初高中物理教材的教和學(xué)銜接分析

【摘 要】高中教材內(nèi)容編制的復(fù)雜程度和涉及領(lǐng)域的廣度與初中教材存在著顯著差異。因此，文章以人教版教材“彈力”為例，對初中教材和高中教材中彈力相關(guān)內(nèi)容的編寫思路進(jìn)行簡要分析，從板塊、內(nèi)容、插圖三個方面對教材的設(shè)置情況進(jìn)行說明，最后基于對教材的分析情況提出關(guān)于彈力的教和學(xué)方面的銜接建議，即教法銜接上注重創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，搭建思維支架；學(xué)法銜接上要轉(zhuǎn)變固有思想，挖掘內(nèi)因動機。

【關(guān)鍵詞】初中物理 高中物理 彈力 教材

【中圖分類號】G633.7 " 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）23-61-04

高中教材在內(nèi)容編制的復(fù)雜程度上和涉及領(lǐng)域的廣度上都與初中教材存在著顯著差異，初中物理的學(xué)習(xí)與生活實際聯(lián)系更加緊密，而高中物理的學(xué)習(xí)是學(xué)生在對初中物理的認(rèn)知基礎(chǔ)上二次加工和利用，因此高中物理不僅給教師的“教”帶來了挑戰(zhàn)，也對學(xué)生的“學(xué)”提出了要求。教師需要依據(jù)高中教材的實際情況調(diào)整教學(xué)策略，學(xué)生也需依據(jù)自身的實際情況調(diào)整學(xué)習(xí)方式，師生共同努力才能更好地解決初高中物理教和學(xué)的銜接問題。在初高中教材銜接內(nèi)容中，彈力相關(guān)內(nèi)容是典型案例之一，本文對初高中物理教材中“彈力”內(nèi)容的銜接展開研究。

一、初高中教材彈力內(nèi)容的編寫思路

對2012年人教版物理八年級下冊（以下簡稱初中教材）和2019年人教版高中物理必修一（以下簡稱高中教材）中涉及的彈力內(nèi)容進(jìn)行分析，它們簡要的編寫思路分別如下：

在初中教材中，彈力單獨作為一節(jié)，先結(jié)合生活中常見的幾種物體在形變后的不同表現(xiàn)介紹彈性的性質(zhì)；再由手感受到“力”的作用引出彈力的概念、彈力的實例、彈力的限度問題；然后介紹彈簧測力計的原理、構(gòu)造和量程，并讓學(xué)生通過實驗練習(xí)使用彈簧測力計；最后利用“科學(xué)世界”板塊介紹材料的力學(xué)性能，幫助學(xué)生鞏固知識。

在高中教材中，彈力相關(guān)內(nèi)容作為“重力與彈力”一節(jié)的部分內(nèi)容，首先結(jié)合日常生活中相互作用的實例引出接觸力導(dǎo)入彈力的學(xué)習(xí)，并介紹形變；其次通過“通過平面鏡觀察桌面的微小形變”和“被拉長的彈簧拉著小車運動”的演示實驗得出彈力的概念；再次簡單介紹常見的幾種彈力與其方向；最后通過“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實驗說明胡克定律及其對應(yīng)的表達(dá)式等內(nèi)容。

二、初高中教材彈力內(nèi)容的設(shè)置情況

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對彈力一節(jié)的要求是通過常見事例或?qū)嶒灹私鈴椓??！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》對彈力相關(guān)內(nèi)容的要求是認(rèn)識彈力，通過實驗了解胡克定律，其中包括調(diào)查生產(chǎn)生活中所用彈簧的形狀及使用目的，能用胡克定律解釋其原理等。由此可知，高中課程標(biāo)準(zhǔn)中將學(xué)生通過“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”掌握胡克定律的實驗作為高中彈力部分的必學(xué)內(nèi)容。根據(jù)兩個階段課程標(biāo)準(zhǔn)的編制情況，初高中物理教材對彈力內(nèi)容的設(shè)置情況可以從板塊設(shè)置、內(nèi)容設(shè)置、插圖設(shè)置三個方面來說明。

（一）板塊設(shè)置：巧奪匠心的“加減法”

