現行高中選修選考模式下的大、中學物理課程銜接

楊凱超楊正義，2朱廣天

（1華東師范大學物理學系，上海 200062；2石林彝族自治縣第一中學，云南昆明 652200）

現行高中選修選考模式下的大、中學物理課程銜接

楊凱超1楊正義1，2朱廣天1

（1華東師范大學物理學系，上海 200062；2石林彝族自治縣第一中學，云南昆明 652200）

大學物理是大學理工類專業的必修課，但近幾年，隨著高中課程設置與高考模式的改革，大學物理與中學物理的銜接問題愈發突出.本文根據現行高中物理的選修模式以及高考物理的選考模式具體分析了大學物理與中學物理的脫節之處，并以力學部分為例具體分析了學生在學習大學物理時遇到的困難.

中學物理；大學物理；大中銜接

1 現行高中的選修選考模式與大學物理教學內容脫節

1.1 高中選修模式

為適應時代的發展和需要，2003年3月教育部頒布了《普通高中物理課程標準（實驗）》［1］，隨之開始了大范圍的新課程改革，截至2012年9月，我國各省市已全部進入了普通高中新課程改革階段.在新的課程理念下，課程目標上重視全體學生的科學素養，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀3個方面培養學生.而高中物理課程結構和內容也發生了顯著性的變化，更加重視基礎，體現課程的選擇性.

現行的高中物理采取模塊教學，共12個模塊，每個模塊占2學分，具體分布如圖1所示［1］.物理1與物理2為共同必修模塊，其余為選修模塊.學生在完成共同必修模塊的學習后，可以獲得4個學分，接著必須再選擇學習一個模塊，以完成6個必修學分的學習任務.在獲得6個必修學分后，學生還可以根據自己的興趣、發展潛力以及自己今后的打算繼續學習若干選修模塊.選修部分分為3個系列:第一系列包括兩個模塊（選修1-1、1-2），側重物理學與社會的相互關聯和相互作用，適合文科學生選修.第二系列包括3個模塊（選修2-1、2-1、2-3），強調物理學與技術的結合，著重體現物理學的應用性、實踐性，適合將來學習工農醫等專業的學生選修，但就目前的現狀來看，第二個模塊選修的學生很少.第三系列包括5個模塊（選修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5），側重讓學生更為全面地了解物理學基本內容，適合將來學習理學的學生選修［1］.

圖1 高中物理課程結構

這種選修模式雖然體現了學生的自主性，但在一定程度上卻造成了高中物理與大學物理的脫節.由于高中階段各省市各學校的學生選修情況不一致，使得在大學物理的教學中，同一個教學班級中的學生的先修知識不盡相同，對于某些知識點，有的學生由于高中學過，大學接受起來就比較容易，而另一些高中沒有學習過該部分內容的同學學習起來就十分吃力，給學生的學習和教師的教學造成很大的壓力.

1.2 高考選考模式

2014年，國務院印發了《關于深化考試招生制度改革的實施意見》［2］，將于2017年在上海、浙江試點展開.試點地區高考將不分文理科，考試科目設置上也發生了很大的變化，考生總成績由語文、數學、外語3個科目成績和高中學業水平考試3個科目成績組成.計入總成績的高中學業水平考試的3個科目，由考生根據自身的特長以及以后要從事的工作，從思想政治、歷史、地理、物理、化學、生物、技術7門科目中任選3門參加考試，高校則根據辦學特色以及專業培養要求，分學科大類（或專業）自主提出選考科目范圍，最多不超過3門，學生滿足其中任何一門即符合報考條件［2］.這一新的高考形式，將促使今后大學生之間的認知背景出現更大差異，使大學物理教學的壓力更大.

與即將進行的新高考模式不同，在現行高考模式下，學生仍然分為文科生與理科生.其中，理科學生在完成了必修1、必修2、選修3-1、選修3-2的學習之后，還需要從《選修3-3（熱學）》、《選修3-4（波動與光學）》、《選修3-5（動量與物質結構）》3個選考模塊中至少選擇一個模塊學習，在相應的高考中，物理部分也出現了選做題.有些省份的學生只需要從這3個模塊中任選一題作答，有些省份則是從3個模塊中任選兩題，也有些省份是指定一個選修模塊作為高考內容，不設選做題部分.這種選考模式，本是體現學生學習的自主選擇性，但在大學物理教學中，普遍存在各省份的高中生由于選修模塊的不一致而導致他們的先修知識存在很大的差異，而大學物理教材的編寫并未考慮這個因素所引起的差異，導致教師的教學困難.例如，我們在為華東師范大學化學系開設的大學物理課程教學中發現，上海生源在目前上海的“3+1（數、語、外+一科選考）”高考模式下均選考了化學，高中物理僅僅學過非常有限的內容，很多同學甚至連平拋運動都沒有學過.由于大多數省份的同學都學過平拋運動等內容，受到課時的限制，教師上課時基本上會略去相關知識的講解，而這一部分知識的匱乏將貫穿在這些上海同學大學物理學習的整個過程中，增大他們的學習壓力，降低學習效果.

