初高中物理梯度的研究

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1初高中物理延续的内容的梯度

1．1力学部分

初中涉及到的力只有重力、弹力(支持力和压力)、摩擦力、浮力、电或磁或分子间的引力与斥力．初中分析物体受力只限制在两个或三个，计算依据力的平衡条件．初中对合力的研究只限于两至三个，而且是同一直线上的．初中只研究匀速直线运动，变速直线运动只作了解．初中只求同一直线上外力对物体做功、机械能只涉及到动能、势能的定义，动能与势能的大小只涉及到与哪些因素有关，而不需要计算．高中物理涉及到的力的种类多，受力分析及计算复杂．除了初中涉及到的力以外，还有万有引力、库仑力、电场力、洛伦兹力、安培力、回复力．用牛顿第二定律来计算外力或合外力大小，由不同的运动规律来求相关力的大小，或者由不同的受力及运动情况来求速度、加速度、角速度、线速度、周期、频率．相比之下对学生能力要求有了大幅度的提升．

1．2电磁学部分

初中物理的电磁学部分主要涉及两种电荷，摩擦起电、电荷间的作用规律及静电的应用;串并联电路及连接、开路、通路、短路的概念与识别、电流表、电压表、滑动变阻器的应用与注意事项、电阻的概念及电阻的大小与哪些因素有关、串并联电路的电流与电压及电阻特点、欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律、家庭电路与电能表及测电笔的使用，家庭安全用电知识．磁体的性质、磁极间的作用规律、磁场的概念、磁感应线、电流的磁效应、右手螺旋定则、磁场对电流的作用、电动机、电磁感应现象、发电机、电磁铁．高中电磁学在初中的基础上还增加了电阻定律、闭合电路欧姆定律和多个重要的学生分组实验，增加了安培力、电流表的工作原理、洛伦兹力、质谱仪、回旋加速器、安培分子电流假说、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象、日光灯原理、表征交流电的物理量、电感和电容对交流电的影响、变压器、电能的输送等内容．另外，增加了有关电场的知识，使高中的电学部分基本能够自成体系，更好地建构了高中学生的知识结构．

1．3热学部分

初中的热学部分主要是物态变化、分子运动、热量与内能及热机．涉及的知识点有温度、熔化、凝固、晶体、非晶体、熔点、凝固点、汽化、沸点、液化、升华、凝华、物态变化中的吸放热、分子运动论、内能、改变内能的方式、热量、热值、燃料放热公式、比热容、物质吸放热公式、热机的四冲程及能量转化、热机效率．涉及到的实验计算极其简单，基本上是记忆内容，对理解能力的要求不高．高中热学部分深化了分子动论、分子力的内容，推出了热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律、气体的性质等内容，同时深化了气体压强、温度(温标)等概念．对学生的空间想象力、图像表达能力、物理过程理解能力、运用公式计算能力、数学工具的运用能力都有很大的提高．1．4光学部分初中光学知识主要是光的直线传播、光的反射、光的折射、光的色散、透镜对光的作用、凸透镜成像、眼睛与眼镜．主要规律是反射定律、折射规律、凸透镜成像规律．高中光学增加了全反射、光导纤维(光纤通信)，光谱分析、光的干涉、衍射、偏振、光电效应等内容．还涉及折射率的计算与图像的运用．对学生分析问题、解决问题的能力有较大的提高．

1．5声学部分

初中声学部分只学习声音的概念，声音的传播、认识简单波形的振幅与频率，知道音调由什么决定、响度与哪些因素有关．知道超声与次声的概念，了解超声与次声的应用．知道噪声的危害与控制环节．高中增加了机械波(水波、弹簧波、绳波)、电磁波、物质波、波的图像、波长频率、波速、惠更斯原理、波的反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效应、超声波、次声波等内容．

2初、高中物理认识层次的梯度

2．1知识更系统化、全面化、深度化

初中的力学只介绍几个生活中常见的力、匀速直线运动，了解变速度直线运动，而且侧重于现象与定性描述，高中由初中的标量过渡到矢量，而且深入到本质，每种量对应的变化规律都以公式的形式出现，由定性描述过渡到定量描述．