初高中教材彈力相關(guān)板塊設(shè)置情況如表1所示。

相比于初中教材，高中教材新增了“演示”板塊，并將此板塊設(shè)置在引出形變概念之后，這是基于初中所學(xué)的物體形變知識設(shè)置的，有利于進(jìn)一步完善學(xué)生對形變的理解。在“實驗”板塊，高中教材基于初中教材對彈簧測力計的練習(xí)使用基礎(chǔ)上，利用控制變量的科學(xué)實驗引導(dǎo)學(xué)生理解彈性形變的物體發(fā)生彈性形變時所受彈力與其形變量關(guān)系的規(guī)律，進(jìn)而幫助學(xué)生掌握“彈力”相關(guān)內(nèi)容。高中教材沒有“拓展學(xué)習(xí)”板塊，因為相比初中生，高中生已經(jīng)有了“材料的力學(xué)性能”知識的前概念。高中教材中的“隨冊練習(xí)”板塊相較于初中教材的相應(yīng)板塊來說，題目數(shù)量增多和內(nèi)容難度增大。就習(xí)題數(shù)量來說，增加了“實驗研究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”等題目；就習(xí)題內(nèi)容的難度來說，初中教材多為偏現(xiàn)象描述性的考查題目，如給出某個現(xiàn)象說明該現(xiàn)象是否符合某個原理等，而高中教材多為偏原理解釋性的考查題目，如舉例說明某個原理以及列舉出滿足該原理的現(xiàn)象等。

（二）內(nèi)容設(shè)置：螺旋上升的“高要求”

初高中教材彈力相關(guān)內(nèi)容設(shè)置情況如表2所示。

在教材內(nèi)容設(shè)置上，初中教材著重介紹彈簧測力計的構(gòu)造、量程、使用方法等簡單知識，并要求學(xué)生練習(xí)使用彈簧測力計，這些內(nèi)容側(cè)重學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中聯(lián)系生活實際，偏淺顯、直觀、機械、感性、單一，大多為靜止的狀態(tài)描述，對學(xué)生要求較低。而高中教材中利用胡克定律的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實驗，側(cè)重對學(xué)生實驗操作能力的培養(yǎng)，以及在驗證性實驗操作的過程中學(xué)生對胡克定律的掌握和應(yīng)用，這些內(nèi)容側(cè)重學(xué)生在理解概念的同時兼顧多角度的觀察和研究，偏復(fù)雜、抽象、靈活、理性、多樣，能兼顧靜態(tài)和動態(tài)的描述，對學(xué)生思維和理解能力的要求大幅提升。［1］

（三）插圖設(shè)置：茅塞頓開的“小實驗”

初高中教材彈力相關(guān)插圖設(shè)置情況如表3所示。

從表3中可以看出，初中教材的插圖注重從生活經(jīng)驗中略微滲透學(xué)科思想，物理概念和規(guī)律通常蘊含在生產(chǎn)、生活實際中，學(xué)生通過對現(xiàn)象的觀察、分析、總結(jié)、歸納得出。高中教材從與學(xué)生認(rèn)知沖突的實驗現(xiàn)象入手，通過讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察或邏輯思維推理，根據(jù)客觀事實來總結(jié)概括或歸納，最后讓學(xué)生理解并掌握所研究事物的概念。教材中彈力部分的“形變”不一定都是形象直觀的，有時需要借助某些物理方法（放大法）才能表現(xiàn)出來，當(dāng)生活現(xiàn)象不能清晰反映事物的規(guī)律時，高中教材常會呈現(xiàn)放大的示意圖來配合說明。另外，不同于初中教材在介紹彈力規(guī)律時不出示示意圖而是直接讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗記住規(guī)律的做法，高中教材呈現(xiàn)了驗證性實驗的實驗裝置圖和圖像坐標(biāo)圖，引導(dǎo)學(xué)生從根本上理解和掌握規(guī)律，并借助數(shù)學(xué)工具將規(guī)律定量化、抽象化。

