大學物理與中學物理的銜接研究與實踐
——以成都師范學院為例

李斌

（成都師范學院物理與電子技術(shù)系，四川 成都 611130）

大學物理與中學物理的銜接研究與實踐
——以成都師范學院為例

李斌

（成都師范學院物理與電子技術(shù)系，四川 成都 611130）

在對大學物理與中學物理教學內(nèi)容、教學過程要求、教學目標等方面存在差異化分析的基礎上，結(jié)合具體教學實踐，對如何加強大學物理與中學物理之間的銜接進行了探討。

大學物理；中學物理；銜接；研究

大學物理是我國普通高等院校理工科各專業(yè)的一門重要的通識性必修基礎課，該課程所傳授的基本方法、基本概念和基本理論是構(gòu)成學生科學素養(yǎng)的重要組成部分，在培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀，增強學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識等方面具有著重要的作用。在實際教學過程中發(fā)現(xiàn)大一的學生們普遍存在以下幾個方面的問題：（1）習慣用中學的思維和方法來理解和處理已經(jīng)復雜和深入了的大學物理問題，較難接受新的思想和方法。（2）比較習慣于通過大量的做題來學習物理。（3）自主學習能力較差，比較依賴教師的講授等等。這些問題的背后揭示出：大學物理教師要注重大學物理與中學物理的銜接。這個問題處理的好壞將直接影響到大學物理的教學效果。為此圍繞該問題，結(jié)合我院學生實際情況，我們開展了研究與實踐。

1 大學物理與中學物理的異同

“銜接”在“漢語詞典”中的定義是“事物相連接”，有彼此相連且接連不斷的意思[1]。該詞語被廣泛地應用于各種場合，比如在寫作中有句間、段間和篇章的銜接，主要作用是保持意義上的連貫、文句的流暢和行文的變化。本文中的銜接主要是指教師在教學中通過某種教學方式與方法，采取某種教學策略來幫助學生實現(xiàn)思維方式、學習方式等方面從中學到大學的順利過渡。就目前我國的實際情況，物理學習大體可以分為中學物理學習和大學物理學習兩個階段，每一階段中物理學習的目標、內(nèi)容、要求和方法是有較大區(qū)別的。所以要做好中學物理與大學物理的銜接工作，教師和學生都必須首先要明確大學物理與中學物理的異同，這種異同包括：教學內(nèi)容上的異同；教學要求上的異同；對學生能力培養(yǎng)上的異同等等。只有把這些問題搞清楚了，教師在課堂上才能做到有地放矢、有針對性的銜接教學，學生才能有意識地改變原有學習狀態(tài)，順利實現(xiàn)過渡。

1.1 教學內(nèi)容上的異同

從大學物理與中學物理的教學內(nèi)容上來看，有些內(nèi)容相同，有些內(nèi)容不同。比如力學部分（按照基礎教育的新“課程標準”和教育部頒發(fā)的理工科類大學物理課程教學“基本要求”(2010年版)來比較），理工科大學物理與中學物理都涉及到質(zhì)點運動學、牛頓運動定律、功和能，但中學物理沒有涉及到動量和沖量、以及剛體定軸轉(zhuǎn)動的有關(guān)知識。但就相同的教學內(nèi)容來說，本質(zhì)上兩者也是有區(qū)別的，因為大學物理課程中的這部分基礎知識是在中學物理知識的基礎上往深處和廣處發(fā)展的。比如熱學中“壓強和溫度”的概念，大學物理和中學物理雖然都對壓強和溫度的宏觀意義和微觀本質(zhì)進行了分析，但高中教材中只是定性地探討了壓強和溫度產(chǎn)生的微觀本質(zhì)，缺乏必要的數(shù)學理論支撐；大學物理教材中則以理想氣體為對象，根據(jù)力學和統(tǒng)計規(guī)律知識導出了經(jīng)典范圍內(nèi)理想氣體的壓強公式，定量地解釋了壓強產(chǎn)生的微觀意義，并且利用該結(jié)果，結(jié)合理想氣體物態(tài)方程導出了溫度與分子微觀量的關(guān)系，定量地解釋了溫度的微觀本質(zhì)。如果把大學時學習的規(guī)律和公式做特殊化處理如恒定條件下或理想狀態(tài)下等，就可以得出與中學物理中的基本規(guī)律或計算公式一樣的表達形式[2]。比如大學物理教材利用矢量的點積給出功的定義，明確了功是標量的含義，給出了“力”做功的普遍表達式，當物體在恒力作用下發(fā)生一段位移時，便過渡到中學物理教材中所涉及到的“功”。所以就大學物理和中學物理中的知識關(guān)系來說是“D N A”形式的螺旋式結(jié)構(gòu)。

