理工科大學(xué)生從中學(xué)物理到大學(xué)物理過渡學(xué)習(xí)研究

王鐵寧 ，郭柳青 ，封順珍 ，吳淑花 ，史少輝 ，陶春鳳

（1.石家莊學(xué)院 物理學(xué)院，河北 石家莊 050035；2.石家莊市第十七中學(xué)，河北 石家莊 050051）

0 引言

物理學(xué)在整個自然科學(xué)中占有重要地位.“進入科學(xué)技術(shù)的任何一個領(lǐng)域，都必須敲開物理學(xué)的大門”.大學(xué)物理已經(jīng)成為理工科大學(xué)生的必修公共課程. 中學(xué)物理與大學(xué)物理的銜接問題一直是教育界討論的熱點. 早在1984 年，梁昆淼[1]就曾提出：“中學(xué)物理課程與大學(xué)物理課程對學(xué)生的要求很有些不同，剛?cè)雽W(xué)的一年級大學(xué)生還保留了不少中學(xué)生的特點，不能立刻適應(yīng)大學(xué)物理課程的要求. ”1989 年，中、日、美物理討論會在美國夏威夷大學(xué)舉行，會議的主題是“大學(xué)前物理教育問題”，其中“中學(xué)物理和大學(xué)物理的銜接問題”作為會議的討論專題之一，受到了物理教育工作者的高度重視[2]. 2010 年，“大學(xué)物理課程與中學(xué)物理課程銜接研究”被列為高校物理基礎(chǔ)課程教改項目的七大內(nèi)容之一，中學(xué)物理和大學(xué)物理有效銜接的研究將為物理課程改革的有序進行奠定基礎(chǔ)[3]. 當前，我國推行中學(xué)新課改和新高考改革，以往的必修課程具有了選修性，大學(xué)和中學(xué)物理出現(xiàn)脫節(jié)，如何使中學(xué)和大學(xué)物理學(xué)習(xí)實現(xiàn)更加有效的銜接依然是教育工作者的研究熱點[4].

1 中學(xué)物理與大學(xué)物理的主要差別

對于剛剛邁入大學(xué)校園的理工科大學(xué)生來說，當他們學(xué)習(xí)第一節(jié)大學(xué)物理課程時，總有這樣一個疑問：“我們初中就開始學(xué)習(xí)物理，高中時更深入地學(xué)習(xí)了物理知識，現(xiàn)在進入大學(xué)了，為什么還要學(xué)習(xí)大學(xué)物理？”帶著這個疑問，筆者主要討論大學(xué)物理和中學(xué)物理存在的主要差別.

1.1 課程學(xué)習(xí)目標上的差異

以高中物理為例，高中物理與九年義務(wù)教育物理或者科學(xué)課程相銜接，在普通高中物理課程標準中，依然注重基本的物理知識和技能，如“形成物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等，能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題”“具有建構(gòu)模型的意識和能力”等；注重情感態(tài)度價值觀的培養(yǎng)，如“具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲”“認識科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系，具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的責任感”等. 而大學(xué)物理的課程學(xué)習(xí)目標，無論在物理知識的廣度和深度上，還是在科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)上，都有了進一步比較明確的要求，以石家莊學(xué)院2020 級大學(xué)物理理論課程的大綱為例，通過對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，讓大學(xué)生達到以下學(xué)習(xí)目標：1）培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)；為學(xué)生今后進一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識，適應(yīng)新理論、新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展，參與高新技術(shù)研究開發(fā)打好必要的物理基礎(chǔ). 2）使學(xué)生對物理學(xué)的基本內(nèi)容有較全面、系統(tǒng)的理解，熟練應(yīng)用物理學(xué)中的定理和定律來解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和物理圖像的構(gòu)建能力. 3）了解物理學(xué)的前沿理論、應(yīng)用前景和發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生積極交流、虛心請教的學(xué)習(xí)習(xí)慣；讓學(xué)生學(xué)會反思，掌握反思方法和技巧. 可見，中學(xué)物理和大學(xué)物理的課程學(xué)習(xí)目標有著十分顯著的差異[5].

