理工科大学生从中学物理到大学物理过渡学习研究

王铁宁 ，郭柳青 ，封顺珍 ，吴淑花 ，史少辉 ，陶春凤

（1.石家庄学院 物理学院，河北 石家庄 050035；2.石家庄市第十七中学，河北 石家庄 050051）

0 引言

物理学在整个自然科学中占有重要地位.“进入科学技术的任何一个领域，都必须敲开物理学的大门”.大学物理已经成为理工科大学生的必修公共课程. 中学物理与大学物理的衔接问题一直是教育界讨论的热点. 早在1984 年，梁昆淼[1]就曾提出：“中学物理课程与大学物理课程对学生的要求很有些不同，刚入学的一年级大学生还保留了不少中学生的特点，不能立刻适应大学物理课程的要求. ”1989 年，中、日、美物理讨论会在美国夏威夷大学举行，会议的主题是“大学前物理教育问题”，其中“中学物理和大学物理的衔接问题”作为会议的讨论专题之一，受到了物理教育工作者的高度重视[2]. 2010 年，“大学物理课程与中学物理课程衔接研究”被列为高校物理基础课程教改项目的七大内容之一，中学物理和大学物理有效衔接的研究将为物理课程改革的有序进行奠定基础[3]. 当前，我国推行中学新课改和新高考改革，以往的必修课程具有了选修性，大学和中学物理出现脱节，如何使中学和大学物理学习实现更加有效的衔接依然是教育工作者的研究热点[4].

1 中学物理与大学物理的主要差别

对于刚刚迈入大学校园的理工科大学生来说，当他们学习第一节大学物理课程时，总有这样一个疑问：“我们初中就开始学习物理，高中时更深入地学习了物理知识，现在进入大学了，为什么还要学习大学物理？”带着这个疑问，笔者主要讨论大学物理和中学物理存在的主要差别.

1.1 课程学习目标上的差异

以高中物理为例，高中物理与九年义务教育物理或者科学课程相衔接，在普通高中物理课程标准中，依然注重基本的物理知识和技能，如“形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题”“具有建构模型的意识和能力”等；注重情感态度价值观的培养，如“具有学习和研究物理的好奇心和求知欲”“认识科学、技术、社会、环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感”等. 而大学物理的课程学习目标，无论在物理知识的广度和深度上，还是在科学素养的培养上，都有了进一步比较明确的要求，以石家庄学院2020 级大学物理理论课程的大纲为例，通过对大学物理课程的学习，让大学生达到以下学习目标：1）培养学生对物理的兴趣，激发学生的探索和创新精神，提高学生的科学文化素养；为学生今后进一步学习专业知识，适应新理论、新技术、新工艺、新材料的发展，参与高新技术研究开发打好必要的物理基础. 2）使学生对物理学的基本内容有较全面、系统的理解，熟练应用物理学中的定理和定律来解决实际问题，培养学生的物理思维和物理图像的构建能力. 3）了解物理学的前沿理论、应用前景和发展动态，培养学生积极交流、虚心请教的学习习惯；让学生学会反思，掌握反思方法和技巧. 可见，中学物理和大学物理的课程学习目标有着十分显著的差异[5].

1.2 教学手段和学习方式上的差异

无论是中学还是大学，课堂讲授教学都是最为常见的教学模式，但是由于自身的特点，中学和大学在教学手段和学习方式上还是存在一定的差异. 中学物理的课时相对较多而应掌握的内容相对较少，并且学生一整天都待在固定的教室中，有效学习时长较多，每一科目的任课老师课时都比较宽裕，课上的讲解过程一般很详细，通过实验进行演示，不断加深学生的记忆，促进学生对知识点的掌握. 相比之下，大学物理的课时要少得多，而学生应掌握的内容相对来说要多得多，并且学习的内容深度上增加了很多，课上基本不使用课堂演示实验，想要学生很轻松就能掌握整节课内容的难度很大，更加侧重学生对知识的理解和物理方法的灵活运用[6，7]. 随着线上课程的不断普及，课堂讲授和线上教学相结合逐渐成为大学物理课程的教学模式.