三、對初高中教材彈力內(nèi)容的銜接分析

（一）教法銜接：創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，搭建思維支架

初中時期的教學(xué)過程一般與生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系，教學(xué)設(shè)計往往非常生動、形象，啟發(fā)性比較強。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理初期，往往能將物理這門學(xué)科與生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系在一起，但是對物理的認(rèn)識停留在比較淺顯的層面。高中教師往往是在學(xué)生初中時期建立的認(rèn)知基礎(chǔ)上完成更深層次的教學(xué)。物理來源于生活，如果教師能夠在銜接教學(xué)中創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)情境、營造輕松的教學(xué)氛圍，那么便有利于學(xué)生迅速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，這點有時候被一些高中教師忽視。還有的高中教師在設(shè)置教學(xué)內(nèi)容時會出現(xiàn)推導(dǎo)過程過于復(fù)雜、引入部分過于拖沓等問題。對于處于初高中過渡時期的學(xué)生來說，往往最簡單的教學(xué)語言和最直觀的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計能為他們學(xué)習(xí)新知識搭建思維支架，起到有效過渡的作用。

教師在對高中生進(jìn)行授課時，應(yīng)先明確初高中學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維邏輯上的異同點，從相似點入手，把握授課對象個體之間存在的差異。在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，教師應(yīng)充分掌握教材內(nèi)容的分布和側(cè)重點，從新課的教學(xué)設(shè)計、復(fù)習(xí)課的回顧總結(jié)、課后作業(yè)的布置安排、習(xí)題課的分類討論等方面完善預(yù)設(shè)工作，以確保整個教學(xué)環(huán)節(jié)生成的有效性。高中教材涉及的彈力現(xiàn)象不是都像初中教材所介紹的那樣直觀，有時不能直接從現(xiàn)實生活中舉出實例，需要借助一定的物理方法和手段。教師應(yīng)當(dāng)把新知識引入已知知識點，幫助學(xué)生進(jìn)行同化和順應(yīng)，創(chuàng)沒銜接性的問題情境，幫助學(xué)生更容易理解新知識。［2］例如在“形變”的教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以創(chuàng)設(shè)教學(xué)問題情境，詢問學(xué)生：“放在桌上的鉛筆使桌面發(fā)生形變了嗎？”設(shè)身處地地從學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)出發(fā)，讓學(xué)生帶著疑惑走進(jìn)彈力內(nèi)容的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。接著利用器材為學(xué)生演示“通過平面鏡觀察桌面的微小形變”實驗，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識不易察覺的形變現(xiàn)象，學(xué)生在觀察實驗、積極參與的同時，擴充了自身的認(rèn)知儲量。初中的彈力教學(xué)相較于高中而言比較淺顯，對于彈簧測力計的教學(xué)止于“在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長量就越長”，而高中彈力教學(xué)涉及胡克定律，這需要教師在教學(xué)設(shè)計時設(shè)置問題鏈來幫助學(xué)生銜接。例如教師可以詢問學(xué)生：“彈簧的伸長量和什么因素有關(guān)？具體關(guān)系是什么？如何設(shè)計實驗來驗證這個關(guān)系？”像這樣由淺入深的問題鏈能為學(xué)生搭建思維支架，幫助學(xué)生順利承接初中所學(xué)。在教師完成胡克定律的實驗教學(xué)后，學(xué)生對彈性形變的理解，從初中時期對彈簧測力計測力規(guī)律的定性了解層次，上升到高中時期對彈簧測力計胡克定律的定量分析層次。

（二）學(xué)法銜接：轉(zhuǎn)變固有思想，挖掘內(nèi)因動機

初中物理內(nèi)容相對直觀，學(xué)生往往只需聯(lián)系日常生活中所觀察到、接觸到的事物，其知識框架的搭建是基于頭腦中對生活的認(rèn)知，大多數(shù)知識不需要進(jìn)行過多分析和加工，其學(xué)習(xí)過程更像是將新學(xué)習(xí)的物理概念和物理規(guī)律疊加到原有認(rèn)知基礎(chǔ)里。而在高中時期，大多數(shù)情況下學(xué)生需要從多個方面或維度來理解新知識，并對知識進(jìn)行深度加工，探索不同知識間的邏輯性和連續(xù)性，這個過程相當(dāng)于學(xué)生頭腦中認(rèn)知結(jié)構(gòu)的更新或重建。高中生在學(xué)習(xí)過程中需要轉(zhuǎn)變固有思想，讓新舊知識有機融合。

