基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初高中物理銜接教學(xué)建議

曹義才

摘 要在初高中教材研究分析的基礎(chǔ)上，基于新課標(biāo)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)理念，提出尋找知識(shí)銜接的深化點(diǎn)、探究難點(diǎn)問(wèn)題的突破點(diǎn)、彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)的空白點(diǎn)、搭建物理思維的斷層點(diǎn)等四點(diǎn)建議，旨在促進(jìn)初高中物理銜接的正遷移，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

初高中銜接 正遷移 核心素養(yǎng) 教學(xué)主張

“核心素養(yǎng)”成為新一輪課程改革的高頻詞組，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)也成為中學(xué)物理教師關(guān)注的焦點(diǎn)。在新一輪課程改革中，初高中銜接教學(xué)如何實(shí)現(xiàn)新的突破，是進(jìn)一步深化新課程改革背景下的一個(gè)重要課題。因此，初高中銜接教學(xué)也應(yīng)朝著提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)努力。

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。通過(guò)對(duì)初中物理與高中物理教材的對(duì)比分析，基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的理念引領(lǐng)，提出初高中物理銜接教學(xué)的四點(diǎn)建議。

一、尋找知識(shí)銜接的深化點(diǎn)

物理觀念是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華。從教材內(nèi)容上看很多知識(shí)是初中的拓展與延續(xù)，內(nèi)容的深度和廣度上都存在較高的臺(tái)階。以“質(zhì)量”概念教學(xué)為例，初中階段把質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少，而高中“質(zhì)量”概念的教學(xué)是在不斷進(jìn)階和深化的，必修1是從慣性的角度認(rèn)識(shí)質(zhì)量——質(zhì)量是慣性大小的量度，必修2是從萬(wàn)有引力的角度認(rèn)識(shí)質(zhì)量——質(zhì)量的大小與萬(wàn)有引力大小有關(guān)，在選修3-5則是從能量的角度認(rèn)識(shí)質(zhì)量—質(zhì)能方程，質(zhì)量的概念在不斷深化，內(nèi)涵在不斷豐富。

因此，在初高中銜接教學(xué)中，要尋找知識(shí)銜接的深化點(diǎn)。以牛頓第一定律為例，初中教材只是停留在認(rèn)識(shí)的層次：牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律揭示物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在初高中銜接教學(xué)中，要注重知識(shí)的深化：一是破除前概念影響，初步建立科學(xué)概念；二是領(lǐng)悟伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，體驗(yàn)第一定律的建立過(guò)程，培育科學(xué)態(tài)度和責(zé)任；三是強(qiáng)調(diào)質(zhì)量是慣性大小的量度，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；四是突出牛頓第一定律的獨(dú)立性和定律建立的重要意義；五是為后續(xù)牛頓第二定律的學(xué)習(xí)做好鋪墊，以便在學(xué)生頭腦里建構(gòu)一個(gè)系統(tǒng)的、完整的動(dòng)力學(xué)理論。

二、探究難點(diǎn)問(wèn)題的突破點(diǎn)

高中物理教材中引入了很多抽象的概念，導(dǎo)致高中物理教師難教、學(xué)生難學(xué)。物理學(xué)中的重要概念——機(jī)械運(yùn)動(dòng)，在初中階段只定性研究了最簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或靜止用參照物來(lái)判斷，物體運(yùn)動(dòng)的快慢用路程與時(shí)間的比值表示，引入平均速度粗略描述變速運(yùn)動(dòng)[1]。而高中必修1部分則是定量描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)，首先引入質(zhì)點(diǎn)概念，把研究對(duì)象視為質(zhì)點(diǎn)；接著在參考系上建立坐標(biāo)系，認(rèn)識(shí)位移和路程、時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別；然后在此基礎(chǔ)上，用位移s與時(shí)間t的比值表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，引入加速度概念用來(lái)描述速度變化的快慢。高中必修1部分重在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即位移隨時(shí)間、速度隨時(shí)間變化規(guī)律，以及v-t圖像、s-t圖像等。高中必修2部分在必修1定量研究直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究更加復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，定量研究平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)和天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

在初高中機(jī)械運(yùn)動(dòng)銜接教學(xué)中，從速度到加速度是一個(gè)銜接的難點(diǎn)問(wèn)題，教學(xué)中必須經(jīng)歷一個(gè)由具體到抽象再到具體的突破過(guò)程。困難之一：加速度意義的理解。學(xué)生往往從字面上理解，認(rèn)為加速度就是加出來(lái)的速度，容易把速度的改變量和加速度概念混淆。困難之二：幾個(gè)相互聯(lián)系的概念關(guān)系的梳理。速度、速度變化量和加速度三者大小、方向之間關(guān)系的梳理。

三、彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)的空白點(diǎn)

