張啟平 劉麗梅

如何做好初、高中機(jī)械能教學(xué)銜接

張啟平 劉麗梅

初、高中物理學(xué)習(xí)要做好知識(shí)、方法、思維等方面的銜接。以《機(jī)械能》章節(jié)為例，分析了初、高中物理教學(xué)銜接的重要性，結(jié)合對(duì)機(jī)械能教學(xué)特點(diǎn)的探討，提出了幾點(diǎn)做好初、高中機(jī)械能教學(xué)銜接的對(duì)策，以期對(duì)高中機(jī)械能教學(xué)提供參考。

中學(xué)物理；機(jī)械能； 教學(xué)銜接

難教、難學(xué)是高中物理留給諸多師生的一個(gè)印象，其原因有很多。這不僅體現(xiàn)在教學(xué)層面的知識(shí)拓展上，也表現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)思維方式與獲取知識(shí)的方法轉(zhuǎn)變中。特別是在初中畢業(yè)剛進(jìn)入高中學(xué)習(xí)的過渡階段，初、高中物理教學(xué)銜接問題如果沒有有效解決，就會(huì)影響整個(gè)高中階段的物理教學(xué)。由于初中物理識(shí)記的內(nèi)容較多，注重理論的定性研究，而高中物理則以定量研究為主，以知識(shí)實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)為重，初、高中教育目標(biāo)出現(xiàn)較大程度的跨越，造成思維能力要求的巨大落差。如何在高一過渡階段處理好落差問題，促進(jìn)學(xué)生較好的銜接初高中物理學(xué)習(xí)，就成為一個(gè)有價(jià)值的問題。本文選擇高一物理《機(jī)械能》為例，嘗試處理初、高中教學(xué)內(nèi)容“斷層”問題，解決初、高中物理學(xué)習(xí)方法的差異，促進(jìn)初高中物理《機(jī)械能》教學(xué)的有效銜接。

一、初、高中物理教學(xué)斷層的原因

初中物理與高中物理有很大的差異。首先是學(xué)習(xí)內(nèi)容上的差異，初中學(xué)習(xí)的物理知識(shí)較為淺顯直觀，高中物理研究的現(xiàn)象較為復(fù)雜，需要學(xué)生通過現(xiàn)象研究物理本質(zhì)。例如，關(guān)于重力勢(shì)能的學(xué)習(xí)，初中階段學(xué)習(xí)只需掌握其決定因素，高中則需要從其定義、決定因素等各方面系統(tǒng)掌握，用機(jī)械能守恒定律分析物理過程和能量等相關(guān)問題。其次是學(xué)習(xí)方法的差異，初中物理學(xué)習(xí)的方法較為簡(jiǎn)單，問題分析與解答往往只需套用式；高中物理概念與規(guī)律較多，需要學(xué)生靈活應(yīng)用，分析與解決問題需從多層次與多方面進(jìn)行，也要學(xué)生具備相當(dāng)?shù)某橄笏季S能力。最后是思維方式上的差異，初中物理以具體形象思維為主，逐步向抽象思維過渡，而高中則以抽象思維為主，對(duì)學(xué)習(xí)思維水平有更高的要求。由于初、高中物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的差異性，以及物理知識(shí)學(xué)習(xí)的“斷層”現(xiàn)象，學(xué)生初入高中學(xué)習(xí)物理往往有些不適應(yīng)。無(wú)論是在知識(shí)銜接上，還是高一學(xué)生學(xué)習(xí)心理的過渡上，都給高中物理教師帶來(lái)了一定的難度。以《機(jī)械能》這一章的內(nèi)容為例，機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)在初中教材中已有介紹，但是要求比較淺顯；而高一物理教材中《機(jī)械能》一章的知識(shí)點(diǎn)較多，需要學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理、功能關(guān)系以及機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題。這對(duì)于剛?cè)敫咧械膶W(xué)生而言，有著非常大的學(xué)習(xí)難度，也給教學(xué)帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。

