顧 健

(蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學(xué)，江蘇 蘇州 215021)

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學(xué)科教學(xué)

初、高中物理教材中速度概念的銜接研究

顧 健

(蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學(xué)，江蘇 蘇州 215021)

以蘇科版《物理》教科書八年級(jí)上冊(cè)和人教版高中《物理》教科書必修1為樣本，深度剖析初、高中物理教材的速度概念銜接內(nèi)容，從知識(shí)內(nèi)容、方法與過程及情感態(tài)度三方面進(jìn)行銜接分析，提出務(wù)實(shí)物理概念教學(xué)，完善知識(shí)、技能的有效銜接；正確開展學(xué)生活動(dòng)，推動(dòng)過程、方法的有效銜接；構(gòu)建價(jià)值目標(biāo)框架，達(dá)成情感、態(tài)度的有效銜接；精讀初、高中教材，把握課程內(nèi)容的有效銜接等建議。

速度概念；初高中銜接；教學(xué)啟示；物理教材

概念反映事物的一般特性和本質(zhì)特性，并且用詞來標(biāo)志，是人們進(jìn)行思維活動(dòng)的基本成分，同時(shí)也是思維活動(dòng)的結(jié)果。[1]物理概念的掌握直接影響學(xué)生對(duì)物理原理、規(guī)律的理解，是學(xué)生有效掌握物理知識(shí)和方法的前提，是提升學(xué)生解決物理問題能力的基礎(chǔ)。物理概念作為初、高中物理教學(xué)的重要紐帶，對(duì)高中生的物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生巨大影響。物理教材是教師教學(xué)過程的重要參考，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要載體，本文以蘇科版《物理》教科書八年級(jí)上冊(cè)(以下簡(jiǎn)稱“初中教材”)和人教版高中《物理》教科書必修1(以下簡(jiǎn)稱“高中教材”)為樣本，依據(jù)初、高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)，分析教材中對(duì)速度概念建立的銜接情況，對(duì)初、高中物理教學(xué)的銜接提出建議。

一、初、高中物理教材中速度概念的銜接內(nèi)容

根據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中知識(shí)與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價(jià)值觀的三個(gè)角度，呈現(xiàn)初、高中物理教材中對(duì)速度概念的銜接內(nèi)容。

表1 初、高中物理教材速度概念的銜接內(nèi)容

由表1可知，初中教材的知識(shí)內(nèi)容較少，主要是基本概念、公式和單位；高中教材需要學(xué)生理解的內(nèi)容較多，除了基本概念、公式，還需要掌握坐標(biāo)的相關(guān)知識(shí)，并將速度分為平均速度和瞬時(shí)速度。初中教材設(shè)置了較多的體驗(yàn)活動(dòng)，沒有過多的理論分析；高中教材中利用物理科學(xué)方法理論推導(dǎo)，注重過程的分析與理解，運(yùn)用物理方法解決具體問題，致力于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)思想的理解。在培養(yǎng)學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀方面，初、高中教材占據(jù)一定篇幅，采用實(shí)際生活中的現(xiàn)象和熱點(diǎn)新聞，借助圖片和相關(guān)資料為達(dá)成該目標(biāo)提供素材?？傊?，高中教材在理論性、綜合性、系統(tǒng)性等方面比初中教材都有較大提升。

二、初、高中物理教材中速度概念的銜接分析

1.知識(shí)容量由簡(jiǎn)略到密集，內(nèi)容體系由粗糙到細(xì)致

初、高中物理教材知識(shí)與技能方面的銜接中，初中教材主要內(nèi)容是速度概念、公式及其單位的簡(jiǎn)單介紹；高中教材前后知識(shí)點(diǎn)的銜接也十分緊密，速度概念與剛學(xué)的坐標(biāo)、坐標(biāo)的變化量緊密聯(lián)系，利用位移和時(shí)間來引入速度概念，并用坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化量來表示速度公式。高中教材中速度概念的建立要求學(xué)生理解坐標(biāo)系、時(shí)間和位移等相關(guān)知識(shí)，是掌握速度概念的必要條件，前后銜接緊密。速度作為一個(gè)矢量，具備矢量性，既有大小，又有方向，是學(xué)生學(xué)習(xí)速度的難點(diǎn)，需要理解數(shù)學(xué)中矢量的相關(guān)性質(zhì)，與其他學(xué)科充分銜接。概念逐步建立后，將速度分為平均速度和瞬時(shí)速度，而初中教材中所講的速度概念通常是平均速率。高中教材的學(xué)習(xí)是對(duì)初中教材速度概念的修正、推翻到完善的過程，初中教材中所建立的是平均速率的概念。

