初高中物理梯度的研究
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1．1力學(xué)部分
初中涉及到的力只有重力、彈力(支持力和壓力)、摩擦力、浮力、電或磁或分子間的引力與斥力．初中分析物體受力只限制在兩個(gè)或三個(gè)，計(jì)算依據(jù)力的平衡條件．初中對(duì)合力的研究只限于兩至三個(gè)，而且是同一直線上的．初中只研究勻速直線運(yùn)動(dòng)，變速直線運(yùn)動(dòng)只作了解．初中只求同一直線上外力對(duì)物體做功、機(jī)械能只涉及到動(dòng)能、勢(shì)能的定義，動(dòng)能與勢(shì)能的大小只涉及到與哪些因素有關(guān)，而不需要計(jì)算．高中物理涉及到的力的種類多，受力分析及計(jì)算復(fù)雜．除了初中涉及到的力以外，還有萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力、電場(chǎng)力、洛倫茲力、安培力、回復(fù)力．用牛頓第二定律來(lái)計(jì)算外力或合外力大小，由不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)求相關(guān)力的大小，或者由不同的受力及運(yùn)動(dòng)情況來(lái)求速度、加速度、角速度、線速度、周期、頻率．相比之下對(duì)學(xué)生能力要求有了大幅度的提升．
1．2電磁學(xué)部分
初中物理的電磁學(xué)部分主要涉及兩種電荷，摩擦起電、電荷間的作用規(guī)律及靜電的應(yīng)用;串并聯(lián)電路及連接、開(kāi)路、通路、短路的概念與識(shí)別、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用與注意事項(xiàng)、電阻的概念及電阻的大小與哪些因素有關(guān)、串并聯(lián)電路的電流與電壓及電阻特點(diǎn)、歐姆定律、電功、電功率、焦耳定律、家庭電路與電能表及測(cè)電筆的使用，家庭安全用電知識(shí)．磁體的性質(zhì)、磁極間的作用規(guī)律、磁場(chǎng)的概念、磁感應(yīng)線、電流的磁效應(yīng)、右手螺旋定則、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用、電動(dòng)機(jī)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、發(fā)電機(jī)、電磁鐵．高中電磁學(xué)在初中的基礎(chǔ)上還增加了電阻定律、閉合電路歐姆定律和多個(gè)重要的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，增加了安培力、電流表的工作原理、洛倫茲力、質(zhì)譜儀、回旋加速器、安培分子電流假說(shuō)、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、自感現(xiàn)象、日光燈原理、表征交流電的物理量、電感和電容對(duì)交流電的影響、變壓器、電能的輸送等內(nèi)容．另外，增加了有關(guān)電場(chǎng)的知識(shí)，使高中的電學(xué)部分基本能夠自成體系，更好地建構(gòu)了高中學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)．
1．3熱學(xué)部分
初中的熱學(xué)部分主要是物態(tài)變化、分子運(yùn)動(dòng)、熱量與內(nèi)能及熱機(jī)．涉及的知識(shí)點(diǎn)有溫度、熔化、凝固、晶體、非晶體、熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)、汽化、沸點(diǎn)、液化、升華、凝華、物態(tài)變化中的吸放熱、分子運(yùn)動(dòng)論、內(nèi)能、改變內(nèi)能的方式、熱量、熱值、燃料放熱公式、比熱容、物質(zhì)吸放熱公式、熱機(jī)的四沖程及能量轉(zhuǎn)化、熱機(jī)效率．涉及到的實(shí)驗(yàn)計(jì)算極其簡(jiǎn)單，基本上是記憶內(nèi)容，對(duì)理解能力的要求不高．高中熱學(xué)部分深化了分子動(dòng)論、分子力的內(nèi)容，推出了熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、熱力學(xué)第三定律、氣體的性質(zhì)等內(nèi)容，同時(shí)深化了氣體壓強(qiáng)、溫度(溫標(biāo))等概念．對(duì)學(xué)生的空間想象力、圖像表達(dá)能力、物理過(guò)程理解能力、運(yùn)用公式計(jì)算能力、數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用能力都有很大的提高．1．4光學(xué)部分初中光學(xué)知識(shí)主要是光的直線傳播、光的反射、光的折射、光的色散、透鏡對(duì)光的作用、凸透鏡成像、眼睛與眼鏡．主要規(guī)律是反射定律、折射規(guī)律、凸透鏡成像規(guī)律．高中光學(xué)增加了全反射、光導(dǎo)纖維(光纖通信)，光譜分析、光的干涉、衍射、偏振、光電效應(yīng)等內(nèi)容．還涉及折射率的計(jì)算與圖像的運(yùn)用．對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有較大的提高．
