初高中物理概念認知結構差異分析

李天蓬 方雨晴 謝清連

（廣西師范學院物理與電子工程學院，廣西 南寧 53000）

初高中物理概念認知結構差異分析

李天蓬 方雨晴 謝清連

（廣西師范學院物理與電子工程學院，廣西 南寧 53000）

筆者對某市高中生進行問卷調查發現，大部分學生在升入高中后物理成績有明顯下降趨勢。究其原因，除了高中的知識難度增大，與初中物理知識銜接不到位之外，還有一個重要原因在于學生對基礎知識掌握不牢固，對基本概念總是似懂非懂，再加上有的老師對基本概念不加以詳細講解，使學生不能建構自己的認知框架，導致學生學生物理成績下降。文章對個別概念的內涵和外延進行分析，對某一概念建構一個具體的知識架構，望能幫助學生建構自己的物理概念認知結構框架，進而提高其物理成績。

基本概念；物理成績；認知結構

1 引言

物理概念是客觀事物的物理共同屬性與本質特征在人們頭腦中的反映，是對物理現象和物理過程的概括化和抽象化。初中物理要求學生知道、了解的內容多而理解的知識少,定性分析的多而定量計算的少，教材內容難度小趣味濃,形象具體,易于接受;高中物理要求在理解的基礎上會運用物理知識分析解決問題,表達式多、定量運算多，并且高中難度突然增大，學生能力沒有達到想要的高度，導致學生聽不懂，學不會，成績逐漸下滑。筆者認為還有一個重要原因就是學生不能建立物理概念的認知結構體系，初中學完一個概念，高中在深入學習時，感覺在學習一個陌生的，從未接觸過的概念，甚至出現理解偏差，使得學習更加吃力，難上加難，成績一落千丈。

2 分析

圖1為2016年5月對某市某中學問卷對高一學生的中考、高一上學期期中、高一上學期期末考試的物理成績進行了問卷調查后，對問卷統計分析后的結果。調查結果如圖1所示。

圖1 中考、高一期中、高一期末物理成績對比

其中選項A為100～90分，B為89～60分，C為59～40分，D為39分及以下，通過條形圖可以很直觀的看出，學生中考成績大部分在A和B水平，分別占38.99%和46.33%。高一期中考試時得A的人數明顯減少，減少了30.73%，而得B的卻升高到56.88%，而到了高一期末考試成績在B和C的比例分別是41.28%和41.74%。說明從初中到高一期中，再到

高一期末，物理成績呈逐漸下滑趨勢。

筆者翻閱資料發現這種現象是普遍現象，高中物理難原因有很多，比如初高中的教材差異大，初高中老師教學模式不同，初高中課程對學生的要求不同等等，但筆者認為最主要原因是初高中學生對物理概念的認知結構存在很大差異，初中教材中很多物理概念都與高中物理概念脫節，所以學生進入學習高中物理概念時，沒有可以同化的知識來形成自己的認知結構，所以，學起來特別困難，加之，高中物理更重理解，初中則僅靠死記硬背，學生更覺吃力，慢慢脫節，跟不上課，成績逐漸下降。

比如速度這個概念，初中和高中對于它內涵和外延的表述就有很大的差異。從內涵來說，初中階段速度的定義只取決于其三個下位概念路程、時間、參照物的理解掌握，并要求正確理解它的物理意義。只有與相對運動的有關題目，才要求對速度進行定量計算。而高中階段，其內涵要豐富的多，其下位概念有位移，時間，時刻，參考系，單從它的定義來說，作為矢量的位移取代了之前的路程，使得速度不僅有大小，還有方向，此外，參考系也增加了運動參考系。

就高中階段速度外延來說，速度分為了三種：瞬時速度、平均速度、速率，要了解每個速度的具體含義并能應用。在學習曲線運動的運動軌跡時，速度也有了分速度和合速度的概念。速度因此由一維變成二維甚至三維，學生不能很好地將初中速度和高中速度同化順應，導致理解偏差甚至脫節。