2.學(xué)習(xí)過程由感性到理性，科學(xué)方法由隱性到顯性

初中教材以兩個(gè)學(xué)生活動(dòng)貫穿整節(jié)內(nèi)容，通過活動(dòng)提供學(xué)生豐富的感性材料和體驗(yàn)活動(dòng)，符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)?；顒?dòng)一：學(xué)生觀察紙錐下落的快慢，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，定性地感受速度的大小。活動(dòng)二：使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量紙錐下落的速度，定量比較速度的大小。兩次學(xué)生活動(dòng)中使用大小不等的紙錐，通過改變紙錐的表面積來改變空氣阻力的大小，使得紙錐下落的速度不同，但是學(xué)生具有物體下落快慢與物體質(zhì)量大小有關(guān)的錯(cuò)誤前概念。[2]初中物理教學(xué)過程中，教師往往不解釋紙錐下落的速度不同是由于所受空氣阻力不同造成的，此處改變紙錐的表面積(質(zhì)量)來改變紙錐下落的速度，對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤前概念存在深化的消極作用。初中速度概念的建立隱含比值定義的思想，為后面密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容等概念的形成奠定基礎(chǔ)，教師往往使用類比的思想滲透后面概念的本質(zhì)，如密度的大小在數(shù)值上等于質(zhì)量與體積的比值，但與質(zhì)量、體積沒有直接的聯(lián)系。高中物理教材中由自行車和汽車行駛的快慢得出兩種比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法：一種是相同時(shí)間內(nèi)，比較物體運(yùn)動(dòng)位移的大小，位移大運(yùn)動(dòng)得快；另一種是位移相同，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快。緊接著提問學(xué)生比較兩物體在不同時(shí)間通過不同的位移如何比較其運(yùn)動(dòng)的快慢，通過具體問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和方法解決問題，使用比值定義法建立速度概念，教材中使用旁批標(biāo)注比值定義的方法，顯化物理科學(xué)方法。將速度分為平均速度和瞬時(shí)速度，利用極限的思想從速度過渡到瞬時(shí)速度，與數(shù)學(xué)方法緊密地結(jié)合，要求學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。由于涉及速度概念的名詞較多，可分為速度、平均速度、瞬時(shí)速度、速率等，學(xué)生經(jīng)?；煜@幾個(gè)概念，若通過列表比較或旁批的形式梳理，可能會(huì)避免學(xué)生對(duì)概念的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

3.情感態(tài)度發(fā)展由國(guó)家民族意識(shí)轉(zhuǎn)向科技前沿?zé)狳c(diǎn)

