初、高中物理知識梯度變化分析及教學(xué)方法探討

周明

物理學(xué)科作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，在推動社會進(jìn)步、科技發(fā)展等方面，有著不可磨滅的作用。初、高中階段的物理教學(xué)屬于最基礎(chǔ)最根本的教學(xué)。有些學(xué)生在初中物理學(xué)習(xí)過程中可謂順風(fēng)順?biāo)⑤p而易舉，而到了高中物理學(xué)習(xí)階段，可謂舉步維艱、困難重重，久而久之信心和意志開始動搖，失去了對物理的學(xué)習(xí)興趣，覺得自己不適合讀理科，于是放棄物理去讀文科。多年來，高中物理難學(xué)幾乎是教師和學(xué)生的共識，究其原因，無非是“臺階”沒跨過去。如何跨過這個(gè)“高臺階”？帶著這個(gè)問題，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，我就如何做好初、高中物理教學(xué)銜接，如何幫初、高中物理知識梯度變化分析

及教學(xué)方法探討

？誙福建省福州銅盤中學(xué) 周 明

助學(xué)生盡快適應(yīng)高中物理教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，進(jìn)行一些粗淺的分析和建議。

一、初、高中物理知識梯度變化分析

1. 知識從簡單到復(fù)雜。運(yùn)動學(xué)方面的變化由初中一維的勻速直線運(yùn)動到高中二維的變速曲線運(yùn)動，再到圓周運(yùn)動和簡諧運(yùn)動；光學(xué)方面的變化由初中的反射定律和折射定律到高中的干涉、衍射、全反射；電學(xué)方面的變化由初中的歐姆定律到高中的閉合電路歐姆定律……知識的梯度和難度在不斷加大。

2. 認(rèn)識從具體到抽象。初中物理研究的問題很具體，例如聲音的產(chǎn)生、平面鏡成像規(guī)律、水的三態(tài)變化，很多知識是日常可以接觸到、感知到的。而高中物理會引入很多抽象的概念，例如質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷等理想化模型，用磁感線和電場線來描述磁場和電場的大小、強(qiáng)弱等。

3. 物理量從標(biāo)量到矢量。初中所學(xué)物理量基本都是標(biāo)量，如平均速度、長度、質(zhì)量、時(shí)間、密度、壓強(qiáng)等。而高中所學(xué)的速度、位移、加速度、力、電場、磁場等都是矢量，學(xué)生不僅要懂得每個(gè)物理量大小的計(jì)算，還要會確定其方向。

4.認(rèn)識從現(xiàn)象到本質(zhì)。初中的物理知識多是以有趣和有用為出發(fā)點(diǎn)，主要是對一些表面現(xiàn)象的觀察分析，如聲現(xiàn)象、光現(xiàn)象、物態(tài)變化等；而到了高中則要深入到本質(zhì)和規(guī)律層次，如力的概念、簡諧運(yùn)動、磁通量、光波、分子運(yùn)動論等。

5.計(jì)算從定性分析到定量分析。初中物理的很多知識只要求定性的理解和簡單的計(jì)算，比如動能和勢能分別與哪些因素有關(guān)。而到了高中，學(xué)生必須知道動能和勢能的具體表達(dá)式，還要會計(jì)算動能和勢能的大小變化量。再如，初中物理只要求學(xué)生掌握光的折射定律，會解釋一些日常的光學(xué)現(xiàn)象，而高中物理還要求學(xué)生掌握折射率、入射角、折射角、臨界角的計(jì)算等。

6.結(jié)構(gòu)從零散到系統(tǒng)。初中物理的知識點(diǎn)相對零散、獨(dú)立，相互聯(lián)系不多，例如聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力與運(yùn)動幾乎毫無關(guān)聯(lián)；而高中物理中的電場、磁場、力、曲線運(yùn)動、能量轉(zhuǎn)化在牛頓第二定律、動能定理、機(jī)械能守恒的作用下，都能完美地結(jié)合，使高中物理問題變得更錯(cuò)綜復(fù)雜。

7. 對數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用有所不同。初中物理簡單，對數(shù)學(xué)的要求相對較低，學(xué)生只要會簡單的加減乘除、指數(shù)運(yùn)算、單位換算基本就可以解決初中物理問題。而高中物理對數(shù)學(xué)知識的要求比較高。具體來說，力與運(yùn)動的合成與分解，會用到幾何與三角函數(shù)知識，勻變速直線運(yùn)動問題會用到二次函數(shù)知識，機(jī)械波會用到正余弦函數(shù)知識等，有些具體問題還要列方程組、根據(jù)函數(shù)圖像進(jìn)行求解。

8. 從宏觀到微觀和宇觀。初中物理基本上研究的是宏觀問題，即看得見摸得著的。高中物理研究范疇逐漸擴(kuò)大，以牛頓第二定律和圓周運(yùn)動為基礎(chǔ)，將萬有引力應(yīng)用到了天體運(yùn)動；微觀領(lǐng)域也得到深入的探究，如分子運(yùn)動理論以及原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和規(guī)律。