1．5聲學(xué)部分
初中聲學(xué)部分只學(xué)習(xí)聲音的概念，聲音的傳播、認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單波形的振幅與頻率，知道音調(diào)由什么決定、響度與哪些因素有關(guān)．知道超聲與次聲的概念，了解超聲與次聲的應(yīng)用．知道噪聲的危害與控制環(huán)節(jié)．高中增加了機(jī)械波(水波、彈簧波、繩波)、電磁波、物質(zhì)波、波的圖像、波長(zhǎng)頻率、波速、惠更斯原理、波的反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng)、超聲波、次聲波等內(nèi)容．
2初、高中物理認(rèn)識(shí)層次的梯度
2．1知識(shí)更系統(tǒng)化、全面化、深度化
初中的力學(xué)只介紹幾個(gè)生活中常見(jiàn)的力、勻速直線運(yùn)動(dòng)，了解變速度直線運(yùn)動(dòng)，而且側(cè)重于現(xiàn)象與定性描述，高中由初中的標(biāo)量過(guò)渡到矢量，而且深入到本質(zhì)，每種量對(duì)應(yīng)的變化規(guī)律都以公式的形式出現(xiàn)，由定性描述過(guò)渡到定量描述．
2．2突出物理量與物理過(guò)程的分解與合成
初中只涉及簡(jiǎn)單的物理量及物理過(guò)程，高中將知識(shí)系統(tǒng)化、全面化，所以它突出物理量的分解與合成．例如，初中關(guān)于合力問(wèn)題只涉及到同一條直線上二力合成，關(guān)于等效電阻，常描述為總電阻，對(duì)合成思維提得很少，更不用說(shuō)將一物理量如何分解了，高中則注重合成與分解．
2．3注重物理模型的建立
初中物理知識(shí)可以說(shuō)是很淺的，它用模糊描述，而高中更注重精細(xì)，常建立物理模型．初中只講物體、杠桿、滑輪、滑輪組，好象這些簡(jiǎn)單機(jī)械沒(méi)有質(zhì)量或存在摩擦，電流表、電壓表都沒(méi)有內(nèi)阻，電源也無(wú)內(nèi)阻，電源輸出的電壓是恒定不變的．而高中則給出模型，如質(zhì)點(diǎn)、輕繩、輕桿、光滑面、分子模型、理想氣體、絕熱材料、點(diǎn)電荷、電場(chǎng)線、等勢(shì)面、理想伏特表、理想安培表、磁感線、分子電流、光子、薄透鏡、盧瑟福模型等．
2．4注重準(zhǔn)確，講究嚴(yán)密性
初中物理往往是大致的描述問(wèn)題，對(duì)物理概念也是這樣，往往近似地研究問(wèn)題，對(duì)有些次要的量或因素總是忽略不計(jì)．而高中則注意準(zhǔn)確性與嚴(yán)密性．例如，初中講產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:閉合回路中一部分導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)．很顯然它不全面．而高中講產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路中磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流．這一描述適應(yīng)所有情況，準(zhǔn)確到位．
3初、高中物理思維能力上的梯度
3．1形象思維建構(gòu)知識(shí)與抽象思維建構(gòu)知識(shí)間的梯度
初中知識(shí)往往是很膚淺的、單一的、靜態(tài)的、最簡(jiǎn)單的知識(shí)．只要觀察一些現(xiàn)象，簡(jiǎn)單分析，就能歸納出結(jié)論．學(xué)生在舊知基礎(chǔ)上同化新知，往往只用形象思維就能達(dá)到結(jié)果．而高中知識(shí)往往是復(fù)雜的、合成的、立體的、動(dòng)態(tài)的．要利用舊知來(lái)同化新知，達(dá)到知識(shí)的遷移，是不能直接觀察，而是利用圖像分析、數(shù)學(xué)函數(shù)分析、結(jié)合分解法將復(fù)雜知識(shí)分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單知識(shí)才能認(rèn)識(shí)它們，最終才能找到物理現(xiàn)象中的本質(zhì)與規(guī)律．所以用形象思維來(lái)建構(gòu)知識(shí)是不夠的，往往都是用抽象思維來(lái)建構(gòu)知識(shí)．顯然，從形象思維到抽象思維的過(guò)渡，它們之間還有一段距離．例如，在初中我們建構(gòu)速度這一概念，我們用某一確定的路程與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值來(lái)建構(gòu)它，這是很形象的思維過(guò)程．而在高中我們要建構(gòu)瞬時(shí)速度，要模仿初中的思維方法，是不夠的，還要用到極限的數(shù)學(xué)方法，同時(shí)還不能忘記高中的速度是矢量．
3．2指導(dǎo)記憶型學(xué)習(xí)與獨(dú)立理解型學(xué)習(xí)間的梯度