1.2 教學(xué)手段和學(xué)習(xí)方式上的差異

無論是中學(xué)還是大學(xué)，課堂講授教學(xué)都是最為常見的教學(xué)模式，但是由于自身的特點，中學(xué)和大學(xué)在教學(xué)手段和學(xué)習(xí)方式上還是存在一定的差異. 中學(xué)物理的課時相對較多而應(yīng)掌握的內(nèi)容相對較少，并且學(xué)生一整天都待在固定的教室中，有效學(xué)習(xí)時長較多，每一科目的任課老師課時都比較寬裕，課上的講解過程一般很詳細，通過實驗進行演示，不斷加深學(xué)生的記憶，促進學(xué)生對知識點的掌握. 相比之下，大學(xué)物理的課時要少得多，而學(xué)生應(yīng)掌握的內(nèi)容相對來說要多得多，并且學(xué)習(xí)的內(nèi)容深度上增加了很多，課上基本不使用課堂演示實驗，想要學(xué)生很輕松就能掌握整節(jié)課內(nèi)容的難度很大，更加側(cè)重學(xué)生對知識的理解和物理方法的靈活運用[6，7]. 隨著線上課程的不斷普及，課堂講授和線上教學(xué)相結(jié)合逐漸成為大學(xué)物理課程的教學(xué)模式.

1.3 教學(xué)知識和內(nèi)容的差異

眾所周知，物理學(xué)是定量描述物質(zhì)世界的理論，而物理的有關(guān)思想通常需要借助數(shù)學(xué)公式來體現(xiàn)，但是受到認知能力和數(shù)學(xué)水平的限制，中學(xué)物理以定性介紹常見物理現(xiàn)象為主，還只是物理教育的啟蒙階段；大學(xué)物理以定量描述和分析為主，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用始于大學(xué)物理的學(xué)習(xí)，因為大學(xué)物理大量使用高等數(shù)學(xué)中的矢量、微積分等相關(guān)知識[8]. 從大學(xué)物理課程中學(xué)到的物理知識、思想和方法，是形成科學(xué)的世界觀和提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)必不可少的基礎(chǔ). 在具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容上，大學(xué)物理新添加一些重要的和相對復(fù)雜的理論，比如，剛體的定軸轉(zhuǎn)動這部分內(nèi)容，在高中的時候并未涉及，屬于比較新的內(nèi)容；再比如靜電場的高斯定理和穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理，可以分別用來求解帶電體周圍的電場和電流周圍的磁場，高中的時候還沒有這么高的要求. 可見，相對于中學(xué)物理，大學(xué)物理在內(nèi)容的深度和廣度上都有明顯的提高[9].

1.4 學(xué)習(xí)環(huán)境和自主學(xué)習(xí)要求上的差異

中學(xué)期間，學(xué)生絕大部分時間都是在與其他同學(xué)共同學(xué)習(xí)中度過，每天幾乎都能和各科老師見面，無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活中出現(xiàn)任何一點問題，比如不小心遲到一會兒，立刻就會有班主任的身影出現(xiàn)，接著就是苦口婆心的教育. 大學(xué)生活與中學(xué)完全不同，大學(xué)生離開了父母，更多的時間是和舍友們在一起，到了上課的時間點就去相應(yīng)的教室上課，學(xué)習(xí)的科目很多，基本上只有在上課的時間才能見到相應(yīng)科目的老師.沒課時大學(xué)生可以自由支配時間，可以選擇在自習(xí)室學(xué)習(xí)或者去圖書館看書，也可以選擇參加社團活動，不會再有人催著學(xué)習(xí). 與之前中學(xué)班主任角色類似的是大學(xué)里的輔導(dǎo)員，他們一般帶好幾個班級，見面的機會大多是開會的時候，布置學(xué)校交待下來的各項事務(wù). 可以說學(xué)習(xí)生活環(huán)境發(fā)生了巨大變化，要求學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，不斷提高自律意識[6，10]. 如果一開始把諸如大學(xué)物理等較難的學(xué)科拋之腦后，不去認真聽講，沒有及時解決學(xué)習(xí)問題，等快期末考試的時候再去補習(xí)已經(jīng)晚了，結(jié)果就是掛科，甚至有的還要重修.

