从一堂公开课谈初高中物理教学的衔接

张启业

(1.江苏省海州高级中学,江苏连云港 222023;2.陕西师大物理学与信息技术学院,西安 710062)

1 一堂初中物理公开课引发的思考

在一次市级名师的公开课展示活动中,一位教师展示了初三年级毕业班的一堂电学复习课.这节公开课得到了各位专家的好评,取得了很好的教学效果.但是从中也引发了笔者对初高中物理教学衔接问题的担忧.这位教师举了两个例题,教学活动围绕着两例中的两个电路顺次展开.

例1.如图1所示的电路闭合电键S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,请你判断电流表A和电压表V、V1、V2的示数如何变化?

图1

经过教师的提示后学生给正确解答:A表示数减小,V表示数不变,V1表示数减小,V2表示数增大.

然后教师引领学生对电路进行分析,用电器可以是电阻,可以是滑动变阻器,可以是电动机,也可以是电解槽,或者是热敏电阻.学生不但能顺利解答,而且还能在教师的带领下拓展延伸.

例2.小明想测定一个额定电压为6 V、额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率.实验室有如下器材:电流表、电压表、开关各 1 个,3个规格分别为“5 Ω,1 A” 、“20 Ω,1 A” 、“1 kΩ,1A”的滑动变阻器,电源 1个(电压为 8 V),导线若干.

(1)通过分析,你认为小明应选用规格为_______的滑动变阻器.

(2)画出测定小灯泡电功率的电路图.

答案:(1)应该选择“20 Ω,1 A”的滑动变阻器,因为用“5 Ω,1 A”滑动变阻器,会超过了小灯泡的额定电流,而用后一个滑动变阻器,电阻值又太大了.

图2

(2)电路如图2所示.(两个学生在黑板上画的电路图都一样)

课堂上学生很活跃,纷纷举手发言,回答问题声音洪亮,表达清晰,答案准确,教师时时加以赞赏并带领学生以鼓掌表示鼓励.

电学实验在物理高考中是一个非常重要的内容,在江苏高考试题中每年都占10分,学生的失分率往往很高.表现在电路连接时,很多学生不管被测电阻跟电流表和电压表内阻的大小关系,都画成电流表外接法电路,不管滑动变阻器与电阻的大小关系都采用限流法.笔者问他们为什么这样做,他们说因为初中都是这样教的,都是这样画的.可见初中学习过的知识太“牢固”了,对高中物理知识的学习,造成了“前摄抑制”.这种抑制是指先前学习材料的识记和回忆,对后续学习材料有时有干扰作用,如果对前面学习过的材料印象越深,对后面学习材料的干扰作用就越大.可见,初中物理知识的学习,有时会对高中物理知识的学习形成干扰,也即造成前摄抑制.

其实,这两个例题在高中物理中也可以解答,但答案是不一样的.

例1中,由于电源有内阻,当变阻器的滑片向右移动时,电阻增大、电流减小,即A表的示数减小,内电压减小,路端电压增大,即V表的示数增大,V1表的示数减小,V2表的示数增大.

例2中,滑动变阻器可以采用限流接法.限流法虽然电路消耗的能量小,但必须是滑动变阻器的电阻比小灯泡的电阻大,才可以使用限流法.该例也可以采用分压接法,采用分压接法时,容易调节小灯泡两端的电压,使之满足小灯泡的额定电压.而测小灯泡的电阻时,可以采用内接法,也可以采用外接法.当小灯泡的内阻比电压表的内阻小得多时,电压表的分流作用可以忽略,可用外接法.当小灯泡的电阻比电流表的电阻大得多时,电流表的分压作用可以忽略,用内接法比较准确.如果不考虑电流表和电压表的内阻,那么既可用内接法,也可用外接法.

这个问题应该引发我们深入的思考,为什么许多学生在初中物理学得很好,进入高中后却感觉物理学习很困难呢?很多学生在初中本来是喜欢物理的,由于考试成绩不好而变得害怕高中物理,有的最后不得不放弃物理学习而选学其他课程.江苏的高考近年来出现了文理倒挂的现象,报考文科类的学生数和理科人数相当,甚至超过报考理科的学生.这种现象,直接影响着理工科院校的招生,影响了理工科人才的培养.

2 重视初高中物理教学的衔接,防止前摄抑制的影响

初高中物理的教学衔接问题,一直是物理教师们关注的问题.其中,初中物理的的学习给高中物理的学习造成的前摄抑制,也是不容忽视的问题.所以我们在进行高中物理教学时,一定要了解初中物理教学的实际,切实避免前摄抑制对高中物理教学的影响.

2.1 了解初中物理教学内容,关注学生的已有知识,避免知识上的“前摄抑制”

在高中进行电学实验教学时,要告诉学生滑动变阻器既有限流接法,也有分压接法,测电阻时既可以用电流表外接法,也可以用其内接法,这和初中学习电路的连接方法不同.初中物理中描述运动状态的物理量有速度(速率)、路程和时间,高中物理描述物体运动状态的物理量有速度、瞬时速度、位移、时间、加速度等,其中速度、位移和加速度既有大小还有方向,是矢量.对于求解矢量问题时,学生经常只求大小,忽略了方向,为此应在课堂上进行多次强调,有时还需进行个别指导.教师应及时指导学生适应新知识学习的特点,辨析速度和速率、位移和路程的异同,指导学生掌握建立坐标系选取正方向,然后再列出方程解决问题的研究方法.用新的知识和新的方法来调整、替代学生原有的认知结构.把高中物理知识和初中的物理知识在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比,探究新旧知识之间的联系与差异.应明确地告诉高中学生,既要充分利用初中物理知识的基础,又要避免初中物理学习中的某些前摄干扰.