2 高中理科生物理選修選考情況

為了直接了解學生對于高中物理選修選考部分的學習情況，我們采取問卷調查的形式選取了華東師范大學大學物理課程的一個班級的學生進行調查，調查對象共114人，廣泛分布于全國各省市，高中時均為理科生，回收有效問卷114份.

我們統計了學生在高中階段學習過的物理課程選考模塊（選修3-3，選修3-4，選修3-5），結果顯示，45%的學生只學過一個選考模塊，只有12%的學生3個選考模塊都學過，另外還有6%的學生沒有學過任何選考模塊（這部分學生為上海籍學生，高考選考化學，不學習物理選考模塊）.學習不同數目的選考模塊的學生人數分布如圖2所示.

圖2 學習不同數目的選考模塊的學生人數分布

我們也統計了不同省份的學生在高中階段沒有學習哪些物理選修選考模塊，結果顯示，有71%的學生沒有學習過選修3-3（熱學），38%的學生沒有學習過選修3-4（波動與光學），44%的學生沒有學習過選修3-5（動量與物質結構）.沒有學習過特定選修模塊的學生人數分布如圖3所示.動量、波動、光學和熱學都是大學物理課程中的重點內容，特別是動量的思想對于理解大學物理層次的內容極為重要，缺少這一部分的先修知識將對學生順利學習大學物理造成很大的影響.

圖3 沒有學習過特定選修模塊的學生人數分布

由以上統計結果可知，隨著高考物理選考制度的推行，學生在完成高中學習內容之后，關于物理選考部分的知識點掌握數量不一致，學習內容不相同，因此學生在學習大學物理時的基礎知識、認知背景也不一致.在每一個大學物理教學班級中，各個選修模塊都有相當一部分同學在高中時沒有進行過相應的學習，導致大學物理教學課堂難以有效地開展.

3 以力學部分為例具體分析學生銜接困難

3.1 物理概念規律上的銜接困難

力學是大學物理和中學物理課程的重點內容，中學物理中涉及的許多力學概念，在大學物理中也要重新進行深化學習［3，4］.為了研究高中物理選修選考內容對于學生理解力學概念的影響，我們采用問卷調查的形式統計了學生在不同階段對主要力學概念的理解程度，參與調查的對象為華東師范大學化學系正在學習大學物理的大一新生.學生要對自己在一些力學概念（如加速度、動量等）上的理解程度進行打分，且需要分別給出“高中階段”和“學習大學物理之后”對同一概念的理解程度.問卷采用5分李克特量表形式，對某一概念打1分表示完全不理解，打5分表示完全理解.調查結果如下（圖4）.

從調查結果可以看出:對于必修部分的概念（如加速度、慣性等），學生高中和大學階段的理解程度相當.而對于選修部分的概念（如動量、沖量等），學生高中和大學階段理解程度有較大差異，很多同學在高中階段沒有選修這部分內容，對于相應的物理概念理解程度不高.但很多大學教師又以為學生在高中階段已經學習過這些基本物理概念，在大學物理課堂上往往對這些概念一帶而過，直接進行更高層次的應用練習.這很容易導致學生對這部分概念的理解不透徹，造成他們學習的壓力［5，6］.

圖4 大一新生對部分力學概念的理解程度

例如，力矩概念，中學定義的是力與力臂的乘積，并沒有考慮其方向性；而大學則是從矢量叉乘的角度來定義，力矩是位矢與力的矢量積，具有方向性.由于學生缺乏矢量叉乘的基礎知識，就是這一點點的轉變，也會使學生難以接受.又如牛頓運動定律，大學和中學物理教材上的表述看似比較接近，但對于這部分內容，大、中學物理在知識的深度上有所不同，中學物理討論恒力作用下的物體（質點）作直線運動的情況，而大學物理更多是討論變力作用下的物體（質點組）作曲線運動的情況.我們也隨機采訪了十幾個正在學習力學的同學，他們普遍感覺變力作用下的曲線運動題目不知道如何分析.大學教師在講授這一部分內容時，應充分考慮到學生的認知背景，還要從解題思路上讓學生轉變，一步一步給學生搭好臺階，使學生強烈感受到大學物理內容貼近生活，增強學生的學習興趣及好奇心［7］，這樣學生才不會覺得跳躍過大，無法接受.