初中階段學(xué)生逐步形成團(tuán)隊(duì)意識(shí)、自我價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)等世界觀，教材中的生活·物理·社會(huì)模塊介紹憑借速度為國(guó)爭(zhēng)光的運(yùn)動(dòng)員，介紹部分奧運(yùn)項(xiàng)目的路程和時(shí)間，學(xué)生可以計(jì)算出速度，感受物理知識(shí)的實(shí)用性，擁有學(xué)習(xí)物理的成就感，積極主動(dòng)地投入物理學(xué)習(xí)中，在獲取知識(shí)和技能的過程中，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的民族自豪感。初中學(xué)生的自我意識(shí)較強(qiáng)，對(duì)社會(huì)民族的發(fā)展具有較強(qiáng)的自信心與榮譽(yù)感，培養(yǎng)良好的民族意識(shí)有助于學(xué)生對(duì)自我要求的提升，促進(jìn)學(xué)生自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，教材設(shè)計(jì)的情感態(tài)度與價(jià)值教育符合初中生的思想特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過自己的努力為國(guó)家做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。高中教材中根據(jù)高中物理知識(shí)深度以及學(xué)生心理特征的變化，在STS模塊介紹社會(huì)交通工具的變化及其帶給社會(huì)的影響，比如交通堵塞、能源過度消耗等一系列問題，啟發(fā)學(xué)生討論交通工具的速度是不是越快越好，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待問題，樹立正確價(jià)值觀和強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任意識(shí)。“說一說”欄目中費(fèi)恩曼用幽默詼諧的語(yǔ)言鞏固學(xué)生對(duì)比值定義法的理解，活躍課堂的氛圍，貼近生活，讓學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)，感受物理大師的親切。高中生的心智逐步成熟，具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)于國(guó)家社會(huì)的責(zé)任意識(shí)更加強(qiáng)烈，心理上的民族意識(shí)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼男袆?dòng)，介紹科技前沿?zé)狳c(diǎn)的發(fā)展，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，激發(fā)對(duì)物理學(xué)中某一領(lǐng)域的研究，促進(jìn)學(xué)生對(duì)社會(huì)人類的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

三、對(duì)初中物理教學(xué)的啟示

1.務(wù)實(shí)物理概念教學(xué)，完善知識(shí)、技能的有效銜接

初中教材中建立的速度概念，實(shí)質(zhì)上是高中教材中的平均速度的大小即平均速率，將路程變化為位移，學(xué)生需要在理解位移的基礎(chǔ)上重構(gòu)速度概念，導(dǎo)致初、高中速度概念的理解產(chǎn)生落差，造成高中物理教學(xué)的難點(diǎn)。初中教材中可將速度改為速率，即路程與時(shí)間的比值，以區(qū)分速度概念，為高中學(xué)習(xí)速度搭建臺(tái)階。由于初、高中對(duì)速度概念的不同定義，在解決實(shí)際問題中也容易出錯(cuò)。如學(xué)生繞操場(chǎng)跑一圈，高中生計(jì)算出的速度大小為零，而初中生計(jì)算結(jié)果則不為零。初中教師也可在講解應(yīng)用速度公式解決簡(jiǎn)單問題時(shí)，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)在初中階段只研究速度的大小，不考慮方向，使學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)逐步與高中接軌，避免初、高中知識(shí)點(diǎn)的脫節(jié)和歧義。與之存在相類似的問題還有電阻概念的建立、歐姆定律到閉合電路歐姆定律以及電壓表和電流表的內(nèi)阻等，在初、高中物理教學(xué)的銜接過程中都有可能對(duì)學(xué)生的知識(shí)體系產(chǎn)生消極影響，務(wù)實(shí)和完善物理概念的有效銜接能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的掌握。

2.正確開展學(xué)生活動(dòng)，推動(dòng)過程、方法的有效銜接

學(xué)生在活動(dòng)中挖掘知識(shí)的奧秘，經(jīng)歷科學(xué)的過程，體會(huì)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，發(fā)揚(yáng)正確的科學(xué)精神。學(xué)生活動(dòng)的主要功能是幫助學(xué)生獲得正確的知識(shí)和技能，在經(jīng)歷探究過程中形成正確的價(jià)值觀。初中教材中學(xué)生活動(dòng)中的紙錐下落，改變紙錐的表面積進(jìn)而改變其下落速度，但也改變了紙錐的質(zhì)量，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)高中速度概念的學(xué)習(xí)，也可能會(huì)固化高中生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤前概念，阻礙對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。初中教材可以通過從同一較光滑的斜面的不同高度處釋放小球，來比較小球下滑的快慢。初中教材中提供學(xué)生豐富的探究活動(dòng)和感性材料，符合初中生的心理和生理特點(diǎn)，但選擇時(shí)必須凸顯它們的特點(diǎn)，在最大程度上反映概念的本質(zhì)和外延，而不對(duì)其他學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生消極作用。高中教材在速度一節(jié)中沒有安排學(xué)生活動(dòng)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但在后一節(jié)中安排實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，讓學(xué)生先學(xué)習(xí)理論后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，推動(dòng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固。初中教材對(duì)科學(xué)方法的教育主要是隱性的。相比之下，高中教材中顯化科學(xué)方法的教育，介紹比值定義法的相關(guān)內(nèi)容，但顯化程度不高，主要是了解方法的定義與使用，并沒有更深層次的內(nèi)容，推動(dòng)初、高中科學(xué)方法的顯化教育的銜接尤為重要。