1.3 教学知识和内容的差异

众所周知，物理学是定量描述物质世界的理论，而物理的有关思想通常需要借助数学公式来体现，但是受到认知能力和数学水平的限制，中学物理以定性介绍常见物理现象为主，还只是物理教育的启蒙阶段；大学物理以定量描述和分析为主，高等数学的应用始于大学物理的学习，因为大学物理大量使用高等数学中的矢量、微积分等相关知识[8]. 从大学物理课程中学到的物理知识、思想和方法，是形成科学的世界观和提升学生科学素养必不可少的基础. 在具体的学习内容上，大学物理新添加一些重要的和相对复杂的理论，比如，刚体的定轴转动这部分内容，在高中的时候并未涉及，属于比较新的内容；再比如静电场的高斯定理和稳恒磁场的安培环路定理，可以分别用来求解带电体周围的电场和电流周围的磁场，高中的时候还没有这么高的要求. 可见，相对于中学物理，大学物理在内容的深度和广度上都有明显的提高[9].

1.4 学习环境和自主学习要求上的差异

中学期间，学生绝大部分时间都是在与其他同学共同学习中度过，每天几乎都能和各科老师见面，无论是在学习上还是在生活中出现任何一点问题，比如不小心迟到一会儿，立刻就会有班主任的身影出现，接着就是苦口婆心的教育. 大学生活与中学完全不同，大学生离开了父母，更多的时间是和舍友们在一起，到了上课的时间点就去相应的教室上课，学习的科目很多，基本上只有在上课的时间才能见到相应科目的老师.没课时大学生可以自由支配时间，可以选择在自习室学习或者去图书馆看书，也可以选择参加社团活动，不会再有人催着学习. 与之前中学班主任角色类似的是大学里的辅导员，他们一般带好几个班级，见面的机会大多是开会的时候，布置学校交待下来的各项事务. 可以说学习生活环境发生了巨大变化，要求学生养成自主学习的习惯，不断提高自律意识[6，10]. 如果一开始把诸如大学物理等较难的学科抛之脑后，不去认真听讲，没有及时解决学习问题，等快期末考试的时候再去补习已经晚了，结果就是挂科，甚至有的还要重修.

2 做好从中学物理到大学物理过渡学习的建议

针对中学物理和大学物理的主要差别可能造成的过渡学习中产生的问题，笔者提出了几条建议.

2.1 明确课堂学习目标，把握知识中的重难点

在明确大学物理课程学习总目标的前提下，学生就能够懂得大学物理课程的学习要求以及学习大学物理课程的必要性和意义[10]，而在具体的每次课的学习中，由于内容量很大，学生应该提前了解本课堂的学习目标，把握本堂课内容的重难点，才能做到带着重难点、带着目标和要求去听课. 为此，作为任课教师，应当高质量地授好每堂课，每次课前可以向学生推送必要的预习资料，包含下次课的学习目标、学习重难点及其他必要预习知识. 作为学生，关键在于执行，在老师每次布置完预习资料后，认真了解下次课的学习目标，把握内容的重难点，做到心里有数. 只有靠师生共同努力，才能将每次课的课前工作做到最好，最大限度地促进听课效果.