2 做好從中學(xué)物理到大學(xué)物理過渡學(xué)習(xí)的建議

針對中學(xué)物理和大學(xué)物理的主要差別可能造成的過渡學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的問題，筆者提出了幾條建議.

2.1 明確課堂學(xué)習(xí)目標，把握知識中的重難點

在明確大學(xué)物理課程學(xué)習(xí)總目標的前提下，學(xué)生就能夠懂得大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)要求以及學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的必要性和意義[10]，而在具體的每次課的學(xué)習(xí)中，由于內(nèi)容量很大，學(xué)生應(yīng)該提前了解本課堂的學(xué)習(xí)目標，把握本堂課內(nèi)容的重難點，才能做到帶著重難點、帶著目標和要求去聽課. 為此，作為任課教師，應(yīng)當高質(zhì)量地授好每堂課，每次課前可以向?qū)W生推送必要的預(yù)習(xí)資料，包含下次課的學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)重難點及其他必要預(yù)習(xí)知識. 作為學(xué)生，關(guān)鍵在于執(zhí)行，在老師每次布置完預(yù)習(xí)資料后，認真了解下次課的學(xué)習(xí)目標，把握內(nèi)容的重難點，做到心里有數(shù). 只有靠師生共同努力，才能將每次課的課前工作做到最好，最大限度地促進聽課效果.

2.2 提高授課質(zhì)量，強化學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣

課堂是教學(xué)的主陣地，提高教師的授課質(zhì)量是學(xué)生學(xué)好每門課程的關(guān)鍵[11]. 對于剛剛邁入大學(xué)校園的已有一定物理基礎(chǔ)知識的大學(xué)生而言，再次學(xué)習(xí)大學(xué)物理，又該如何做好物理知識的學(xué)習(xí)過渡以及如何讓學(xué)生適應(yīng)剛剛開始的大學(xué)課堂，教師在具體的授課過程必須要考慮進去. 在充分備課的前提下，在以下幾個方面可以多下些功夫：1）由于大學(xué)物理每堂課內(nèi)容較多，學(xué)生極易產(chǎn)生疲倦和懈怠，課堂上教師要多關(guān)注學(xué)生，與學(xué)生互動，活躍課堂氣氛. 2）時常強調(diào)物理學(xué)科的特殊學(xué)科特點. 物理不同于政治、歷史學(xué)科，知識的獲得在于平時的理解和掌握，期末的臨時突擊復(fù)習(xí)起不到太大作用，應(yīng)該注重平時的學(xué)習(xí). 3）多樣化的教學(xué)手段和方法. 對于授課內(nèi)容，除了傳統(tǒng)的講授法，還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點選擇小組討論或者線上學(xué)習(xí)；對于課后習(xí)題和練習(xí)的講解，可以作為線上學(xué)習(xí)的內(nèi)容；也可以讓學(xué)生上臺講，老師給予適當?shù)难a充，讓更多的學(xué)生參與其中[7]. 4）多元化的考核和評價手段. 學(xué)生最終的期末成績由多方面綜合構(gòu)成，如考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、測驗等，這無疑對學(xué)生的平時學(xué)習(xí)狀態(tài)起到督促和保障作用. 5）搭建有效的師生交流和溝通平臺. 可以通過QQ 或者微信建立學(xué)習(xí)群，或者通過面對面的答疑方式，及時有效地解決學(xué)生在大學(xué)物理學(xué)習(xí)中遇到的問題. 方法總比困難多，只要不斷摸索和嘗試，總能找到適合學(xué)生的高效的教學(xué)方式，這無疑將潛移默化地增加學(xué)生對大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)良性的學(xué)習(xí)循環(huán)[12].

