范青林
摘要:針對當前初高中物理銜接存在的困難,從教學實際出發,提出了在數學知識、思維方式、學習方式三個方面的應對策略.
關鍵詞:初高中物理;銜接;策略
從初中物理到高中物理,不僅是知識的跨越,更是思維方式的跨越,學習方式的跨越及應用數學知識解決物理問題能力的跨越.在高一的教學中,不少教師發現一部分中考物理成績較好的學生,在高一的學習中卻表現得不盡人意,甚至逐步失去了學習物理的興趣,成績越來越差,究其原因,很大程度上是教師沒有做好初高中物理教學的順利銜接,導致學生沒有輕松跨過初高中物理學習的“臺階”.
1初中物理與高中物理的區別
高中物理難學,難就難在初中與高中銜接中出現的“臺階”.這個“臺階”存在于物理教材內容、教學方法和學生的學習能力、思維方法與心理特點上.初中物理學習的物理現象和物理過程,大多是“看得見,摸得著”的物理現象,而且常常與日常生活現象有著密切的聯系.學生在學習過程中的思維活動,大多屬于生動的自然現象和直觀實驗為依據的具體的形象思維,較少要求應用科學概念和原理進行邏輯思維.高中物理學習的內容在深度和廣度上比初中都有了很大的提升,研究的物理現象比較復雜,且與日常生活現象的聯系也不像初中那么緊密.分析物理問題時不僅要從實驗出發,有時還要從建立物理模型出發,要從多方面、多層次來探究問題.在物理學習過程中抽象思維多于形象思維,動態思維多于靜態思維,需要學生掌握歸納推理、 類比推理和演繹推理等方法,特別要具有科學想象能力.
總結起來現行高中物理,與初中物理相比,主要有以下幾個顯著特點,如表1所示.
2初高中物理銜接困難的現狀分析
在筆者的教學中發現,導致學生不能很好完成初高中物理學習的銜接,主要有三個方面的原因.
21高一新生在數學方面的知識儲備先天不足
比如,在講到位移——時間圖象和速度——時間圖象時,要理解圖象斜率的物理意義,則必然涉及斜率的概念及求法,但在初中的數學中并沒有斜率的相關知識.再比如,講到瞬時速度的公式v=ΔxΔt(Δt→0)時要提到數學上極限的方法,但初中數學也沒有這方面的知識儲備.另外,初中物理在解題中主要涉及的是數字的簡單運算,而學習高中物理更多的涉及到字母的運算和推導,高一新生在這方面的能力也是先天不足.由此可見,學生在初中儲備的數學知識與能力不足,是學科知識體系安排的宏觀問題,不僅僅是學生個體的能力問題.
22高一新生的思維方式不適應高中物理的學習
初中物理學習相對簡單,這些學生在學習物理知識時,常把注意力停留在對顯性知識的簡單獲得上,忽視了對物理本質的理解.在解決物理問題時,習慣于套用公式,忽視了對過程的分析和物理思維的運用, 因此許多學生初中畢業時并沒有真正具備應有的物理學習能力和方法[1].與此相反,許多高中物理過程的變化是由于多方面因素形成的,需要學生抽象地假設一些物理圖景或狀態,然后才能正確地進行分析,得出結論.由于高一學生的閱讀理解、抽象概括、歸納演繹、推理判斷、比較鑒別、分析綜合、空間想象和靈活應用等能力都還一時沒能很好地形成,因此,思維要求的突然提高,客觀上增加了學生的學習難度[2].例如初中物理中的研究對象是物體,而高中一開始就把初中講的“物體”抽象為一個新的物理模型——“質點”.這對學生的思維跨越和建模能力要求是很高的,如果教師沒有很好地給學生一個過渡的“臺階”,必然會導致學生對知識的理解產生困難.
23高一新生的學習方法不能適應高中物理的學習
由于初中物理知識容量不大,多是定性的了解,定量的公式運算和變式較少,不少初中教師往往采用知識的灌輸,學生死記硬背,然后采取對知識點“狂轟濫炸”式的題海戰術訓練,最后通過復習階段的重復性練習就能取得比較好的成績.但到了高中,知識容量突然增大,教學時間相對有限,大部分知識內容需要學生多分析、多思考才能真正掌握,習題的類型更是復雜多變,光靠死記硬背已經解決不了問題,學生必然會感覺不適應.
3應對初高中物理銜接困難的策略探討
針對以上初高中物理銜接中存在的困難,筆者結合實際教學中的一些做法,談一談解決初高中物理銜接困難的應對策略.
31物理教師要適時客串一下數學教師,補足學生對數學知識的先天不足
解決學生數學知識儲備不足的問題,既不能幻想初高中數學知識體系的改變來完全服務高中的物理教學,也不能完全等待高中的數學進度來補齊知識的欠缺,只能是高中物理教師在教學中涉及到相關的數學知識時,提前講解明白,便于學生對物理問題的理解和掌握.比如,在講到位移——時間圖象斜率的物理意義時,要先給學生說一說斜率是什么.當然,對于數學知識的講解,要盡量降低臺階,讓學生理解就行,以免增加學生的學習負擔.學生對于斜率這個概念往往會感到比較陌生和抽象,但對于日常生活中常說的“坡度”卻有著形象的認識和理解,我們完全可以把這兩個概念類比一下,如圖1(a)和(b)所示.告訴學生,斜率是表示圖線傾斜程度的物理量,好比坡度表示斜坡的陡峭程度一樣,斜率的含義與坡度相當,從而順理成章引出k=tana=ΔxΔt,即圖線斜率表示速度.