3.2 數學工具上的銜接困難

學生在學習大學物理的過程中，常常由于沒有很好地掌握數學工具的使用而造成大學物理學習困難，主要表現在矢量運算和微積分兩方面.

矢量運算可以說是大學物理的基礎，雖然高中也有講過矢量，但其運算通常是轉化成標量進行的，高中教材很少將矢量a寫成帶箭頭的形式→a，這就導致了學生不習慣把物理量寫成矢量形式，對矢量認識不深刻，以至于大學物理中的矢量運算經常出錯.例如大學物理質點運動學中有一道題是這樣的:“一質點在xy平面上運動，運動函數為x=2t，y=4t2-8（采用國際單位制）.求在t1=1s和t2=2s時質點的位置、速度和加速度？”在學生的作業中，有1/3的同學沒有采用矢量形式給出速度和加速度，而是按照高中階段的做法，把答案寫成了標量，、 a2=8.還有的同學受高中定式思維的影響，把矢量加、減、點乘、叉乘當成標量的四則運算.所以，在講授大學物理課程時，教師應注意區別矢量與標量，強調矢量運算的重要性.

微積分是高等數學的核心內容.大學物理與中學物理的一個重要區別就在于中學物理是以代數為基礎，大學物理則是以微積分為基礎［8］.但是學生在中學階段學習的微積分知識非常少，而高等數學和大學物理又常常放在同一學期開課，導致在很長一段時間內，學生由于數學知識的匱乏而感到學習大學物理十分吃力.高中數學中雖然也講到了求導，可只僅僅局限于對簡單函數的求導，學生往往只是會用求導法則，但對微分的意義以及作用全然不知.例如，學生在課堂上和作業中常常提問，“答案上的是什么意思”“為什么勻速圓周運動速度不變也可以求導”，等等.同時，由于學生對于微分和積分的含義理解不清，常常不知道某些題為什么要用微積分的方法求解；在面向大一新生開設的大學物理課上，在前半學期學生往往無法進行稍微復雜的積分運算.這些問題都制約了學生在大學物理課程中的學習效果.

4 結語

大學物理與中學物理銜接所面臨的主要問題來自于學生先修知識參差不齊，這主要是由于現行高考的選修、選考模式引起的，這些問題將貫穿學生整個大學物理的學習.即便是高中階段最重要的力學部分，學生也會在概念、規律和數學工具的使用上產生困難.大學物理教師在教學中需要考慮到這些因素，適當調整大學物理教學方法，提高大學物理教學效果.

［1］普通高中物理課程標準（實驗）［S］.北京:人民教育出版社，2003.

［2］國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見［S］.北京:人民出版社，2014.

［3］徐紅霞.大學物理和中學物理的力學教學的有效銜接［J］.物理與工程，2014（S2）:83-85.

［4］黃熙.如何做好大學物理與中學物理教學的有效銜接［J］.湖北師范學院學報（自然科學版），2013，33（04）:104-108.

［5］賀小光，陳敬艷，翁小芳，等.從中學到大學物理學習思維和學習方法的轉換［J］.長春師范大學學報（自然科學版），2014，33（02）:166-167.

［6］趙亞娟，陳浩.大學物理教育如何與中學物理教育更好地銜接［J］.物理通報，2010（11）:14-17.

［7］楊小蘭.大學物理與中學物理教學的有效銜接［J］.中國教育技術裝備，2014（14）:80-81.

［8］朱葉青.微積分在大學物理教學中的重要應用［J］.科技視界，2014（22）:143.

THE TRANSITION BETWEEN HIGHSCHOOL AND UNIVERSITY PHYSICS CURRICULUM UNDER CURRENTELECTIVE SELECTED TEST MODE

Yang Kaichao1Yang Zhengyi1，2Zhu Guangtian1
（1Department of Physics，East China Normal University，Shanghai 200062；2First Middle School of Shilin Yi Autonomous County，Kunming，Yunnan 652200）

“University Physics”is a compulsory course for the students with the major in science or engineering in colleges.However，the reform of current college entrance exam mode causes difficulties in the transition between university physics and high school physics.We discusses the elective mode of the current high school physics curriculum and analyzed the mismatch between high school and university physics contents.We also use the contents of mechanics as a concrete example to illustrate the difficulties encountered by freshmen in learning university physics.

high school physics；university physics；curriculum transition

2015-12-04

（

）:朱廣天，男，副教授，主要研究領域為物理教育.gtzhu@phy.ecnu.edu.cn

楊凱超，楊正義，朱廣天.現行高中選修選考模式下的大、中學物理課程銜接［J］.物理與工程，2016，26（4）:18-21.