1.2 課程培養(yǎng)目標上的異同

高中物理課程總目標是讓學生：“學習終身發(fā)展必備的物理基礎知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應用，關(guān)注科學技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。學習科學探究方法，發(fā)展自主學習能力，養(yǎng)成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題。發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學探索興趣；有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與科學精神；有振興中華，將科學服務于人類的社會責任感。了解科學與技術(shù)、經(jīng)濟和社會的互動作用，認識人與自然、社會的關(guān)系，有可持續(xù)發(fā)展意識和全球觀念[3]。而大學物理課程是以培養(yǎng)大學生的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標的。在能力方面，主要培養(yǎng)大學生獨立獲取知識的能力、科學的觀察和思維的能力、分析問題和解決問題的能力。在素質(zhì)方面，主要培養(yǎng)大學生求實精神、創(chuàng)新意識和科學的美感。盡管大學物理和中學物理的培養(yǎng)目標上有很多類似之處，但大學物理培養(yǎng)目標在高中物理課程目標的基礎上，更強調(diào)在系統(tǒng)掌握物理知識和方法的同時，注重培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，注重培養(yǎng)學生的探索精神和創(chuàng)新意識，努力實現(xiàn)學生的知識、能力、素質(zhì)三方面的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.3 教學過程要求的異同

大學物理和高中物理的教學過程要求都是以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)為教學目標，遵循學生的認知規(guī)律，以靈活多樣的教學方法和教學手段來激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的自主學習意識，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，保證教學的有效性，提高教學效果；都提倡采取以素質(zhì)教育為核心的評價體系。最主要的不同之處就是：高中物理教學內(nèi)容比較少、比較單一，幾天只學一個概念，一個公式，老師舉一反三，學生在課堂消化理解，學生自主學習的時間較少；而大學物理課堂教學內(nèi)容多又廣，一節(jié)課會涉及到很多個知識點，涉及若干個重要公式，信息量大，老師不會再像中學那樣面面俱到，只是將問題的重點提出來，學生要理解所學內(nèi)容，必須要在課后花很多時間自修。

1.4 物理教材內(nèi)容呈現(xiàn)的不同

中學物理教材的編寫大都從演示實驗、生活經(jīng)驗等入手，且配有較多的插圖。為了提高學生學習的主動性，中學物理教材力求形象生動，每節(jié)內(nèi)容大都配有插圖和練習題，以幫助學生強化和理解所學內(nèi)容；并且所用數(shù)學知識簡單。而大學物理教材注重理論上的闡述、推理、論證，插圖較少，比較抽象；每章后才配有思考題和習題，且大學物理實驗不編排在教材中。

2 大學物理與中學物理的銜接實踐

正因為大學物理和中學物理之間存在著很多不同之處，才會造成大一的學生們學習大學物理的不適應現(xiàn)象。如何搞好銜接教學，幫助他們走出困境？以下是我們的淺探。

2.1 以中學所學過的知識為切入點，實現(xiàn)知識的延伸和拓展

教育心理學認為，同化是學生學習概念和命題，在校掌握知識的主要形式。奧蘇貝爾認為同化是所學的新知識與原有認知結(jié)構(gòu)相互作用，原有認知結(jié)構(gòu)包含了新知識并擴大自身，形成更高分化的認知結(jié)構(gòu)的過程。上位學習是其中一種同化模式，即當認知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)形成了幾個觀念，現(xiàn)在要在這幾個原有觀念的基礎上學習一個包攝程度更高的命題時，便產(chǎn)生上位學習。一般來說，大學物理所涉及的知識較中學物理更加廣泛、完整，更具有系統(tǒng)性，所以相對于中學物理的學習，大學物理的學習可以認為是一種上位學習。因而在大學物理教學中，教師應善于利用學生原來中學所學過的相關(guān)概念或規(guī)律，在鞏固原有概念或規(guī)律的基礎上，從中學物理知識的局限性或特殊性出發(fā)，提出問題，在學生頭腦中產(chǎn)生疑問，并以此為切入點，展開新知識的教學，然后再回過來向下理解中學所學的相關(guān)知識。例如，在功的教學中，先請同學回憶中學所學習的功的概念，在此基礎上提出：“物體在變力作用下，沿一曲線從A點運動到B點，請問該變力做了多少功？”學生會覺得無從下手，因為他們只知道恒力的沖量以及恒力做功的計算方法，由此教師引出有關(guān)功這個概念的深層次意義，即W=F·r，得出d W＝F·d r和W＝∫d W＝∫F·d r。然后轉(zhuǎn)變原來方向，又向下同化中學所學習的功概念。通過這樣過程的反復，拓展了中學所學習的功的概念，使學生更加深刻地理解了功的概念，實現(xiàn)了大學物理與中學物理的知識連續(xù)性。