通過這樣深入淺出的對比分析,既能解決數學知識的缺失,又能加深對物理概念的理解,真正達到了“低臺階,巧銜接”的效果.
32架好思維過渡的橋梁,助力思維方式的轉變
首先,從初中物理習慣的“形象思維”到高中物理常用的“抽象思維”的轉變并不是一朝一夕可以完成.思維的訓練和形成是長期作用的結果,要改變習慣性的思維方式也需要一段時間來過渡.這就需要教師在教學中加強直觀教學 ,遵循循序漸進的方式去引導、培養高中物理需要的“抽象思維”,搭好這兩種思維方式轉變銜接的“臺階”.比如在必修一的內容中,加速度是比較抽象難懂的一個概念,在上這節課時,教師可以通過前面幾節的復習類比,層層遞進來引入加速度的概念.“位置的變化我們引入了位移,位置變化的快慢我們引入了速度,那么速度變化的快慢我們怎么來描述呢?”教師馬上舉出一些生活中關于速度變化的例子,輪船啟航和火箭發射,在10s的時間內速度分別增加到02m/s和100m/s,誰的速度增加得快呢?以8m/s行駛的汽車能在23s內停下來,以8 m/s飛行的蜻蜓能在07s內停下來,誰的速度減小得快呢?更進一步,如果兩個物體速度的變化量與時間都不相同時,又該如何來比較他們速度變化的快慢呢?引導學生聯想前面速度的定義,還有初中對功率的定義方式,可以得出通過他們在單位時間內速度變化的多少來比較速度變化的快慢,即速度的變化量與時間的比值來表示速度變化的快慢,從而引出α=ΔvΔt.其思維銜接圖2所示.
通過對已知知識的引導和類比,再聯系生活中一些形象的例子,可以有效地降低思維銜接的“臺階”,從而使抽象的概念變得鮮活起來,促進抽象思維的形成.
33有的放矢,引導學生學習方式的轉變
教師要注意在講授課本知識的同時,對學生進行學法指導,要注意改變初中生學物理那種依賴性強,靠模仿去吸收信息的習慣,引導學生掌握透過現象尋找本質的方法,引導學生掌握正確的思維方法,注意研究各部分物理知識的內在聯系,引導學生學會用學到的知識應用于實踐.歸根結底就是應注意能力的培養.[3]
例如在學習勻變速直線運動中位移與時間的關系時,不是讓學生僅僅記住公式x=v0t+12at2就行,關鍵在于讓學生明白這個公式是怎么得來的?物理思想是什么? 如何建立相應的物理模型來解決物理問題的?
如圖3(a)為一個物體做勻變速直線運動的v-t圖象.要計算全程的位移,我們可以把運動的時間等分成5份,每一小段內我們都用這一段的初速度乘以這一小段時間(實際是把每一小段等效為勻速運動了),這樣全程的位移就是這五個矩形的面積之和,如圖3(b)所示.引導學生分析會發現,這樣計算的結果實際是比真實值偏小的,原因就在于每一小段的位移應該是用這一段的平均速度乘以這一小段時間,而我們用的是這一小段的初速度(它比每一小段的平均速度都偏小)乘以這一段的時間,因此總的結果肯定比實際值偏小.那么能否減小誤差呢?
根據上面的分析讓學生得到一些啟示,如果把時間等分成10份,那么每一小段的初速度和這一小段的平均速度就會更加接近,這樣10個矩形的面積之和就會和真實值更接近了,你會發現上面小三角形的面積之和越來越小了,如圖3(c)所示.
進一步引導學生,如果我們無限劃分,這時候無限多個小矩形的面積幾乎就是全程的位移,此時上面的小三角形的面積幾乎不存在了,也就是說整個梯形的面積就是無限多個小矩形的面積之和,它就代表了物體運動的位移,如圖3(d)所示.
運用類似的分析方法可以得出,上述結論不僅對勻變速直線運動適用,而且對一般的變速直線運動也是適用的.把過程先微分后再進行累加(積分)是一種常用的科學思想方法——“微元法”.比如在以后我們求變力做功時,也可以利用這種思想和方法來做.這樣一來,教師不僅僅是教給學生一個冷冰冰的公式,更多的是這個公式背后所蘊含的物理思想及解決此類問題所需要建立的物理模型,從而讓學生更加深刻的理解公式的內涵與外延,逐步改變學習初中物理時形成的機械、死板的學習方式.
總之,初高中物理的銜接是一項長期的工作,需要每一位高中物理教師付出汗水和智慧.教師要充分認識初高中物理知識體系與學習方法上的差異,在教學中盡量巧設臺階,引導學生學會思考,學會建立物理模型,體會物理思想和物理方法,適時補充數學知識,幫助學生平穩過渡,實現初高中物理教學的順利銜接.
參考文獻:
[1]吳炳光初高中物理銜接教學策略初探[J].中國民族教育,2012(5):30-32
[2]許安濤初高中物理教學銜接障礙與對策[J].教學與管理,2009(11):105-106
[3]王振寧初高中銜接階段學生物理學習情況調查[J].上海教育科研,1992(4):62-63