電學入門教學中初小銜接問題的探討

(南京信息工程大學附屬中學，江蘇 南京 210044)

1 小學、初中課標的對比

為了解小學科學和初中物理課程對學生“電學入門”學習要求的異同，筆者對比了二者的課程標準(見表1)。

表1

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，小學科學課標對概念的理解要求不高，更關(guān)注學生學習興趣的培養(yǎng)；初中物理課標不僅強調(diào)學生對相關(guān)概念的理解，同時還強調(diào)學生在學習過程中的獨立操作。

2 小學、初中教材的對比

教材不僅僅是課程標準理念的最直接體現(xiàn)，同時也是教師教學的基本素材。因此，筆者對“蘇科版”九年級物理教材(以下簡稱“初中物理教材”)第十三章第一節(jié)“初識家用電器和電路”與“蘇科版”小學科學五年級上冊教材(以下簡稱“小學科學教材”)第三單元第一節(jié)“簡單電路”進行了對比分析，其中的差異主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 知識內(nèi)容要求的差異

比較兩者的教材可以看出，小學科學教材和初中物理教材均涉及電路的基本組成，所不同的是：小學科學教材只要求學生能說出具體電路中的電源、用電器、導線和開關(guān)即可；而初中物理教材則要求學生能夠進一步了解電路中的能量轉(zhuǎn)化。另外，初中物理教材還涉及了“電路中電流的方向”“電路的三種狀態(tài)——通路、斷路和短路”“短路的危害”以及“電路圖”等小學科學教材中沒有涉及的內(nèi)容。

通過上述的對比可見：小學科學教材中涉及的知識內(nèi)容更多地是學生在動手操作中所能夠直接觀察到的，并且在這個過程中培養(yǎng)學生的興趣；而初中物理的知識內(nèi)容不僅僅是數(shù)量上要多于小學科學，同時需要學生在操作過程中能透過直接觀察到的現(xiàn)象去認識不能直接觀察到的、較為抽象的本質(zhì)屬性。

2.2 思維層次要求的差異

從教材的對比中還可以發(fā)現(xiàn)，初中物理對學生思維層次的要求較小學科學也更深廣。

2.2.1 相關(guān)概念的提出方式及要求的差異

在“電路基本組成”的教學內(nèi)容編排中，小學科學教材通過三幅圖片(如圖1)展示了本節(jié)課學生的主要活動及知識內(nèi)容。通過圖中的活動，學生只要能識別“電源”和“用電器”兩個裝置即可，并不涉及過深的思維加工；初中物理教材在這一部分內(nèi)容中，則主要是通過活動“初步調(diào)查家用電器”和文字介紹，要求學生對不同的電源和用電器的能量轉(zhuǎn)化情況進行討論，并在此基礎(chǔ)上運用比較和歸納的方法找到不同的電源和用電器各自在能量轉(zhuǎn)化方面的異同點。

圖1

2.2.2 對學生“提出和驗證猜想”要求的差異

“電流”是電學中最基本的物理概念之一。由于電流本身無法被直接觀察到，因此認清“電流的方向”也就成了電學入門教學中一個無法繞開的難點。在小學科學教材中僅用一句話提到“電流”這一概念(如圖1a)，并未提及電流的方向，也就不需要學生對這一問題進行猜想和驗證。但是，在學生的頭腦中已經(jīng)產(chǎn)生了一些錯誤的前概念(如圖2)。[1]在初中物理教材中，通過“信息快遞”欄目給出了電流的方向，可是這并不能消除學生潛意識中對這一問題的錯誤認識。因而，對學生而言，無論是他們錯誤的前概念，還是教材上給出的正確說法，在本質(zhì)上都屬于未經(jīng)檢驗的猜想。這就需要學生在教師的引導下設計方案對這些猜想進行驗證。

圖2

2.2.3 描述電路方法的差異

圖3

物理概念的建立和物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及電路圖的學習對學生的抽象思維能力要求較高，由于小學生的思維形式主要以形象思維為主，因此在小學科學教材中，不僅沒有要求學生對相關(guān)概念進行深入學習，而且電路也是以實物圖的形式予以呈現(xiàn)，教材的這種編寫適應了小學生的認知發(fā)展規(guī)律。到了初中階段，學生的抽象思維能力有了一定發(fā)展，因此，初中物理教材不僅開始要求學生學會使用抽象的符號表示電路，更重要地是還要求學生在學習物理概念和規(guī)律的同時進一步掌握建立物理概念、探索物理規(guī)律的物理思維方法。