3.構(gòu)建價(jià)值目標(biāo)框架，達(dá)成情感、態(tài)度的有效銜接

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中勾畫了物理知識(shí)體系的教學(xué)要求和學(xué)習(xí)目標(biāo)。初、高中教材中根據(jù)學(xué)生的實(shí)際，均為情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)提供了相關(guān)材料，促進(jìn)對(duì)物理知識(shí)和方法的領(lǐng)悟。初、高中教材中對(duì)物理概念、原理和規(guī)律等重點(diǎn)知識(shí)都采用不同字體、加粗或不同顏色來強(qiáng)調(diào)，對(duì)部分科學(xué)方法使用小結(jié)或旁批等形式加以顯化，并融入相關(guān)例題或案例說明科學(xué)方法。而情感、態(tài)度與價(jià)值觀這一目標(biāo)的主要內(nèi)容在教材中卻沒有較多地體現(xiàn)，新課改后提出情感態(tài)度與價(jià)值觀是一大亮點(diǎn)，但《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材中均沒有賦予該目標(biāo)應(yīng)有的地位，缺少主要內(nèi)容框架。依據(jù)知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)，著力滲透嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、實(shí)事求是等情感、態(tài)度、價(jià)值觀，構(gòu)建情感、態(tài)度與價(jià)值觀的內(nèi)容框架，為教師實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的教學(xué)提供參考和理論支撐，依據(jù)不同章節(jié)特點(diǎn)，著力滲透學(xué)生某方面的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。

4.精讀初、高中教材，把握課程內(nèi)容的有效銜接

教材的編制以《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，體現(xiàn)新課程改革的創(chuàng)新理念。根據(jù)初、高中學(xué)生的實(shí)際，教材凸顯了物理學(xué)科特色，符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。精讀初、高中教材，了解高中物理的基本內(nèi)容框架，把握高中物理知識(shí)的深度與廣度以及所要達(dá)到的課程目標(biāo)，完善初中物理教學(xué)，為高中物理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。初、高中物理在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等方面內(nèi)容存在深化的過程，由定性研究過渡到定量研究，由趣味性過渡到邏輯性。精讀初、高中教材，能夠高層次多角度審視初中物理教學(xué)，精確定位初中物理的教學(xué)要求，達(dá)到課程內(nèi)容的有效銜接。

對(duì)于速度概念的建立，初、高中教材在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀就存在如此大的區(qū)別與聯(lián)系，初、高中物理知識(shí)體系的有效銜接顯得尤為重要。避免初、高中物理教學(xué)銜接中出現(xiàn)問題，最大程度幫助學(xué)生在物理學(xué)習(xí)上自然過渡。順應(yīng)同化初中物理學(xué)習(xí)的前概念，合理建構(gòu)高中物理的新概念，在物理學(xué)習(xí)過程促進(jìn)學(xué)生心理品質(zhì)的發(fā)展和社會(huì)技能的提升，為學(xué)生的終身發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

[1] 張厚粲.學(xué)生掌握科學(xué)概念過程的心理分析[J].心理學(xué)報(bào)，1960(3):172-181.

[2] 周新艷，韓敘虹.“自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”課例的多次實(shí)踐與反思[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2010(5)：25-29.

[責(zé)任編輯：陳學(xué)濤]

[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.11.016

2016-04-20

江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)自籌課題(E-b/2013/005)。

顧健(1989-)，男，江蘇蘇州人，碩士。

G633.7

A

1002-1477(2016)11-0058-03