二、加強(qiáng)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)、促進(jìn)學(xué)生思維模式轉(zhuǎn)變

初中物理要求學(xué)生認(rèn)識現(xiàn)象和表述結(jié)論較多，真正的探究、總結(jié)較少。計(jì)算題往往套用簡單的公式便可直接得出結(jié)果，一般列方程去求解的都比較少。高中物理的學(xué)習(xí)內(nèi)容與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系不如初中那么緊密，研究的物理規(guī)律比較復(fù)雜，在難度和廣度上都有所增加。分析物理問題不僅要從題意出發(fā)，還要考慮可能出現(xiàn)的多種情況，必要時(shí)還要畫圖像、列方程。學(xué)生的思維方式應(yīng)由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，由形象思維變成抽象思維，還要掌握各種方法，例如歸納法、類比、推理和演繹推理等方法，尤其注重科學(xué)想象能力和驗(yàn)證總結(jié)能力。

1. 提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)直觀性教學(xué)

俗話說，興趣是最好的老師。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力，使學(xué)生自主地去探究科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，不僅是教學(xué)的手段，也是培養(yǎng)人才的目的。教師可以給學(xué)生留一些開放性的作業(yè)，讓學(xué)生在課下查閱資料，利用互聯(lián)網(wǎng)，針對具體問題做一些課件來與其他學(xué)生分享，這樣可以激起學(xué)生的探索欲望，還可以帶動被動的學(xué)生一同學(xué)習(xí)。

在高中物理知識中，定理、定律不是理想化就是抽象化，解答問題時(shí)不能只考慮表面現(xiàn)象，還要挖掘深層次的關(guān)鍵因素和主要因素，忽略次要因素，適當(dāng)建立物理模型。初中生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)，思維往往停留在問題的表面，不懂得拓展與延伸。針對以上問題，教師在教學(xué)過程中要從大多數(shù)學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，盡可能采用誘導(dǎo)式和啟發(fā)式的教學(xué)，多做直觀演示試驗(yàn)，讓學(xué)生多觀察、多思考、多討論、多交流、多總結(jié)，使學(xué)生能夠通過具體的物理實(shí)驗(yàn)掌握物理概念和規(guī)律，從簡單機(jī)械記憶逐漸發(fā)展到會在學(xué)習(xí)過程中建立物理模型。

2. 充分了解學(xué)生已掌握的知識，使新舊知識融合并拓展

融合是把新學(xué)習(xí)的物理概念和物理規(guī)律整合到原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的模式之中，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到豐富和擴(kuò)展，但總的模式不發(fā)生根本變化。例如高中物理探究向心力與質(zhì)量、半徑、線速度的關(guān)系時(shí)采用控制變量法，這個(gè)方法就是初中物理常用的一種方法。拓展是在原有知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上認(rèn)知結(jié)構(gòu)的更新或重建，原有知識結(jié)構(gòu)不能容納新學(xué)習(xí)的物理概念和規(guī)律。比如高中物理中的動能定理就是把做功和動能的變化有機(jī)結(jié)合起來加以應(yīng)用，是對功和能知識的拓展與延伸。

3. 加強(qiáng)物理研究方法的訓(xùn)練，指導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法

日常的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，學(xué)生學(xué)不好物理的主要原因是沒有掌握物理的研究方法，習(xí)慣依靠自己平時(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和對事物的表面化認(rèn)識。因此，教師要想做好初、高中物理銜接教學(xué)工作，在教授物理知識的同時(shí)更要滲透科學(xué)的物理研究方法。“授之以魚，不如授之以漁”，幫學(xué)生把物理的知識體系和結(jié)構(gòu)搭建起來也是教師應(yīng)有的職責(zé)。

在教學(xué)中，教師除指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識以外，還要傳授學(xué)生學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生梳理知識、歸納知識，使知識網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化，便于理解記憶和掌握運(yùn)用。教師可指導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識和理論進(jìn)行系統(tǒng)分類總結(jié)，例如畫結(jié)構(gòu)圖、樹狀圖等，形成自己的理解和記憶方法；在習(xí)題講解過程中，教師要把重點(diǎn)放在物理過程和情境的分析上，讓學(xué)生感知物理情境，形成清晰的物理過程，并逐步穿插常用的類比法、等效法、對稱法、控制變量法、假設(shè)法等科學(xué)方法；教師還要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用復(fù)雜數(shù)學(xué)知識解答物理問題的方法，如二次函數(shù)、三角函數(shù)、不等式、函數(shù)圖像等，幫助學(xué)生合理利用數(shù)學(xué)工具，讓學(xué)生懂得數(shù)學(xué)知識要與物理意義相符合，例如時(shí)間不能取負(fù)值等。

總之，對于剛剛步入高中的學(xué)生來說，“臺階”是客觀存在的。但只要教師了解并掌握學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的變化和接受新事物的能力，切實(shí)從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，適當(dāng)、適時(shí)地進(jìn)行梯度式教學(xué)，學(xué)生就一定能實(shí)現(xiàn)初、高中物理學(xué)習(xí)的自然平穩(wěn)過渡，為整個(gè)高中的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。