初高中物理学习衔接初探
2020-03-17周小卫
周小卫
【摘 要】由于高中物理新课标的实施,以及初高中物理课程内容的台阶、课程要求、学生学习方法的差异,导致高一新生在高中物理学习中,普遍感到困难。那么初高中物理有哪些台阶和差异?如何跨越这些台阶,处理好这些差异?是顺利完成初高中物理学习衔接,学好高中物理的一个重要前提。
【关键词】初高物理;台阶;差异;衔接
初中物理的内容基本上是对物理现象的定性说明和简单的描述,而高中物理的内容是对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。对物理现象中蕴含的规律进行定量研究和推演运用,既是高中物理的核心内容,又是学生顺利完成初高中物理学习衔接的关键。
一、高中物理和初中物理的主要台阶
1.概念理解台阶
(1)从标量到矢量的阶梯,从标量到矢量的阶梯会使我们对物理量的认识上升到一个新的高度。初中时我们只会代数运算,仅能从数值上判断一个量的变化情况。高中要求用矢量的思想和平行四边形法则进行运算,判断矢量的变化时,既要关注它数值上的变化,又要看方向是否发生变化。
(2)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,我们容易跨过这个台阶。从速度到加速度是对运动描述的进一步深入,面对这一阶梯,首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,易把加速度和速度的改变量混淆起来,更困难的是加速度、速度、速度变化量的大小、方向间的关系,更是一个很陡的阶梯。
2.规律掌握台阶
(1)进入高中后,由于定量研究的需要,物理规律的数学表达式增多,公式
中每个物理量的意义及适用范围不同,理解难度加大,致使有的同学不解其意,遇到问题不知所措。
(2)矢量思想被引入物理规律的数学表达式。高中物理中的矢量公式,由于它全新的处理方法,使很多学生感到陌生,特别是正、负号与方向间的关系,在代入物理量进行计算时,学生往往容易忽略。
3.方法把握台阶
(1)高中物理常用的研究方法:观察与实验法;转换研究对象法;物理模型法;类比方法;数学图像法。
(2)高中物理常用的思维方法:微元法;整体与隔离法;等效法;动态思维法;极限分析法
二、高中物理和初中物理的主要差异
1.定性分析和定量分析的差异
初中物理课程中大多数问题都重在对现象及概念的定性分析,少数定量计算也是相对比较简单的的运用。高中物理课程,进一步深入研究各种自然现象,细化原有概念的理解,同时增加了许多新的、抽象的物理概念,如电场强度、磁通量等,大部分内容不仅要求定性分析,而且要求进行相对复杂的定量计算。如初中物理只要知道弹簧的形变越大,弹力就越大;而高中物理不仅要求知道,并且要求能用这个公式进行分析和计算
2.知识的呈现及解决问题的思维方式的差异
初中物理课程的呈现基本上是以形象思维为基础,大多数问题是以生动的自然现象和直观的实验为依据,可方便的通过形象思维感知获得;而高中物理课程只是规律的呈现,多数以抽象思维为基础,通过定义、分析归纳来解决问题。研究物理现象的实验也很少通过直接观察得出结论,只有通过分析、归纳、理性的推理和计算,才能得出结论。
三、顺利完成初高中物理学习衔接的建议
1.重视物理概念的含义,减少部分初中物理概念的负面影响
在高中阶段,为了更加精确地描述变速运动的快慢,引入了“瞬时速度”的概念,将瞬时速度定义为时间趋于零时的平均速度,它表示物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢,而“瞬时速度”的意义很难理解。另外高中物理准确地定义了速度,是矢量,既有大小,又有方向。而初中物理从路程与时间的比值来定义速度,仅仅考虑大小,严格地说应该是平均速率,所以会对学生的高中学习造成干扰,学生往往以为只要大小一样,速度就相同。平均速度也是一个容易理解有误的概念,它指的是质点在一段时间内的总位移与该段时间的比值,而有些同学却认为平均速度就是速度的平均值,只从字面去理解物理概念,是学生在初高中物理学习衔接过程中常犯的典型错误。
2.切勿忽视物理定律的适应条件,仅从数学角度去分析物理问题
物理定律都是在一定的条件下用大量的实验事实归纳总结出来的。所以,学习物理定律时就必须了解它的适用范围和条件,而不能用学习数学的方法,单纯从数学角度去分析考虑问题,得出与事实不相符的结果。例如,学习库仑定律之后,有学生误以为,当时,,这一数学分析推理完全抛开了库仑定律的适用条件:即两物体均可视为真空中的点电荷。因此,用学习数学的方法是学不好物理的。在对物理公式进行数学讨论时不能抛开物理规律的适用条件和它所表达的物理含义,如等分别是电容、电阻的定义式,对任何一个定义式,都不存在正比与反比的关系,它只表示量度该物理量的一种方法。对于一个关系式,如:都可以说正比与反比的关系,因为关系式就是表示该物理量的大小都与哪些因素有关,所以在学习时,要把物理量的定义式与关系式严格区分,深刻理解公式所表达的物理意义。
3. 用科学抽象法建立合理的物理模型和理想化过程
合理的物理模型和理想化过程是抽象思维的产物,是研究物理规律的一种行之有效的方法。高中物理教材中,出现了大量的理想化物理模型,如质点、理想气体、点电荷等,还有大量的理想化物理过程,如匀变速直线运动,匀速圆周运动、等压变化等,要求学生在解决实际问题的过程中,学会从物理情境中提炼出合理的物理模型和过程,进而与已有的知识联系,利用相应物理规律解决问题。
总之,跨越初高中物理概念、规律,研究方法的梯度和台阶;明确初高中物理课程要求、学习方法的差异;掌握学好高中物理常用的思维方法,将有助于顺利完成初高中物理学习的衔接。
参考文献:
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[2]普通高中课程标准实验教科书(物理必修一、二/选修3---1、2、3、5)人民教育出版社,2017
[3]九年義务教育课程标准实验教科书(物理八年级、九年级).人民教育出版社,2017
[4]普通高中教师教学用书(物理必修一、二/选修3---1、2、3、5)人民教育出版社,2017
(作者单位:重庆市江北中学校)