摘要："扩展性学习”，就是指依据教材中的知识与方法,通过在对具体问题分析的过程中形成新的知识、获得新的结论、领悟学科方法的学习过程。从'‘生成性知识的构建”“问题性结论的形成”"分析性方法的掌握”三个方面阐述高中物理中“扩展性学习”的内容范畴与其过程特点，对指导物理新课程的教学具有一定的参考价值。关键词：高中；物理；扩展性学习；生成性知识所谓“扩展性学习”，就是指依据教材中的知识与方法，通过在对具体问题分析的过程中形成新的知识、获得新的结论、领悟物理学科方法的学习过程。如'‘作用力”概念,它可以是某个力

2、，也可以是几个力的合力。物理中的''扩展性学习”，比学习物理基础知识与掌握基本技能更重要，因为它体现着学习者对基础知识的理解深度与对基本方法灵活应用的程度。不少学生感到物理难学就是因为在"扩展性学习”中存在问题，笔者就高中物理中"扩展性学习”的内容范畴与过程特点谈谈个人的粗浅认识。一、生成性知识的构建生成性知识，就是在教材知识基础上形成的新知识，它的产生来源于对教材知识概念内涵的挖掘与分析，它的内涵特征是教材知识内涵的延伸或扩展，它的形成过程是应用教材知识与方法对具体的物理问题的抽象与概括。下面以“势能”或“位能”概念的构建

3、为例加以说明。"势能”概念或"位能”概念，就是一种“生成性知识”，教材中没有做明确的介绍或阐述，而是学习者在理解或领悟有关各种“势能”概念内涵过程中进行分析抽象与概括归纳的结果。对于势能，高中物理中包含有重力势能、弹性势能、电势能、分子势能四种。在描述重力势能或电势能大小时，都强调要选择零势能参考位置，两种势能的大小都是相对这个参考位置而言。然而对于弹性势能大小的描述，通常不选择零势能参考位置，而直接将弹簧未发生任何形变时确定其弹性势能为零，对于分子势能，也是将两分子之间的作用力为零时的分子势能确定为零，这主要是使得描述方便

4、，在用数学定量表达方面更简便，如形变为X时的弹性势能的数学表达式就是Ep-l/2kx2,式中k为弹簧的劲度系数。当然在描述弹簧弹性势能大小时也可以任意选择零势能参考位置，如果我们选择弹簧形变为+x的位置为零势能位置，由于弹簧形变为X的位置有两个，那么零势能的参考位置就有两个，显然描述不方便。另外，在定量表述方面，形变量为土y时弹簧的弹性势能大小就可以表示为Ep=l/2k(y-x)2,可见，弹性势能的数学表达式也更复杂。分子势能与弹簧的弹性势能具有类似的性质，同样选择分子力为零的位置为参考点表述就更方便。通过上而的分析，学习者

5、不难发现：不论哪一种势能，其大小的描述都是相对某一个位置而言，如果物体的位置（物体在重力场中的位置、弹簧连接的物体所处的位置、两分子的相对位置）发生变化，则势能也会发生相应变化，依据这些内涵特征，我们就可以给势能下这样一个定义：由于各物体问存在相互作用而具有的、由各物体问相对位置决定的能叫势能，又称作位能，势能是状态量，与各物体位置的变化过程或路径无关。这就是"势能”或"位能”概念知识的生成性过程，其过程特点是教材知识内涵的挖掘与扩展。建立了“势能”概念，反过来，我们就可将“势能”推广应用于其他类似的情况，如天体运动中“引力

6、势能”、电子绕原子核运动的“电势能”或弹簧发生扭转形变的“弹性势能”等，显然，这种生成性知识为分析与解决类似的问题提供了知识依据。二、问题性结论的形成教材中所有的物理概念的建立与物理规律的导出都体现对某些具体的问题进行分析归纳与抽象概括的思维过程，认知概念或规律是物理学习的第一阶段，第二阶段是反过来将概念与规律应用于分析与解决具体的物理问题，而第三阶段就是在分析与解决具体的问题中获得这类问题的结论，而往往某些结论具有一定通用性或普遍性，相当于“推论”，而应用“推论”则可以使得问题的解决达到快捷化。上面有关概念规律的三个阶段的

7、学习过程符合认知过程的两个飞跃，第一阶段是感性认识上升到理性认识的飞跃，第二阶段与第三阶段属于理性认识到实践应用的飞跃，而且在第二个飞跃过程中，还存在一个理性认识再度深化与发展的过程，它比第一个飞跃更有价值性意义，这也属于新课程“关注学生的成长与发展”的本质内涵，因此高中物理教学要重视引导学生开展对形成“问题性结论”的“扩展性学习”。形成“问题性结论”的"扩展性学习”贯穿于整个物理课程的学习之中，或者说高中物理中存在着大量的''问题性结论”。然而，不少的学生在分析与解答物理习题的过程中往往是就题论题，不善于进行归纳与总结，错

8、失了“扩展性学习”的大好良机，根本没有做解题后“类化”联想的深层思考，以致大大地降低了做题学习的效率，其原因就是在分析与解决具体的物理问题中的“扩展性学习”存在问题。三、分析性方法的掌握分析性方法就是物理中的分析方法，它是物理课程知识的载体，也是课程的精髓，即它是众多物理学家长期在物理科学