初中學(xué)生由于年齡小，智力水平還不高，自主獨(dú)立性很差，學(xué)習(xí)也是一樣，往往要老師來(lái)引領(lǐng)，指導(dǎo)他們學(xué)什么，怎樣去學(xué)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下往往是記憶型的學(xué)習(xí)．進(jìn)入高中階段的學(xué)生，在小學(xué)與初中已有一定的知識(shí)積累與學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，知識(shí)量的增多，全靠教師指導(dǎo)來(lái)學(xué)習(xí)，在時(shí)間與精力上是不允許的，教師只有培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立學(xué)習(xí)．很顯然這兩種學(xué)習(xí)能力的層次不同．例如在初中，學(xué)習(xí)測(cè)量，教師往往指導(dǎo)學(xué)習(xí)觀察什么，怎樣使用刻度尺，會(huì)出什么錯(cuò)誤，然后指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)哪些題目，教師再逐一訂正講解．而高中學(xué)習(xí)階段由于時(shí)間關(guān)系，對(duì)游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的使用相對(duì)高中知識(shí)來(lái)說(shuō)已是非常簡(jiǎn)單的內(nèi)容，不可能做到每個(gè)環(huán)節(jié)都來(lái)指導(dǎo)，讓學(xué)生去記憶．只能作介紹使用方法，最后舉幾個(gè)例子，布置幾道作業(yè)．其它的事都是靠學(xué)生自己去完成．這就要靠學(xué)生自主學(xué)習(xí)，許多地方只能獨(dú)立理解了．
3．3用語(yǔ)言文字描述物理問(wèn)題與用數(shù)學(xué)公式或圖像描述物理問(wèn)題間的梯度
初中物理知識(shí)很膚淺，初中學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)也很膚淺，對(duì)物理問(wèn)題的描述只能用語(yǔ)言文字來(lái)進(jìn)行，而高中知識(shí)較深，物理規(guī)律較多，學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)也達(dá)到相應(yīng)的水平，許多物理問(wèn)題用語(yǔ)言文字描述往往會(huì)達(dá)到幾百字，很不方便，但改用數(shù)學(xué)公式或圖像就簡(jiǎn)捷得多．例如，初中對(duì)某個(gè)力對(duì)物體做功，只講力的大小，物體運(yùn)動(dòng)的距離就行了，高中涉及到變力，而且方向與距離不在一條直線上，這個(gè)力的變化規(guī)律用文字很難表達(dá)清楚，只能用一數(shù)學(xué)公式來(lái)表示，路徑用文字更難以表達(dá)，但畫一個(gè)圖像便一目了然．然而，在初中將數(shù)學(xué)公式或圖像表示，學(xué)生看不懂，又不比文字表達(dá)簡(jiǎn)單．
3．4單向思考問(wèn)題與空間想象問(wèn)題之間的梯度
初中物理研究的問(wèn)題是單一的，某種變化也是單一的或先向什么方向變化，再向反方向變化．所以學(xué)生思考問(wèn)題只要向兩個(gè)方向中的一個(gè)方向思考即可，而且許多問(wèn)題都是一維問(wèn)題，不會(huì)出問(wèn)題后的問(wèn)題．而高中思考問(wèn)題不是單一的，某種變化也可能不是向某個(gè)方向的，許多問(wèn)題帶有問(wèn)題后的問(wèn)題，許多問(wèn)題帶有兩維性．例如，初中在研究動(dòng)能與哪些因素有關(guān)時(shí)，一個(gè)小球撞擊一木塊，小球速度變小了，木塊速度變大了，最后木塊受到摩擦力，又慢慢停下來(lái)．就是這樣一個(gè)物理過(guò)程，思考起來(lái)都具有單一性，單向性．而高中在研究碰撞問(wèn)題時(shí)，可能要研究碰撞后的物體受摩擦力做功，然后物體可能在圓周上做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)后可能做平拋運(yùn)動(dòng)，它從一維問(wèn)題變到二維問(wèn)題，從一個(gè)規(guī)律變到另一個(gè)規(guī)律．顯然，學(xué)生在思考問(wèn)題時(shí)與初中之間有很大的梯度．
3．5觀察總結(jié)型問(wèn)題與綜合分析問(wèn)題間的梯度
初中教材的知識(shí)層次很低，很多知識(shí)是從觀察中來(lái)的，許多問(wèn)題也是觀察型的，只要學(xué)生觀察便很容易總結(jié)出結(jié)論的．而高中教材的層次高，許多現(xiàn)象觀察不到本質(zhì)的東西，需要綜合分析才能發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)與規(guī)律．所以，我們說(shuō)初中學(xué)生具有的能力層次是觀察總結(jié)型的，高中學(xué)生的能力具有綜合分析型特點(diǎn)的．例如，初、高中都研究電阻與哪些因素有關(guān)，初中用控制變量的方法，一個(gè)一個(gè)地找電阻與什么因素有關(guān)，最后得到一個(gè)定性的結(jié)論，導(dǎo)體的電阻與材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)、溫度有關(guān)．最多是說(shuō)導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻越大，導(dǎo)體越粗，電阻越小之類的結(jié)論．而高中實(shí)驗(yàn)后要得出電阻定律，這需要一定的綜合分析問(wèn)題的能力才能完成．
