初高中物理教学衔接对策分析

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摘要:从初高中物理教学现状出发，对高中与初中物理教学的衔接问题提出思考。从高中学生物理素养的培养角度出发，讨论了物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面的教学衔接问题，以期实现初高中物理教学的无缝衔接。

关键词:物理教学；初高中物理；衔接

一、问题的提出

初高中物理教学的衔接问题，是初高中物理教师共同关注的问题，尤其对于完全中学的物理教师来说尤甚，初高中物理教学衔接的效果直接影响高中阶段教师的教学质量与学生的学习质量。初中物理教学注重的是对学生科学兴趣的培养、基本概念的理解、与生活相关的实验探究等方面的培养，但高中物理教学对这培养项目有了更高的要求，归纳而言是对学生四大核心素养的培育。四大核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。较之初中物理，在深度、广度、难度上有了很大的提升，由此，教学的无缝衔接显得尤为重要，具体体现在以下三个方面。1.教学内容的关联与差异性从初、高中力学与电学链接知识点来看，高中物理包含初中物理的基本知识，并进行了拓展与提升，使知识更加完备；从解题上看，初中物理仅仅需要应用物理规律解决一些简单的问题，高中物理则更多的是要求从复杂的物理情境中，抽象出物理模型，然后利用物理规律解决基本问题，并且对计算的要求也有所提高；从初高中知识的衔接上看，符合学生的认知规律：由少到多，从简单到复杂，但往往也容易造成学生先入为主的错觉，在进行高中内容的学习时，很难打破原有的知识壁垒。2.教学方法的差异性初中阶段，教学内容要求较低，以观察、实验为基础，教师注重课堂教学的趣味性，知识的传授性，课堂密度小、进度慢、课时量充裕，可以对重点概念、规律反复讨论，便于学生掌握重点；习题类型较少，变化少，学生的学法和学习习惯大多为接受性学习。
  高中阶段，教学进度快，课堂教学密度大，对知识的要求也较高，常采用演示或探究实验引入课题、构建物理概念与规律；注重抽象思维和数学方法相结合，要求学生通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律。高中物理习题类型更是复杂多变，单靠对概念、规律和公式的死记硬背，解决不了问题。在教学中必须多对比、归纳、总结，让学生在对比中掌握同类问题的共性。在研究复杂的物理现象时，为了使问题简单化经常只考虑其主要因素，而忽略次要因素，建立物理现象的模型，使学生逐渐学会研究物理问题的方法。多创设物理情境，让学生在遇到具体问题时也能勾勒出具体的物理情景帮助解决问题。3.学生思维能力要求的差异性初中物理教学，建立在学生的形象思维基础上，对抽象思维能力要求不高。由于物理教学的阶段性，学生在初中学到的不少知识有局限性与不严密性，然而，这些知识有时却使学生形成思维定势，例如：初中阶段学习压力时，经常遇到的是水平状态下的情形，结果不少学生形成“压力一定等于重力”的思维定势，对他们进一步学习高中物理产生了消极影响。高中物理教学中，要建立大量的物理理想模型，如“质点、单摆、匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动及简谐运动”等，这要求学生有较强的抽象思维能力，即逻辑思维能力，许多物理过程的变化是多因素的，需要学生抽象地假设一些中间物理状态或抽象出物理情景，然后才能正确地进行分析，得出结论；此外还要有空间想象能力，比如解决带电粒子在电场和磁场中的运动等。