初高中物理力學模塊知識點對比：

圖2 初高中物理力學模塊知識點對比圖

從圖 2對比可以看出，高中物理中的力的概念在初中的基礎上又進行了延伸和拓展，尤其是受力分析在初中知識一維，到了高中大部分都是二維，三維的受力分析，而且還加了力的合成與分解，初中物理沒有涉及二維受力分析，沒有對合力分力的認識，所以，一接觸高中的這些知識，他們沒有一個認知結構幫助他們同化順應知識，無疑給高中物理的學習增添了巨大的障礙。

初高中物理概念認知結構差異是學生覺得物理難得一個重要原因，如何讓學生在初高中物理銜接的學習時更輕松，使學生不在談物理而色變呢？

從高中力的合成與分解概念外延角度，高中包含力的合成，力的分解和一維題目、二維題目、三維題目的維度結構。而初中相關知識點只有了力的作用效果，其外延僅有二力平衡問題。力的合成外延部分又包含共點力和非共點力的概念，筆者建議將共點力的同一直線上部分加入初中力的學習中，便于加強學生對合力與分力等效性的理解，建立一維受力分析的完整認知結構，為高中的學習二維、三維受力分析做好鋪墊。

高中力的分解外延部分，包括了正交分解法、按力的作用效果分解、及遵循矢量相加法則。這部分在初中的教學中，筆者建議加強學生對力的作用效果的理解，可設計相關題目讓學生在初中階段理解力的作用效果，同時也是加強理解力的等效性。筆者建議在初中設計相關教學案例時，要將初中的教學題目設置在一維結構和少量二維結構，在分析二力平衡時，向學生滲透合力和分力的概念，二力平衡即為合力為零，平衡的二力即為兩個分力，使學生建立起合力和分力的認知結構，利于高中學習時對這部分知識的順應。

3 結論

通過問卷調查發現，大部分學生在升入高中后成績有明顯下降。筆者查閱資料分析得出成績下降原因有很多，高中物理知識難度增大，對學生能力要求更高，除此之外，還有一個重要原因在于學生對初高中物理概念的認知結構存在差異，而教材銜接也不到位，再加上有的老師對基礎概念不加以詳細講解，使學生不能建立初高中物理概念認知結構，導致學生學物理吃力，而且成績不理想。文中通過對初高中速度及力的概念進行案例分析，希望對指導學生建立自己對物理概念的認知結構體系，指導教學實踐有所幫助。

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[2] 徐光杰.對初高中物理銜接教學的反思[J].成都教育學院學報,2001(9)∶44-45.

[3] 葉金福.物理教學中如何處理好初高中的銜接[J].福建教育學院學報,2008(12)∶111-112.

[4] 周鵬.如何理解“速度表示物體運動的快慢”[J].數理化學習(高中版),2014(2)∶30.

[5] 梅正鋒.新課標下初高中物理教學銜接問題研究[D].武漢∶華中師范大學,2008.

Analysis on the difference of the cognitive structure of junior high school and senior high school physical concept

I conducted a questionnaire survey of senior school students in one city found that most of the students in Physics progressed to high school have a clear downward trend. Trace it to its cause, In addition to the increase of the difficulty of knowledge of high school, In addition to the lack of cohesion with the knowledge of the physics of junior high school, There is another important reason is that students master the basic knowledge firmly, on the basic concepts are always nodded, In addition, the basic concepts of teachers have not explained in detail, so that students can construct their own cognitive frame, the students decreased the scores in physics. In this paper, the analysis of the connotation and denotation of the concept of the individual, on the construction of a concept of a specific knowledge of architecture, hope can help the students to construct their own physical concept and framework of cognitive structure, and thus improve their physical performance.

basic concept; physical performance; cognitive structure

G642

A

1008-1151(2016)10-0086-02

2016-09-10

李天蓬，廣西師范學院物理與電子工程學院學科教學（物理）專業2015級研究生。