2.3 對學生獨立操作要求的差異

如前所述，兩種教材均非常注重學生的親手操作，主要體現(xiàn)在教材都安排了“怎樣使小燈泡亮起來”的電路連接活動。在小學科學教材中，所提供的圖片全部都是完整的、連接好的實物電路(如圖1)，學生在動手連接的過程中只需要依葫蘆畫瓢連接好電路即可；初中物理教材卻僅僅提供了相關(guān)器材的圖片(如圖4)，至于電路具體怎么連接則完全由學生獨立完成。在此活動基礎(chǔ)上，教材接著通過文字向?qū)W生介紹了電路連接的規(guī)范要求，闡述了電路的三種狀態(tài)——通路、斷路和短路以及短路的危害。

圖4

小學科學教材之所以這樣安排主要是基于兩點：一是小學生在此之前沒有任何關(guān)于電學方面的知識準備，根本不知道如何正確連接電路；二是按照皮亞杰的認知發(fā)展理論，小學五年級學生正處于由具體運算階段向形式運算階段過渡的時期，獨立探究能力尚未形成。因此，小學科學教材這樣安排正是為了讓學生先學會連接一個基本電路，培養(yǎng)學習興趣，為他們將來到初中正式學習電路打下基礎(chǔ)。到了初中，學生的認知發(fā)展已經(jīng)進入了形式運算階段，初步具備了探究能力；再加上之前經(jīng)過小學科學的學習已經(jīng)有了相關(guān)的知識儲備，這些都為他們自主進行電路連接提供了可能性。由于沒有提供現(xiàn)成的電路圖，學生在連接電路時，各個元件的排列順序就有可能出現(xiàn)不同。讓學生發(fā)現(xiàn)無論怎樣不同，只要將這些電路元件通過導線連接成一個完整的、閉合的回路，小燈泡就能發(fā)光進而幫助學生建構(gòu)“電路”的概念；在操作過程中，很有可能出現(xiàn)斷路、短路的故障，這也為學生接下來學習電路的三種狀態(tài)提供了重要的實驗基礎(chǔ)。

3 啟示

基于上述對比，我們初中物理教師在教學中應該關(guān)注以下幾點，便于學生在小學學習的基礎(chǔ)上更好地完成初中物理的學習。

3.1 關(guān)注學生已有的知識水平，提升課堂教學效率

奧蘇泊爾指出：“影響學習唯一重要的因素，就是學習者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點，并應據(jù)此進行教學”。作為物理教師在進行教學之前要有意識地去了解小學科學的教學內(nèi)容和要求以及學生頭腦中已經(jīng)存在的前概念，一方面便于在教學過程中避免由于重復教授學生已經(jīng)知道的內(nèi)容，導致學生學習興趣下降，另一方面讓學生充分學習真正需要的東西。

3.2 關(guān)注物理科學方法教育，提升學生思維水平

初中物理相對小學科學而言，除了知識內(nèi)容的增加之外，更重要地是蘊含在其中的物理科學方法教育以及在教學中提升學生思維水平。物理科學方法是研究和描述物理現(xiàn)象、實施物理實驗、總結(jié)和檢驗物理規(guī)律時所運用的各種手段與方法，[2]物理概念的建立和物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都要通過物理科學方法的應用、經(jīng)過人腦的思維加工才能得以實現(xiàn)。因此，物理教師在教學過程中要有意識地創(chuàng)設情境，引導學生運用物理科學方法自主學習，在習得物理知識的同時也掌握科學方法，并提升思維能力。

3.3 關(guān)注學生實驗，把實驗的自主權(quán)還給學生

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，所以實驗教學的重要性不言而喻。但是，很多教師往往把實驗方案、器材等全部幫學生設定好，學生只需“按方抓藥”即可，完全喪失了實驗的自主性，學生的這種學習水平仍然停留在小學階段。教師應充分鼓勵并指導學生根據(jù)實驗目的，運用科學方法，自主設計實驗方案，選擇實驗器材，獨立動手操作，最后對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果進行思維加工并得出結(jié)論。這樣才能更好地發(fā)揮出實驗教學的效果，使學生的能力得到充分發(fā)展，為他們的終身學習打下基礎(chǔ)。

綜上所述，我們物理教師應關(guān)注初小銜接，找出初中物理與小學科學教學的差異，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化初中物理教學，提升學生的核心素養(yǎng)。