二、衔接问题的对策

物理教学的终极目标，是培育学生的四大核心素养，即：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任，笔者就围绕这四个方面进行对策讨论。（一）物理观念的建立。从物理概念与规律的建立来看，初中的要求一般是了解物理学的初步知识，了解物理概念和物理规律的含义，能够说出它的要点及了解物理知识的初步应用。高中的掌握要求则明显要高，如：清楚认识概念和规律的表达形式、理解概念和规律的确切含义、理解规律的适用条件、理解概念和规律的应用等。具体而言，进入高中会遇到概念、规律与研究方法上的阶梯，现就高中会面临的几个代表性问题阐述如下：1.概念性阶梯（1）从标量到矢量的阶梯。从标量到矢量的阶梯会使教师对物理量的认识上升到一个新的境界。初中学生只会代数运算，仅能从数值上判断一个量的变化情况。现在要求用矢量的运算法则，即要用平行四边形法则进行运算，判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化，还要看方向是否变化。（2）速度的概念的阶梯。初中定义速度为路程和时间的比值，只有大小没有方向。而高中定义为位移和时间的比值，既有大小又有方向。初中学习的速度实际上是平均速率。（3）速度到加速度的阶梯。从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程，教师容易跨过这个台阶。
  从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯，面对这一阶梯教师必须经历一个由具体到抽象又由抽象到具体的过程。首先遇到的困难在于对加速度意义的理解，开始时学生往往认为加速度就是加出来的速度，这就把加速度和速度的改变量混淆起来。更困难的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度变化量的大小方向之间关系的梳理，都是一个很陡的阶梯。2.规律上的阶梯概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯，规律上的阶梯主要表现在以下两个方面：（1）进入高中后，物理规律的数学表达式增多，理解难度加大，致使有的学生不解其意，遇到问题不知所措。（2）矢量被引入物理规律的数学表达式，由于它的全新处理方法使很多学生感到陌生，特别是正、负号和方向间的关系，如牛顿第二定律、动量定理与动量守恒定律的应用，解题时都要注意各量的矢量性。3.研究方法上的阶梯（1）从定性到定量。初中物理中的内容基本上是对物理现象的定性说明和简单的定量描述，进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。（2）从一维运动到二维运动。初中只学习匀速直线运动，而在高中不仅要学习匀变速直线运动，还要学维的曲线运动，并在研究物理过程时引入坐标法，把平面上的曲线运动（如平抛运动）分解成两个方向上的直线运动来处理。
  （3）引入平均值的方法。这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法，如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等。当然，一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。由此，在物理概念与规律的教学中，高中教师既要帮助学生排除可能存在的学习障碍，培养学生“学会预习、认真听课、坚持复习、独立练习、及时总结”的好习惯；又要引导学生不能仅仅满足于认识概念与规律，还要提升到理解与运用的层次，并与生产与生活中的具体物理情境联系起来，从“抽象”到“形象”，再到“抽象”，往复循环，真正做到“学以致用”。（二）科学思维的培养。初中物理到高中物理的过渡，很大程度上是学生科学思维的过渡，要求学生从形象思维过渡到抽象思维。学生要学会推导得出物理概念与规律，处理问题时要习惯应用推理和判断，从定性分析走向定量分析，打破思维定势的不良习惯，理清物理概念与规律的本质，在应用物理规律时，要学会熟练使用常用的科学思维方法。物理常用的思维与研究方法有：观察与实验、物理模型法、猜想与控制变量法、类比与等效法、图像与图解法、整体与隔离法、极限分析法、转换法、动态思维法、不变与守恒思想等十种，在初高中都会有所涉猎，但是高中所涉及的会更全面一些，在解决问题时甚至会同时使用到多种方法，这对于学生的思维能力提高到更高的要求，成为学生学习上的一大困难。
  学生在思维与研究方法的选择与使用时，往往毫无章法，“知其然，不知其所以然”，因此，教师在教学中，可能要更加侧重研究与思维方法的渗透。笔者认为，从解决具体的形象的问题（例题）出发，将抽象的方法具象化，然后再将研究的思维与方法抽象出来，总结出一般性规律，效果会更佳，这一方面王金战、付雪平教师在《物理是怎样学好的》中的经验可以供学习与参考。（三）实验探究能力的培养。物理是一门以实验和观察为主的学科，从生活与生产中引出材料，通过实验探究出其中的物理规律和原理，是学习物理学的重要途径。探究性实验由于其重视过程和方法，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养，已成为当前实验教学改革的主要方向。从2004年高中物理新课程改革以来，教材越来越注重学生的实验探究能力的培养，引入了大量探究性实验，但在探究实验的教学上依然存在不少问题，探究性实验较之初中物理有被弱化的迹象。例如：迫于教学进度紧、课时量不足、实验器材不足等现实，探究实验常常被教师的实体演示或视频演示实验所取代，学生的探究能力提升的机会被无形剥夺。