2.2 以數(shù)學工具為基礎，注重對學生物理思維的提升

數(shù)學是物理理論的表達形式，只有運用了數(shù)學，物理學才真正得到了發(fā)展[4]。大學物理中引入物理概念、推導物理規(guī)律或是解決實際問題，最常使用的數(shù)學方法是：（1）取微元與積分。即先從微分思想入手，將可疊加的復雜問題或整體分成若干個微元，得出其微分表達式，通過積分求和得出相應結(jié)論。比如在求解某個變力作功的問題上，可以先將整個位移分成若干個位移元d r，每個位移元代表一個很小的位移，在該位移上力就可以看成是恒力，從而得出元功為d W＝F·d r，然后再運用積分求和的思想，得出該變力在整個位移上所作的功，即W＝∫d W＝∫F·d r。（2）取極限與求導。即利用數(shù)學上求平均值極限即求導的方法,將一個物理量在某段時間內(nèi)的平均值轉(zhuǎn)變?yōu)槠淙我庖粋€時刻的瞬時值，從而實現(xiàn)精確、細致的描述。如力學中平均速度與瞬時速度的關(guān)系，平均加速度與瞬時加速度的關(guān)系等等。（3）矢量的運用。大學物理中,矢量的運用非常普遍，比如矢量有大小和方向，矢量的表示，矢量的標積和矢積等等。通過矢量的運用將中學物理中的一位問題轉(zhuǎn)化為三位問題，將中學里單純考慮物理量的大小轉(zhuǎn)化為既要考慮大小又要注重方向。大學物理教學中教師要善于以這些數(shù)學方法為基礎，建立大學物理中概念、物理量、量與量之間關(guān)系同高等數(shù)學中“抽象”的數(shù)學概念、方法、公式之間的聯(lián)系,實現(xiàn)學生順利從中學物理到大學物理，由不變到變、由宏觀到微觀、由整體到局部、由“理想狀態(tài)”到“真實狀態(tài)”的轉(zhuǎn)變，拓展大學生物理思維的深度和廣度。

2.3 采取多種教學方法，引導學生自主學習

中學物理教學主要以教師為中心，學生學習的節(jié)奏慢、內(nèi)容少，他們對同一個知識點，反復練習、做題，以期望達到從量變到質(zhì)變的過程；而大學物理內(nèi)容多、程度深，在課堂上無法解決所有問題，更強調(diào)學生學習的自主性。所以大學物理教學方法要注重啟發(fā)式，廢棄灌輸式；要由講授為主到指導學生獨立學習與研究為主，應根據(jù)知識內(nèi)容和學習要求，以及學生自身的情況，合理、靈活地選用多種教學方法。通過這些教學方法的使用，來逐漸改變學生在中學階段形成的物理學習方法和學習習慣，提升學生自主學習的能力。比如：（1）問題討論法。提前將學習資料布置給學生預習，然后給出幾個相關(guān)的具有啟發(fā)性的問題，讓學生分組進行準備，最后在課堂上進行討論，再由教師進行總結(jié)。這種教學方法可以引導學生對相關(guān)內(nèi)容進行自學、思考、總結(jié)、歸納，不僅可激勵學生學習的興趣，加深學生對知識的理解，而且更能培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力，提高學生的綜合能力及表達能力。（2）類比與比較相結(jié)合的方法。類比是一種邏輯推理形式，應用兩種物理現(xiàn)象和兩種物理規(guī)律之間的相似或相同，而推出其他方面也相似或相同的方法；比較方法則是一種整理、加工經(jīng)驗和實驗材料使之上升為理性材料的不可缺少的邏輯方法。大學物理教學中，通過類比方法可以幫助學生理解較復雜的實驗和深難的物理知識，還可加深學生記憶；通過比較，可以發(fā)現(xiàn)相近物理現(xiàn)象、物理規(guī)律之間的相異點以及相互之間的聯(lián)系，避免學生學習中對知識的負遷移現(xiàn)象。（3）啟發(fā)式教學法。物理方法和思維的學習遠遠勝于對物理知識本身的學習，而物理思維和方法不是教會的，它們滲透在教材內(nèi)容的展開過程中，體現(xiàn)在教師課堂教學設計和實現(xiàn)的過程中，這就要求我們的教師把原來“教物理教材中的內(nèi)容”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝梦锢斫滩募冉虄?nèi)容，更點撥方法”[5]，從而引導和點撥我們的學生努力思考，積極完成獲得物理方法和思維的自我建構(gòu)。比如在大學物理熱學知識的教學中，我們借助學生學習力學的經(jīng)驗（比如力學量的引入關(guān)系：先確定狀態(tài)，才有狀態(tài)的變化；先有位置的定義，再有描述位置變化的物理量——速度和描述速度變化的物理量——加速度的引入；先有動量的定義再有動量的變化——沖量的定義），按照如下邏輯展開教學：先定義平衡態(tài)，再確定描述平衡態(tài)的狀態(tài)參量壓強、體積和溫度；基于熱平衡定律就有了溫度的定義、溫標的確定和制造溫度計的依據(jù)，進而提出理想氣體的假設，最后得到這三個熱學物理量之間的關(guān)系就是狀態(tài)方程。這種教學方法，不僅讓學生在學習新知識時找到了支點，激發(fā)學生興趣，更收獲了知識學習的方法[6]。