二、《機(jī)械能》章節(jié)教學(xué)特點(diǎn)

促進(jìn)初高中物理學(xué)習(xí)銜接需要教師在充分對(duì)比初中教材與高中教材的基礎(chǔ)之上，掌握新舊知識(shí)點(diǎn)之間的差異與共性，抓取物理學(xué)科的教學(xué)特征，把握教學(xué)規(guī)律，選取合適的教學(xué)策略，降低高中生物理學(xué)習(xí)的門檻，從而能夠讓學(xué)生盡快適應(yīng)高中物理教學(xué)，提升學(xué)習(xí)成績(jī)，做好初高中物理教學(xué)銜接。下面以《機(jī)械能》章節(jié)教學(xué)為例介紹我們對(duì)銜接的思考和實(shí)踐。

1.初高中物理教材對(duì)機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)的處理

初中階段關(guān)于《機(jī)械能》教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)主要包括功、功率、機(jī)械效率、能的概念、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能等。從現(xiàn)有初中教材來(lái)看，初中物理教材中對(duì)功和能的知識(shí)點(diǎn)處理方式為：先學(xué)習(xí)能再學(xué)習(xí)功，要求學(xué)生掌握做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移的過程，教會(huì)學(xué)生用控制變量法研究問題。高中階段《機(jī)械能》章節(jié)需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)包括功、功率、動(dòng)能、動(dòng)能定理、重力勢(shì)能、重力做功與重力勢(shì)能改變的聯(lián)系、機(jī)械能守恒定律以及功和能的關(guān)系等。其教學(xué)目標(biāo)為要求學(xué)生能夠熟練應(yīng)用動(dòng)能定理解答問題，能夠熟練應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題。初、高中機(jī)械能的知識(shí)對(duì)接具體情況如下。

功：初中要求計(jì)算力F同物體移動(dòng)距離S在相同方向上所做的功，高中則延伸到物體受到力F同發(fā)生的位移S互成角度時(shí)所做的功。

功率：高中教材在初中功率概念的基礎(chǔ)之上導(dǎo)出公式P=Fv，同時(shí)提出瞬時(shí)功率的概念。

動(dòng)能：初中階段學(xué)生只需掌握影響物體動(dòng)能大小的因素，高中則要求計(jì)算物體動(dòng)能大小的公式：。

重力勢(shì)能：同動(dòng)能一樣，高中教材中也給出了物體重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep=mgh。

機(jī)械能守恒定律：高中教材在初中教材知識(shí)點(diǎn)“動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化”的基礎(chǔ)之上提出機(jī)械能守恒定律。

功和能的關(guān)系：高中教材在初中“能的轉(zhuǎn)化”基礎(chǔ)上對(duì)功和能的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)。

2.機(jī)械能教學(xué)重難點(diǎn)

從現(xiàn)行的高中物理課本來(lái)看，許多章節(jié)的內(nèi)容與初中類似，例如《重力》《摩擦力》等在初中課本中都有所涉及，高中課本中的內(nèi)容可以說(shuō)是對(duì)舊知識(shí)點(diǎn)的拓展。教學(xué)實(shí)踐中也不難發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生都能夠快速將高中新學(xué)習(xí)的物理概念、規(guī)律等同所學(xué)到的物理知識(shí)整合，延伸自身知識(shí)結(jié)構(gòu)。但是往往在需要對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行更新，或者改變固有模式時(shí)，學(xué)生通常會(huì)顯得束手無(wú)策。此現(xiàn)象也正是《機(jī)械能》這一章節(jié)的教學(xué)重難點(diǎn)所在。此章節(jié)對(duì)于學(xué)生的抽象思維能力有較高的要求，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往只記住教材中“在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)中機(jī)械能守恒”，遇到實(shí)際問題難以有效分清研究對(duì)象以及受力情況，變通應(yīng)用能力有待提升。教師在教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的良好思維習(xí)慣是教學(xué)中需突破的重點(diǎn)。高中階段機(jī)械能教學(xué)當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)是較為重要的一個(gè)部分。但由于大部分實(shí)驗(yàn)是對(duì)初中實(shí)驗(yàn)的重復(fù)，并且用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)的誤差也較大，使得教學(xué)中實(shí)驗(yàn)效果不太理想，過于強(qiáng)調(diào)理論推導(dǎo)而忽視了實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)，一定程度上阻礙了學(xué)生的理解。日常的考試中，也不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)題較為畏懼，重視程度也不足，這也需要我們?cè)谌粘＝虒W(xué)當(dāng)中充分重視理論教學(xué)同實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效整合。