  因此，在物理教学衔接上，要重申物理实验探究的重要性，在以下方面可以做努力。1.创设科学探究的学习环境，构建和谐的师生互动平台从“讲授法”为主的教学思想——“传道、授业、解惑”，到“启发式”教学与“以人为本，注重探究”的教学，再到用“多元化、多方位”的教育形式，一系列的教育改革印证了中国教育的发展。教师要适应社会发展的要求，彻底地转变思想观念，在组织教学中要尽可能提供探究性实验的设计学案、设施与设备等资源，创设一个科学探究的良好氛围，让学生积极参与到课堂教学中来，注重学生的个人发展，构建一个师生和谐互动的教学平台。2.培养学生科学的探究精神和习惯要实施探究式教学，要先培养学生的科学探究精神，给学生动力，而动力来源于兴趣。爱因斯坦说过：“热爱才是最好的老师。”因此，培养学生的实验探究兴趣和精神是培养学生实验探究能力的重要前提，可从以下几方面着手：（1）转变学生思想观念，建立新的学习方式。教育家斯宾塞曾经说过：“应该引导儿童自己进行探讨，自己去推导，给他们讲的应该尽量少一些，而引导他们去发现应尽量多一些。”这与我国宋代诗人陆游提出的“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”不谋而合。教师在教学过程中要引导学生转变固有观念，逐步培养学生的自主探究的能力，努力做到“授人以渔”。
  （2）让学生养成科学探究的思维模式和习惯。初中学生的学习多数比较被动，基本是任务驱动式的学习方式，主观能动性差，需要教师深入挖掘学生内心的潜意识，增强求知欲。苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，有一种根深蒂固的需要，那就是希望感到自己是一个发现者、研究者、探索者。”学生一旦感知到从未见到或意想不到的物理现象时，一般都会产生一种跃跃欲试的积极和冲动，希望寻求原因，形成探究行为的意向。因此要充分地利用学生的这种心理特征，当学生产生探究欲望又不知如何操作的时候要及时地引导，培养学生习惯性的思维模式，让学生不断地从生活实践中去发现问题，并通过自己的实验和学习、观察，探究出其中蕴含的科学道理。（3）培养学生实验探究过程的能力。实验探究是科学问题解决的过程，包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估与交流等环节。每一个环节都很重要，要结合实验的实际有选择地利用。实验的过程就是培养学生的实际操作能力，学生是否具备自主探究知识的本领，直接影响到课堂教学的效果，因此在实验的过程中可以培养学生多方面的能力，这些能力包括：生活表象与材料的分析能力、勇于猜想和假设的能力、实验设计能力、实验观察和数据分析能力、实验故障判断能力。
  3.利用多媒体教学手段直观、有趣地培养学生科学探究能力通过观察、分析、学习实验演示，从而获得实验探究能力也是培养学生实验探究能力的一种重要的教学手段。对于一些难度较大、较抽象的探究实验，教师可以采用多媒体教学手段进行演示，例如利用计算机中的Flash、PPT、Photslop等资源制作电脑课件，让学生直观、有趣地感受实验的乐趣，从而掌握探究科学知识的方法，并养成乐于探究大自然的兴趣和习惯。培养学生的科学探究能力，使学生能掌握学习知识的技能和方法，是当代物理教学的重要环节，是素质教育的发展要求，需要教师不懈的努力。（四）科学态度与责任的培育。教育的目的绝不仅仅是知识的增长、能力的提高，教育的任务是塑造人。不论是《高中物理课程标准（2003年版）》要求实现“情感、态度与价值观”方面的教育功能，还是核心素养“科学态度与责任”，都是教学的教育性目标。该目标是物理教育和教学的重要目标之一，是知识与技能后更有价值的东西，它反映了国家多次课程改革的核心即课程功能的转化。科学态度与责任的形成有其自身的规律性。知识的学习可以看成是信息的输入、编码、存储和提取过程，相对来说较为单纯和程序化，而科学态度与责任的形成则要求学习主体的积极参与和对输入信息从情感、态度、价值、行为等诸多方面的心理认同，在此基础上将其内化为情感素质，来激发学生的学习热情，形成积极主动的学习态度，从而构成情感等要素在内的完整心理结构。
  由于这个内化过程的复杂性、个体差异性和长期性，使得科学态度与责任的培养成为应优先考虑设置的目标。“科学态度与责任”目标归纳起来有以下七条，即：1.能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象中的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。2.具有对科学的求知欲，乐于探索自然界和日常生活中的物理道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动。3.在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决问题的喜悦。4.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合科学规律的初步意识。5.有将自己的见解公开并与他人交流的愿望，认识交流与合作的重要性，有主动和他人合作的精神，敢于提出与他人不同的见解，也敢于放弃或修正自己的错误观点。6.初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类活动的影响。有可持续发展的意识，能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。7.有将科学服务于人类的意识，有理想、有抱负、热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。这七条目标分别对学习兴趣、科学求知欲、科学探究勇气、战胜困难的信心与决心、科学态度、合作与交流精神、科学、技术与社会的观念、责任感与使命感的培养提出了具体的要求。教师在教学中要有意识地渗透价值观的教育，积少成多，潜移默化地与学生达成积极向上的价值观共识，并影响学生的行为。