2.4 變革大學物理課程的評價內(nèi)容和方式

課程評價是對學生學習過程、學習效果進行監(jiān)控、反饋和調(diào)節(jié)的一種手段。教師要善于通過課程評價內(nèi)容與方式的變革來促進學生從根本上改變學習方法，提升自己的學習能力，從而實現(xiàn)中學到大學的良好過渡。在課程的評價主體上，教師不應是評價學生的唯一主體,應加入學生的自評、互評等，這樣的評價結(jié)果才能促進學生的反思，培養(yǎng)其責任感和團隊合作意識。評價方式上要根據(jù)不同的評價內(nèi)容運用不同的評價方法，注重過程評價與結(jié)果性評價相結(jié)合；定性評價與定量評價相結(jié)合；單項評價與綜合評價相結(jié)合。在課程評價的過程中，要時刻關(guān)注學生是否取得了所期望的進步，是否達到了學習的效果，同時還要以學生為本，針對不同層次，不同水平的學生，對評價結(jié)果作出不同等級的劃分，這樣的課程評價才能體現(xiàn)促進學生發(fā)展，以及為學習服務、為學生服務的這樣一種發(fā)展性的理念。要改變過分偏重知識記憶與考試的傳統(tǒng)，改變以紙筆測驗為主要形式且以考察是否掌握教科書內(nèi)容為主要目的的評價方式，而應從學生學習的參與程度（包括思維的參與、實踐的參與、語言的參與）、合作與交流、個體理解與反思、客觀學業(yè)成效、提升程度等角度出發(fā)，關(guān)注學生對知識意義的個體性理解以及分析問題、解決問題能力的提高。

總之，如何搞好中學物理與大學物理的銜接，使學生能適應大學學習生活，促進學生個性發(fā)展和各方面素質(zhì)的提高，需要廣大物理教育學者和工作者的共同努力，需要廣大一線教師們的積極參與、深入研究和創(chuàng)造性地實踐。

[1]李艷紅.大學物理課程與中學物理課程的銜接研究[D].鄭州：河南大學，2012.

[2]羅仁俊.關(guān)于大學物理與中學物理銜接問題的討論[J].中山大學學報論叢，2005,(3).

[3]李尚仁.高中物理課程標準教師讀本[M].武漢：華中師范大學出版社，2003.

[4]趙曉峰.大學物理與中學物理銜接的研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2007.

[5]朱孩雄，王世濤.是“教物理教材"還是“用物理教材教”——大學物理《熱學》教學改革的嘗試及其提供的啟示[J].物理與工程，2008，（4）：2-3.

[6]李斌.物理教育專業(yè)《熱學》課程教學改革的研究與實踐——以四川教育學院為例[J].四川職業(yè)技術(shù)學院學報，2012,(3).

The Research and Practice of Link between University Physics and High school Physics——Taking Chengdu Normal College as an Example

LI Bin
((Department of Physics and Electronic Technology Chengdu College, Chengdu Sichuan 611130)

Based on the analysis of difference of the university physics and high school physics in teaching content, teaching process, teaching objectives ,combined with the specific teaching practice, how to strengthen the link between university physics and middle school physics is discussed in this paper.

University Physics; High School Physics; Linking up;Research

G642

A

1672-2094(2014)01-0096-04

責任編輯：張隆輝

2014-01-18

李 斌（1969-），女，四川廣漢人，成都師范學院物理與電子技術(shù)系副教授，碩士。研究方向：物理教育與教學。