2.2 了解学生初中物理的学习方法,避免初中物理学习方法上的“前摄抑制”

在初中物理学习中,物理现象和物理过程比较直观浅显,与日常生活现象联系紧密,并且只要求定性地了解相关现象,并不要求定量地了解其本质.教师从生活或者实验中抽象出物理概念,然后指导学生用概念和规律反复做训练题,学生只要按照教师的要求去做,似乎就能学好物理,学生对教师的依赖性较强.而初中教师对教材的依赖性也较强.

高中物理研究的现象比较复杂,分析物理问题不但要从现象出发,更要建立物理模型,透过现象研究其本质.高中物理中更加注重学生对物理情境的理解、物理过程的分析和物理模型的建构.在这些动态的思维活动过程中,必然伴随着很多思维方法,诸如类比和迁移、抽象和形象、顺向和逆向、收敛和发散等等.教师在指导高中学生学习物理的方法时,一定讲清高中物理学习方法与初中物理学习方法的不同点,避免学生仍然按照初中物理的学习方法来学习高中物理.

2.3 了解学生学习初中物理的习惯,避免初中学习习惯造成的“前摄抑制”

初中物理教学强调以实验和观察为基础,因为初中生的思维还属于经验型,需要感性材料作支持.高中生的思维虽属于理论型,但对一些比较抽象内容的理解上,仍需借助于一些经验型思维或形象思维,向抽象思维的更高层次的转化,从而来理解这些较抽象的学习内容.通过实验获得生动具体的感性认识,在此基础上进行分析、综合、抽象、概括,进而掌握事物的本质和规律.所以,高中物理教学仍要借助观察和实验,但有时可以在已有知识的基础上,进行分析、推理而得出结论,然后用实验来检验.初中物理学习时涉及的物理现象和过程,大多是比较直观、简单、与日常生活现象密切相关.在学习过程中的思维活动,大多是以生动的自然现象和直观实验为依据的具体的形象思维,较少要求应用科学概念和原理进行逻辑思维等抽象思维方式.初中练习题,要求学生简单解释物理现象的多,计算题一般稍加分析和公式变化,就能直接得出结果.高中物理学习的内容在深度和广度上有了很大的提高,研究的物理现象比较复杂,有时与日常生活现象的联系不象初中那么紧密,也有些现象在生活中较难遇到.分析物理问题时不仅要从实验出发,有时还需从建立物理模型出发,要从多方面、多层次来探究问题.在物理学习过程中,抽象思维多于形象思维,动态思维多于静态思维,需要学生掌握归纳推理、类比推理和演绎推理等思维方式,特别需要具有科学想象能力.高中物理的练习题,不但需要通过发散性的分析,搞清物理过程,而且还需要进行复合性的综合,才能建立方程求解.

要培养学生独立思考的习惯,因为独立思考是学好知识的前提.要培养学生的自学能力,使其具有终身学习的能力.通过课堂提问和分析论述题,培养学生根据物理概念与规律分析解决物理问题、认识物理现象的习惯,要求学生明理而不是仅凭直觉.通过课堂上教师对例题的分析,引导学生分析、讨论和解答物理题,使学生注重物理过程的分析,养成先分析再解题的习惯.避免初中物理学习习惯的一些前摄抑制现象.

2.4 初中物理的教学应该为学生的未来着想,给高中物理的教学埋下伏笔,避免“前摄抑制”

例如在初中物理教材中,速度的定义为物体在单位时间内通过的路程.这时,教师应讲清楚这个定义是对于物体做匀速直线运动而言的.由于物体在各个时刻运动的快慢和方向是相同的,因此,任意时刻的速度都等于整段时间内的平均速度.对于物体做变速运动,物体在各个时刻运动的快慢和方向是不同的,这样定义出来的速度只能是平均速度.如此一来,就为高中学习瞬时速度、平均速度概念打下了良好的基础.

在初中物理学习过程中,由于种种原因,学生往往在认识上会形成许多误区.例如,许多学生认为摩擦力总是阻力,总与物体运动方向相反.这时,教师应给学生讲清楚摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,并不一定和物体运动方向相反.人在走路时,就是依靠人和地面间的静摩擦力,人才能前进,这时静摩擦力方向和人的运动方向相同.同时,重视物理规律的内涵和外延,将新知识与原有的知识有机衔接起来.例如,欧姆定律的内涵是导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比(即部分电路欧姆定律).欧姆定律的外延是,电路中的电流与电源电动势成正比,与整个电路的总电阻成反比(即全电路欧姆定律).在初中物理的教学中,如果有意识地为高中物理学习埋下伏笔,学生步入高中物理的学习也就易于水到渠成了.