在高中物理學(xué)習(xí)過程中，由于初高中學(xué)習(xí)方法的差異會導(dǎo)致較多問題，如學(xué)生可能會在知識理解、公式運算、圖形轉(zhuǎn)換、物理思路、解題方法等方面存在困難，這時學(xué)生應(yīng)該學(xué)會挖掘自身的內(nèi)因動機，尋找適合自己的學(xué)習(xí)方法。

從彈力內(nèi)容的學(xué)習(xí)來看，高中生在學(xué)習(xí)彈力內(nèi)容前頭腦中已有一些前概念，包括在初中學(xué)習(xí)的形變、彈簧測力計等內(nèi)容。高中對形變的介紹重點是生活中不易被察覺的變形物體以及放大法，學(xué)生在對彈簧測力計原理進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)時，應(yīng)回顧初中所學(xué)彈簧測力計的知識，并對現(xiàn)有知識進(jìn)行整合，完成胡克定律的初步學(xué)習(xí)。在課堂中應(yīng)用批判的眼光審思自己在預(yù)習(xí)時對形變、胡克定律的理解，重新理解教師所講授的內(nèi)容，并將新吸收的內(nèi)容補充到頭腦中已經(jīng)形成但尚未完整的知識框架中，最后完成隨堂筆記的補充與糾正，學(xué)生要重點掌握作圖規(guī)范這一初中彈力不曾涉及的內(nèi)容。另外，初中涉及的彈力習(xí)題都是比較簡單和淺顯的偏現(xiàn)象描述的問題，像“試著分析一個舊彈簧測力計不能準(zhǔn)確測量的原因”等，這類問題學(xué)生一般根據(jù)日常生活經(jīng)驗就能理解和辨別。但高中涉及更多的是綜合性問題，如“根據(jù)F-x圖像計算彈簧的勁度系數(shù)”等，這類題一般需要學(xué)生對課堂所學(xué)的知識進(jìn)行練習(xí)和拓展。高中物理知識結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變往往會讓處于過渡階段的學(xué)生產(chǎn)生不適應(yīng)感，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，這時應(yīng)鼓勵學(xué)生積極調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)動機、學(xué)會克服困難。如果在學(xué)習(xí)中遇到不能獨立解決的問題，應(yīng)積極尋求教師或其他同學(xué)的幫助。

四、結(jié)語

在初中，學(xué)生對彈力的學(xué)習(xí)往往只需聯(lián)系生活經(jīng)驗就能完成，而在高中，彈力內(nèi)容的學(xué)習(xí)僅靠學(xué)生的經(jīng)驗是不夠的，學(xué)生需要借助一定的物理方法和實驗來探索更深層次的內(nèi)容。雖然初中物理教材和高中物理教材中所涉及彈力的重點知識大致相同，但二者在編寫內(nèi)容的覆蓋廣度和涉及難度上有巨大區(qū)別。因此，在教學(xué)過程中，為了解決初高中物理教材的不同帶來的教和學(xué)銜接問題，教師需要從教材的編寫思路和設(shè)置情況出發(fā)，積極創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境，為學(xué)生搭建有效的思維支架，學(xué)生自己也應(yīng)積極主動轉(zhuǎn)變固有思想，挖掘自身潛在的學(xué)習(xí)動機，師生共同發(fā)力才能實現(xiàn)初高中物理學(xué)習(xí)的順利過渡銜接。

【參考文獻(xiàn)】

［1］呂榮清．初高中物理銜接教學(xué)的分析［J］．福建教育學(xué)院學(xué)報，2015（11）：88-89.

［2］徐瑞璟．基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初高中物理教學(xué)銜接：以“電路和電能”教學(xué)為例［J］．物理教學(xué)，2024，46（3）：17-20.

陳青雨 / 江蘇震澤中學(xué)育英學(xué)校，二級教師，從事中學(xué)物理教學(xué)（蘇州 215000）