4做好初高中銜接的降階對(duì)策
在高一教學(xué)時(shí)，教師盡量采用直觀教學(xué)法，多做實(shí)驗(yàn)，多舉實(shí)例，多與生活聯(lián)系，變抽象為形象，變枯燥為生動(dòng)，不能過(guò)快用圖像與數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，但也要結(jié)合圖像與數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)教學(xué)，就是把形象思維的培養(yǎng)與抽象思維的培養(yǎng)相融合．做到逐漸過(guò)渡，切不可過(guò)快打破學(xué)生形象思維的習(xí)慣．要指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)預(yù)習(xí)，獨(dú)立觀察與思考問(wèn)題，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自主獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力．實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)增加啟發(fā)性，多增加自主探究的成份，不要包辦代替，培養(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的能力．課堂教學(xué)中要多創(chuàng)設(shè)思維情境，培養(yǎng)學(xué)生的抽象、概括與綜合分析能力．在物理概念和規(guī)律教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)思維方法的應(yīng)用，讓學(xué)生抽象概括出事物的物理本質(zhì)屬性和基本規(guī)律，著重培養(yǎng)、提高學(xué)生抽象概括能力．教學(xué)中多使用畫圖法，不斷建立物理模型，并強(qiáng)調(diào)高中物理模型的重要．比如，研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先要確定物體的位置．物體都具有大小形狀，運(yùn)動(dòng)的物體，各點(diǎn)的位置變化一般是各不相同的，所以要詳細(xì)描述物體的位置及其變化，并不容易．但在一定條件下，把物體抽象為質(zhì)點(diǎn)，忽略物體的大小形狀，問(wèn)題就簡(jiǎn)單了．如在平直公路上行駛的汽車，車身上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同，當(dāng)我們把汽車作為一個(gè)整體來(lái)研究它的運(yùn)動(dòng)，就可把汽車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)．教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)物理過(guò)程的分析，使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)，也能自覺(jué)分析物理過(guò)程．教學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用形式邏輯的“大前提、小前提、結(jié)論”，教會(huì)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題．同時(shí)，物理教學(xué)時(shí)，要把自己當(dāng)作是個(gè)數(shù)學(xué)教師，在細(xì)講物理的同時(shí)要粗講數(shù)學(xué)的應(yīng)用．例如，在講速度的合成與分解時(shí)，講平行四邊形法則與正交分解法時(shí)，先講數(shù)學(xué)上三角函數(shù)知識(shí)．當(dāng)然，教無(wú)定法，學(xué)無(wú)定式，貴在得法．只要初、高中兩結(jié)合，不斷研究課標(biāo)與教材，把握整個(gè)中學(xué)學(xué)段初、高中之間的聯(lián)系，樹(shù)立長(zhǎng)遠(yuǎn)教學(xué)目標(biāo)，從認(rèn)識(shí)論與心理學(xué)的角度不斷去研究，就能找到初、高中之間臺(tái)階所在，就能做到教法與學(xué)法指導(dǎo)隨機(jī)轉(zhuǎn)換，既能把自己當(dāng)作一位初中教師，又能把自己當(dāng)作一位高中教師，只要我們努力去研究并不斷去實(shí)踐，定能做好初、高中銜接中的降階工作．
作者：邢海根朱紅衛(wèi)單位：廬江第四中學(xué)