2.2 提高授课质量，强化学生对大学物理的学习兴趣

课堂是教学的主阵地，提高教师的授课质量是学生学好每门课程的关键[11]. 对于刚刚迈入大学校园的已有一定物理基础知识的大学生而言，再次学习大学物理，又该如何做好物理知识的学习过渡以及如何让学生适应刚刚开始的大学课堂，教师在具体的授课过程必须要考虑进去. 在充分备课的前提下，在以下几个方面可以多下些功夫：1）由于大学物理每堂课内容较多，学生极易产生疲倦和懈怠，课堂上教师要多关注学生，与学生互动，活跃课堂气氛. 2）时常强调物理学科的特殊学科特点. 物理不同于政治、历史学科，知识的获得在于平时的理解和掌握，期末的临时突击复习起不到太大作用，应该注重平时的学习. 3）多样化的教学手段和方法. 对于授课内容，除了传统的讲授法，还可以根据教学内容的特点选择小组讨论或者线上学习；对于课后习题和练习的讲解，可以作为线上学习的内容；也可以让学生上台讲，老师给予适当的补充，让更多的学生参与其中[7]. 4）多元化的考核和评价手段. 学生最终的期末成绩由多方面综合构成，如考勤、课堂表现、作业、测验等，这无疑对学生的平时学习状态起到督促和保障作用. 5）搭建有效的师生交流和沟通平台. 可以通过QQ 或者微信建立学习群，或者通过面对面的答疑方式，及时有效地解决学生在大学物理学习中遇到的问题. 方法总比困难多，只要不断摸索和尝试，总能找到适合学生的高效的教学方式，这无疑将潜移默化地增加学生对大学物理课程的学习兴趣，实现良性的学习循环[12].

2.3 加强高等数学的学习，充分认识高等数学的工具作用

中学物理和大学物理虽然都包含力、热、光、电磁和原子物理这几个主要部分，但相对而言，中学物理中都是很基础的知识，尤其是对学生们的数学能力要求并不高，即便数学偏科的同学，学习起来也并没有很大的困难；而大学物理所涉及的都是相对专业的物理问题，和中学物理的难度不在一个量级上；大学物理更多的是以定量描述和分析为主，大学物理大量使用高等数学中的矢量、微积分等相关知识，高等数学的应用始于对大学物理的学习. 比如描述一个物体的运动状态，中学阶段只能解决很简单的物体的匀速或者匀变速运动，学习完大学物理第1 章的内容后，便可以通过求导来准确描述一个更复杂的变加速运动的物体的运动状态. 所以，要想学好大学物理，大学生必须要有扎实的高等数学功底. 当然，对于理工科的大学生来说，高等数学的应用绝不仅限于大学物理课程，很多专业课中的推导和分析都会经常用到高等数学知识，因此，应该充分认识到高等数学的工具作用[12].

2.4 增强学习的自主性，培养良好的学习习惯

进入大学后，学习环境发生了很大的变化，尤其是在生活上，没有了父母每天的陪伴和监督，学生要做好思想上的准备，明确目标，学会独立，增强学习的自主性. 首先，大学生对自己的大学生活要有一个比较清晰的定位，制定一个未来的人生规划，然后朝着自己既定的目标努力. 其次，大学生应主动适应大学生活，分配好自己的娱乐和学习时间，抵挡住各种诱惑，平衡好自己的生活与学习，对自己负责. 最后，在学习上，大学生要养成良好的学习习惯，遇到不懂的地方要积极主动地向老师或学长咨询，学会及时反映和表达自己的困难，做学习的主人.

对于理工科大学生而言，大学物理是接触较早的一门课程，一些学校直接放在第1 学期开设. 对于大学物理课程的学习，培养良好的学习习惯是十分必要的. 简单地来说，大学生应在课前做好预习，明确学习内容中的重难点，对于一些特别重要或者新的内容章节，自己可以先进行深入的预习；课上时间，大学生要跟着老师的节奏走，尤其是重难点部分，更要集中精力去理解；课后，大学生应对课上的内容进行回顾和梳理，高质量地完成课后练习和作业[5，12].

3 结论

研究了理工科大学生从中学物理到大学物理的过渡学习. 首先给出了过渡学习的研究背景，然后介绍了中学物理和大学物理的主要差别，最后提出做好从中学物理到大学物理过渡学习的几条建议，如明确课堂学习目标、把握知识中的重难点、提高授课质量、强化学生对大学物理学习的兴趣等. 实现好从中学物理到大学物理的过渡学习需要师生共同的努力，最终使学生在接受物理教育过程中逐步形成适合个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.