2.3 加強高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，充分認識高等數(shù)學(xué)的工具作用

中學(xué)物理和大學(xué)物理雖然都包含力、熱、光、電磁和原子物理這幾個主要部分，但相對而言，中學(xué)物理中都是很基礎(chǔ)的知識，尤其是對學(xué)生們的數(shù)學(xué)能力要求并不高，即便數(shù)學(xué)偏科的同學(xué)，學(xué)習(xí)起來也并沒有很大的困難；而大學(xué)物理所涉及的都是相對專業(yè)的物理問題，和中學(xué)物理的難度不在一個量級上；大學(xué)物理更多的是以定量描述和分析為主，大學(xué)物理大量使用高等數(shù)學(xué)中的矢量、微積分等相關(guān)知識，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用始于對大學(xué)物理的學(xué)習(xí). 比如描述一個物體的運動狀態(tài)，中學(xué)階段只能解決很簡單的物體的勻速或者勻變速運動，學(xué)習(xí)完大學(xué)物理第1 章的內(nèi)容后，便可以通過求導(dǎo)來準確描述一個更復(fù)雜的變加速運動的物體的運動狀態(tài). 所以，要想學(xué)好大學(xué)物理，大學(xué)生必須要有扎實的高等數(shù)學(xué)功底. 當然，對于理工科的大學(xué)生來說，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用絕不僅限于大學(xué)物理課程，很多專業(yè)課中的推導(dǎo)和分析都會經(jīng)常用到高等數(shù)學(xué)知識，因此，應(yīng)該充分認識到高等數(shù)學(xué)的工具作用[12].

2.4 增強學(xué)習(xí)的自主性，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣

進入大學(xué)后，學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生了很大的變化，尤其是在生活上，沒有了父母每天的陪伴和監(jiān)督，學(xué)生要做好思想上的準備，明確目標，學(xué)會獨立，增強學(xué)習(xí)的自主性. 首先，大學(xué)生對自己的大學(xué)生活要有一個比較清晰的定位，制定一個未來的人生規(guī)劃，然后朝著自己既定的目標努力. 其次，大學(xué)生應(yīng)主動適應(yīng)大學(xué)生活，分配好自己的娛樂和學(xué)習(xí)時間，抵擋住各種誘惑，平衡好自己的生活與學(xué)習(xí)，對自己負責. 最后，在學(xué)習(xí)上，大學(xué)生要養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，遇到不懂的地方要積極主動地向老師或?qū)W長咨詢，學(xué)會及時反映和表達自己的困難，做學(xué)習(xí)的主人.

對于理工科大學(xué)生而言，大學(xué)物理是接觸較早的一門課程，一些學(xué)校直接放在第1 學(xué)期開設(shè). 對于大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣是十分必要的. 簡單地來說，大學(xué)生應(yīng)在課前做好預(yù)習(xí)，明確學(xué)習(xí)內(nèi)容中的重難點，對于一些特別重要或者新的內(nèi)容章節(jié)，自己可以先進行深入的預(yù)習(xí)；課上時間，大學(xué)生要跟著老師的節(jié)奏走，尤其是重難點部分，更要集中精力去理解；課后，大學(xué)生應(yīng)對課上的內(nèi)容進行回顧和梳理，高質(zhì)量地完成課后練習(xí)和作業(yè)[5，12].

3 結(jié)論

研究了理工科大學(xué)生從中學(xué)物理到大學(xué)物理的過渡學(xué)習(xí). 首先給出了過渡學(xué)習(xí)的研究背景，然后介紹了中學(xué)物理和大學(xué)物理的主要差別，最后提出做好從中學(xué)物理到大學(xué)物理過渡學(xué)習(xí)的幾條建議，如明確課堂學(xué)習(xí)目標、把握知識中的重難點、提高授課質(zhì)量、強化學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的興趣等. 實現(xiàn)好從中學(xué)物理到大學(xué)物理的過渡學(xué)習(xí)需要師生共同的努力，最終使學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成適合個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力.