2．2突出物理量与物理过程的分解与合成

初中只涉及简单的物理量及物理过程，高中将知识系统化、全面化，所以它突出物理量的分解与合成．例如，初中关于合力问题只涉及到同一条直线上二力合成，关于等效电阻，常描述为总电阻，对合成思维提得很少，更不用说将一物理量如何分解了，高中则注重合成与分解．

2．3注重物理模型的建立

初中物理知识可以说是很浅的，它用模糊描述，而高中更注重精细，常建立物理模型．初中只讲物体、杠杆、滑轮、滑轮组，好象这些简单机械没有质量或存在摩擦，电流表、电压表都没有内阻，电源也无内阻，电源输出的电压是恒定不变的．而高中则给出模型，如质点、轻绳、轻杆、光滑面、分子模型、理想气体、绝热材料、点电荷、电场线、等势面、理想伏特表、理想安培表、磁感线、分子电流、光子、薄透镜、卢瑟福模型等．

2．4注重准确，讲究严密性

初中物理往往是大致的描述问题，对物理概念也是这样，往往近似地研究问题，对有些次要的量或因素总是忽略不计．而高中则注意准确性与严密性．例如，初中讲产生感应电流的条件是:闭合回路中一部分导体切割磁感应线运动．很显然它不全面．而高中讲产生感应电流的条件是:只要穿过闭合导体回路中磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流．这一描述适应所有情况，准确到位．

3初、高中物理思维能力上的梯度

3．1形象思维建构知识与抽象思维建构知识间的梯度

初中知识往往是很肤浅的、单一的、静态的、最简单的知识．只要观察一些现象，简单分析，就能归纳出结论．学生在旧知基础上同化新知，往往只用形象思维就能达到结果．而高中知识往往是复杂的、合成的、立体的、动态的．要利用旧知来同化新知，达到知识的迁移，是不能直接观察，而是利用图像分析、数学函数分析、结合分解法将复杂知识分解成几个简单知识才能认识它们，最终才能找到物理现象中的本质与规律．所以用形象思维来建构知识是不够的，往往都是用抽象思维来建构知识．显然，从形象思维到抽象思维的过渡，它们之间还有一段距离．例如，在初中我们建构速度这一概念，我们用某一确定的路程与对应时间的比值来建构它，这是很形象的思维过程．而在高中我们要建构瞬时速度，要模仿初中的思维方法，是不够的，还要用到极限的数学方法，同时还不能忘记高中的速度是矢量．

3．2指导记忆型学习与独立理解型学习间的梯度

初中学生由于年龄小，智力水平还不高，自主独立性很差，学习也是一样，往往要老师来引领，指导他们学什么，怎样去学，学生在教师的指导下往往是记忆型的学习．进入高中阶段的学生，在小学与初中已有一定的知识积累与学习经验基础上，知识量的增多，全靠教师指导来学习，在时间与精力上是不允许的，教师只有培养学生自主学习、独立学习．很显然这两种学习能力的层次不同．例如在初中，学习测量，教师往往指导学习观察什么，怎样使用刻度尺，会出什么错误，然后指导学生练习哪些题目，教师再逐一订正讲解．而高中学习阶段由于时间关系，对游标卡尺与螺旋测微器的使用相对高中知识来说已是非常简单的内容，不可能做到每个环节都来指导，让学生去记忆．只能作介绍使用方法，最后举几个例子，布置几道作业．其它的事都是靠学生自己去完成．这就要靠学生自主学习，许多地方只能独立理解了．

3．3用语言文字描述物理问题与用数学公式或图像描述物理问题间的梯度

初中物理知识很肤浅，初中学生的数学知识也很肤浅，对物理问题的描述只能用语言文字来进行，而高中知识较深，物理规律较多，学生的数学知识也达到相应的水平，许多物理问题用语言文字描述往往会达到几百字，很不方便，但改用数学公式或图像就简捷得多．例如，初中对某个力对物体做功，只讲力的大小，物体运动的距离就行了，高中涉及到变力，而且方向与距离不在一条直线上，这个力的变化规律用文字很难表达清楚，只能用一数学公式来表示，路径用文字更难以表达，但画一个图像便一目了然．然而，在初中将数学公式或图像表示，学生看不懂，又不比文字表达简单．