高中物理學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的依賴(lài)逐漸增強(qiáng)，必要數(shù)學(xué)工具的支持是學(xué)好物理的重要條件。初中知識(shí)大多數(shù)是定性描述分析，用到的數(shù)學(xué)知識(shí)大多數(shù)是初級(jí)運(yùn)算，往往是用數(shù)值來(lái)量化長(zhǎng)度、時(shí)間、速度、力、質(zhì)量等大小。在高中則要進(jìn)行定量計(jì)算研究，如用正負(fù)號(hào)描述矢量、用極限思想求瞬時(shí)速度、用解析幾何分析平拋運(yùn)動(dòng)、用數(shù)學(xué)推導(dǎo)研究向心加速度等。因此在重視初高中物理知識(shí)對(duì)接的同時(shí)，還要關(guān)注數(shù)學(xué)工具的對(duì)接。高中物理用到的初等數(shù)學(xué)知識(shí)主要有：直線方程、一元二次函數(shù)、三角函數(shù)（定義、主要性質(zhì)、特殊角度三角函數(shù)值）、角度制與弧度制的換算、正余弦定理、相似三角形、不等式性質(zhì)等。

在牛頓第一定律銜接教學(xué)中，以伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)為依托，從中體驗(yàn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，需要補(bǔ)充數(shù)學(xué)極限知識(shí)。如下圖所示，在直角三角形BDC中，sinθ=h/BC，在取極限的情況下，由于h有限而B(niǎo)C無(wú)限，則sinθ→0，θ=0，于是右側(cè)斜面BC成為水平面。

可見(jiàn)，隨著物理學(xué)習(xí)的不斷深入，學(xué)生用到的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法將更加復(fù)雜和多樣，教師要站在學(xué)習(xí)進(jìn)階的高度不斷補(bǔ)充相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)。

四、搭建物理思維的斷層點(diǎn)

高中物理與初中物理相比，物理觀念的斷層，導(dǎo)致物理思維的斷層。從科學(xué)思維能力培養(yǎng)的著力點(diǎn)來(lái)看，初中主要是培養(yǎng)學(xué)生的形象思維，高中主要是培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維，從而對(duì)學(xué)生能力要求也有所不同。

初中物理知識(shí)更多具有表象性，所以對(duì)理解和分析的思維要求較低，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中較多運(yùn)用識(shí)記方法來(lái)學(xué)習(xí)物理、獲取知識(shí)；高中物理知識(shí)有一定綜合性和復(fù)雜性，處理問(wèn)題時(shí)思維程度要求較高，往往經(jīng)歷從具體到抽象、由個(gè)別到一般、由形式到辯證邏輯、由模仿到思辨的思維過(guò)程。高中物理還需形成一定的科學(xué)思維方法，如圖像法、理想模型法、極限法、比例法、整體隔離法、守恒法、合成分解法、等效法、對(duì)稱(chēng)法、推理歸納法等。

以牛頓第一定律銜接教學(xué)為例，初中課程是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)伽利略的小車(chē)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步推理物體在沒(méi)有受到外力的作用下概括出來(lái)的；而在高中必修1課程教學(xué)中，通過(guò)對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的分析，從實(shí)驗(yàn)→假設(shè)→推理→結(jié)論，利用一系列的邏輯思維，經(jīng)歷簡(jiǎn)化物理場(chǎng)景到抽象建立物理模型的過(guò)程，體驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)中突出主要因素、忽略次要因素的科學(xué)思想方法。彌補(bǔ)思維短板，利用極限思想使“有限”變化的量變成為“無(wú)限”變化的質(zhì)變，從而以合乎邏輯的方式導(dǎo)出理想化的條件，搭建學(xué)生的物理思維斷層點(diǎn)[2]。

物理課程改革進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展時(shí)代，核心素養(yǎng)成為引領(lǐng)教育改革的核心理念[3]。初高中物理的銜接教學(xué)是一個(gè)重要的課題，我們提出尋找知識(shí)銜接的深化點(diǎn)、探究難點(diǎn)問(wèn)題的突破點(diǎn)、彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)的空白點(diǎn)、搭建物理思維的斷層點(diǎn)等四點(diǎn)建議旨在降低初高中學(xué)習(xí)的進(jìn)階，積極優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。以貫徹物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，注重以學(xué)生為主體，以形成物理觀念、培養(yǎng)科學(xué)思維和培育科學(xué)態(tài)度與責(zé)任為核心，全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，注重初高中物理內(nèi)在的延續(xù)性與階梯性，促進(jìn)初高中物理知識(shí)的正遷移，順利實(shí)現(xiàn)初高中物理教學(xué)的有機(jī)銜接。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2] 陸星琳，邢紅軍，張婷玉.高中“牛頓第一定律”的高端備課[J].物理教師，2014（3）.

[3] 中華人民共和國(guó)教育部.關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/

htmlfiles/moe/s7054/201404/xxgk_167226.html.

【責(zé)任編輯 郭振玲】