三、做好初、高中機(jī)械能教學(xué)銜接的對(duì)策

1.內(nèi)容銜接：找準(zhǔn)初中知識(shí)生長(zhǎng)點(diǎn)

上文有所提及，初中所學(xué)機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)較為零碎。要做好初、高中《機(jī)械能》相關(guān)章節(jié)的教學(xué)銜接，教師應(yīng)當(dāng)重視知識(shí)的系統(tǒng)化與結(jié)構(gòu)化，分析教材內(nèi)容，做到教學(xué)的承上啟下，充分整合高中教材與初中教材，將機(jī)械能的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，分析新舊知識(shí)的區(qū)別與聯(lián)系。在教學(xué)當(dāng)中應(yīng)注重對(duì)功、能關(guān)系的滲透，讓學(xué)生初步掌握利用功、能分析處理物理問題。如在講解《功與能》的關(guān)系這一節(jié)時(shí)，先向?qū)W生提問什么是“能”，在學(xué)生展開討論的基礎(chǔ)之上，深入分析能的定義，協(xié)助學(xué)生領(lǐng)會(huì)含義，再在學(xué)生明確能量概念的基礎(chǔ)之上，為后續(xù)的功能關(guān)系打好基礎(chǔ)。通過此章的學(xué)習(xí)需要讓學(xué)生掌握，利用功和能處理問題，如果滿足機(jī)械能守恒，那么機(jī)械能守恒定律優(yōu)先；如果不滿足，則應(yīng)選取功能關(guān)系或者動(dòng)能定理。誠(chéng)然要讓學(xué)生深刻理解與熟練運(yùn)用功能觀點(diǎn)，光靠《機(jī)械能》一章的教學(xué)是無(wú)法達(dá)到要求的，還需要后續(xù)的《電磁學(xué)》《熱學(xué)》等章節(jié)的學(xué)習(xí)，逐步加強(qiáng)理解，提升認(rèn)識(shí)。這也需要教師在后續(xù)教學(xué)中做好銜接，承上啟下。

2.方法銜接：豐富教學(xué)方法

《機(jī)械能》一章的教學(xué)，教師需要重視直觀教學(xué)，注重學(xué)生從形象思維向抽象思維的過渡。教學(xué)過程中，教師有必要多舉一些實(shí)例，多進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合直觀的物理現(xiàn)象構(gòu)建起物理模型，明確物理概念；利用實(shí)物演示等教學(xué)方法將抽象的物理概念同生活實(shí)際相聯(lián)系，讓教學(xué)更為生動(dòng)，從而使學(xué)生更快地適應(yīng)高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。如在教學(xué)機(jī)械能守恒定律時(shí)，教師可先通過情境導(dǎo)入的方式引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從“鉛球會(huì)不會(huì)碰到鼻子”的游戲入手，在教室當(dāng)中懸掛一個(gè)實(shí)心球，請(qǐng)學(xué)生進(jìn)行“碰鼻子”的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受鉛球勢(shì)能與動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化的過程，并提出問題：機(jī)械能守恒嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考動(dòng)能增加量與勢(shì)能減少量之間的關(guān)系，并在學(xué)生猜測(cè)的基礎(chǔ)之上，與學(xué)生共同通過實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集器、光電門傳感器、計(jì)算機(jī)）驗(yàn)證推測(cè)是否正確，并在實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過有效的師生互動(dòng)，共同分析與解讀機(jī)械能守恒定律。利用此方法，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的積極性，也能夠讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過程中領(lǐng)會(huì)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。