3．4单向思考问题与空间想象问题之间的梯度

初中物理研究的问题是单一的，某种变化也是单一的或先向什么方向变化，再向反方向变化．所以学生思考问题只要向两个方向中的一个方向思考即可，而且许多问题都是一维问题，不会出问题后的问题．而高中思考问题不是单一的，某种变化也可能不是向某个方向的，许多问题带有问题后的问题，许多问题带有两维性．例如，初中在研究动能与哪些因素有关时，一个小球撞击一木块，小球速度变小了，木块速度变大了，最后木块受到摩擦力，又慢慢停下来．就是这样一个物理过程，思考起来都具有单一性，单向性．而高中在研究碰撞问题时，可能要研究碰撞后的物体受摩擦力做功，然后物体可能在圆周上做圆周运动，圆周运动后可能做平抛运动，它从一维问题变到二维问题，从一个规律变到另一个规律．显然，学生在思考问题时与初中之间有很大的梯度．

3．5观察总结型问题与综合分析问题间的梯度

初中教材的知识层次很低，很多知识是从观察中来的，许多问题也是观察型的，只要学生观察便很容易总结出结论的．而高中教材的层次高，许多现象观察不到本质的东西，需要综合分析才能发现其本质与规律．所以，我们说初中学生具有的能力层次是观察总结型的，高中学生的能力具有综合分析型特点的．例如，初、高中都研究电阻与哪些因素有关，初中用控制变量的方法，一个一个地找电阻与什么因素有关，最后得到一个定性的结论，导体的电阻与材料、长度、粗细、温度有关．最多是说导体越长，电阻越大，导体越粗，电阻越小之类的结论．而高中实验后要得出电阻定律，这需要一定的综合分析问题的能力才能完成．

4做好初高中衔接的降阶对策

在高一教学时，教师尽量采用直观教学法，多做实验，多举实例，多与生活联系，变抽象为形象，变枯燥为生动，不能过快用图像与数学知识来分析问题，但也要结合图像与数学知识来教学，就是把形象思维的培养与抽象思维的培养相融合．做到逐渐过渡，切不可过快打破学生形象思维的习惯．要指导学生主动预习，独立观察与思考问题，逐渐培养学生的自主独立学习的能力．实验教学应增加启发性，多增加自主探究的成份，不要包办代替，培养学生探究式学习的能力．课堂教学中要多创设思维情境，培养学生的抽象、概括与综合分析能力．在物理概念和规律教学中，强调思维方法的应用，让学生抽象概括出事物的物理本质属性和基本规律，着重培养、提高学生抽象概括能力．教学中多使用画图法，不断建立物理模型，并强调高中物理模型的重要．比如，研究物体的运动，首先要确定物体的位置．物体都具有大小形状，运动的物体，各点的位置变化一般是各不相同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不容易．但在一定条件下，把物体抽象为质点，忽略物体的大小形状，问题就简单了．如在平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动，就可把汽车当作质点．教学中加强对物理过程的分析，使学生在自主学习时，也能自觉分析物理过程．教学生学会运用形式逻辑的“大前提、小前提、结论”，教会学生分析问题、解决问题．同时，物理教学时，要把自己当作是个数学教师，在细讲物理的同时要粗讲数学的应用．例如，在讲速度的合成与分解时，讲平行四边形法则与正交分解法时，先讲数学上三角函数知识．当然，教无定法，学无定式，贵在得法．只要初、高中两结合，不断研究课标与教材，把握整个中学学段初、高中之间的联系，树立长远教学目标，从认识论与心理学的角度不断去研究，就能找到初、高中之间台阶所在，就能做到教法与学法指导随机转换，既能把自己当作一位初中教师，又能把自己当作一位高中教师，只要我们努力去研究并不断去实践，定能做好初、高中衔接中的降阶工作．

作者：邢海根朱红卫单位：庐江第四中学