3.思維銜接：搭好提升的階梯

高中物理問題解決的思路通常為：明確研究對(duì)象，再對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，建立物理模型，尋找規(guī)律并解答問題。因而在教學(xué)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)充分做好教學(xué)思維的銜接工作，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從物理情境以及過程當(dāng)中找出解題的方法與規(guī)律，逐漸提升物理問題的分析與解決能力。

習(xí)題：位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R，一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過圓形軌道最高點(diǎn)。且在該最高點(diǎn)軌道間的壓力不能超過5 mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。教學(xué)中，教會(huì)學(xué)生解決此類問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重分以下幾個(gè)步驟進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生思維能力：先讓學(xué)生學(xué)會(huì)選取研究對(duì)象，選好研究過程；再判斷是否能夠用機(jī)械能守恒定律；選取參考平面，確定研究對(duì)象在過程當(dāng)中起始與結(jié)尾狀態(tài)的機(jī)械能；最后寫出表達(dá)式解答。通過例題的講解逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力與將理論運(yùn)用到實(shí)際的能力。

4.學(xué)法銜接：促進(jìn)學(xué)習(xí)方法過渡

先針對(duì)初中課堂容量較小，學(xué)生自學(xué)能力不強(qiáng)的特征，高中教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)法指導(dǎo)。指導(dǎo)學(xué)生自身合理安排時(shí)間，學(xué)會(huì)預(yù)習(xí)、自學(xué)以及自主思考；課堂教學(xué)容量需要做到循序漸進(jìn)，逐漸增加課堂教學(xué)內(nèi)容，給予學(xué)生一定的過渡，以初中的知識(shí)作為“生長(zhǎng)點(diǎn)”來(lái)拓展深入。再?gòu)?qiáng)化學(xué)生在對(duì)功和能等概念與規(guī)律學(xué)習(xí)時(shí)的方法意識(shí)，加強(qiáng)理解概念與規(guī)律的表達(dá)形式、確切含義以及適用條件，分清相關(guān)說(shuō)法的對(duì)錯(cuò)，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重從高一開始訓(xùn)練學(xué)生做示意圖的習(xí)慣與能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)構(gòu)建正確的物理模型，提升分析與解決物理問題的能力。如功能關(guān)系習(xí)題講解，讓學(xué)生審題時(shí)做到邊讀題邊畫圖，將重點(diǎn)放在物理問題的分析和提升解決問題的能力上。除此以外，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)部分，初中實(shí)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單，高中實(shí)驗(yàn)需要更多的定量分析與計(jì)算。教師需加強(qiáng)指導(dǎo)，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)與理論知識(shí)結(jié)合的重要性，以及初高中物理實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理。

四、結(jié)束語(yǔ)

在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，我們必須要做到從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，重視學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律?；趯?duì)初、高中機(jī)械能教學(xué)內(nèi)容的深入分析與整合，我們應(yīng)堅(jiān)持循序漸進(jìn)的教學(xué)理念，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)與思維習(xí)慣的鍛煉，引導(dǎo)學(xué)生把握高中物理學(xué)習(xí)差異性，讓學(xué)生盡快地適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí)，從而提升物理教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。

［1］ 邢紅軍.物理教學(xué)論［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2015.

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張啟平，碩士，中教高級(jí)，校長(zhǎng)。劉麗梅，本科，中教一級(jí)。湖北省十堰市第十三中學(xué)，442000

本文系湖北省中學(xué)物理課題《初高中銜接教學(xué)研究》（編號(hào)：HBWL—xj14033）階段性研究成果。