張啟業(yè)

(1.江蘇省海州高級(jí)中學(xué),江蘇連云港 222023;2.陜西師大物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院,西安 710062)

1 一堂初中物理公開(kāi)課引發(fā)的思考

在一次市級(jí)名師的公開(kāi)課展示活動(dòng)中,一位教師展示了初三年級(jí)畢業(yè)班的一堂電學(xué)復(fù)習(xí)課.這節(jié)公開(kāi)課得到了各位專家的好評(píng),取得了很好的教學(xué)效果.但是從中也引發(fā)了筆者對(duì)初高中物理教學(xué)銜接問(wèn)題的擔(dān)憂.這位教師舉了兩個(gè)例題,教學(xué)活動(dòng)圍繞著兩例中的兩個(gè)電路順次展開(kāi).

例1.如圖1所示的電路閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),請(qǐng)你判斷電流表A和電壓表V、V1、V2的示數(shù)如何變化?

圖1

經(jīng)過(guò)教師的提示后學(xué)生給正確解答:A表示數(shù)減小,V表示數(shù)不變,V1表示數(shù)減小,V2表示數(shù)增大.

然后教師引領(lǐng)學(xué)生對(duì)電路進(jìn)行分析,用電器可以是電阻,可以是滑動(dòng)變阻器,可以是電動(dòng)機(jī),也可以是電解槽,或者是熱敏電阻.學(xué)生不但能順利解答,而且還能在教師的帶領(lǐng)下拓展延伸.

例2.小明想測(cè)定一個(gè)額定電壓為6 V、額定電流為0.3 A的小燈泡的額定功率.實(shí)驗(yàn)室有如下器材:電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各 1 個(gè),3個(gè)規(guī)格分別為“5 Ω,1 A” 、“20 Ω,1 A” 、“1 kΩ,1A”的滑動(dòng)變阻器,電源 1個(gè)(電壓為 8 V),導(dǎo)線若干.

(1)通過(guò)分析,你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為_(kāi)______的滑動(dòng)變阻器.

(2)畫出測(cè)定小燈泡電功率的電路圖.

答案:(1)應(yīng)該選擇“20 Ω,1 A”的滑動(dòng)變阻器,因?yàn)橛谩? Ω,1 A”滑動(dòng)變阻器,會(huì)超過(guò)了小燈泡的額定電流,而用后一個(gè)滑動(dòng)變阻器,電阻值又太大了.

圖2

(2)電路如圖2所示.(兩個(gè)學(xué)生在黑板上畫的電路圖都一樣)

課堂上學(xué)生很活躍,紛紛舉手發(fā)言,回答問(wèn)題聲音洪亮,表達(dá)清晰,答案準(zhǔn)確,教師時(shí)時(shí)加以贊賞并帶領(lǐng)學(xué)生以鼓掌表示鼓勵(lì).

電學(xué)實(shí)驗(yàn)在物理高考中是一個(gè)非常重要的內(nèi)容,在江蘇高考試題中每年都占10分,學(xué)生的失分率往往很高.表現(xiàn)在電路連接時(shí),很多學(xué)生不管被測(cè)電阻跟電流表和電壓表內(nèi)阻的大小關(guān)系,都畫成電流表外接法電路,不管滑動(dòng)變阻器與電阻的大小關(guān)系都采用限流法.筆者問(wèn)他們?yōu)槭裁催@樣做,他們說(shuō)因?yàn)槌踔卸际沁@樣教的,都是這樣畫的.可見(jiàn)初中學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)太“牢固”了,對(duì)高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí),造成了“前攝抑制”.這種抑制是指先前學(xué)習(xí)材料的識(shí)記和回憶,對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)材料有時(shí)有干擾作用,如果對(duì)前面學(xué)習(xí)過(guò)的材料印象越深,對(duì)后面學(xué)習(xí)材料的干擾作用就越大.可見(jiàn),初中物理知識(shí)的學(xué)習(xí),有時(shí)會(huì)對(duì)高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)形成干擾,也即造成前攝抑制.

其實(shí),這兩個(gè)例題在高中物理中也可以解答,但答案是不一樣的.

例1中,由于電源有內(nèi)阻,當(dāng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),電阻增大、電流減小,即A表的示數(shù)減小,內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,即V表的示數(shù)增大,V1表的示數(shù)減小,V2表的示數(shù)增大.

例2中,滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法.限流法雖然電路消耗的能量小,但必須是滑動(dòng)變阻器的電阻比小燈泡的電阻大,才可以使用限流法.該例也可以采用分壓接法,采用分壓接法時(shí),容易調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓,使之滿足小燈泡的額定電壓.而測(cè)小燈泡的電阻時(shí),可以采用內(nèi)接法,也可以采用外接法.當(dāng)小燈泡的內(nèi)阻比電壓表的內(nèi)阻小得多時(shí),電壓表的分流作用可以忽略,可用外接法.當(dāng)小燈泡的電阻比電流表的電阻大得多時(shí),電流表的分壓作用可以忽略,用內(nèi)接法比較準(zhǔn)確.如果不考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻,那么既可用內(nèi)接法,也可用外接法.

這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該引發(fā)我們深入的思考,為什么許多學(xué)生在初中物理學(xué)得很好,進(jìn)入高中后卻感覺(jué)物理學(xué)習(xí)很困難呢?很多學(xué)生在初中本來(lái)是喜歡物理的,由于考試成績(jī)不好而變得害怕高中物理,有的最后不得不放棄物理學(xué)習(xí)而選學(xué)其他課程.江蘇的高考近年來(lái)出現(xiàn)了文理倒掛的現(xiàn)象,報(bào)考文科類的學(xué)生數(shù)和理科人數(shù)相當(dāng),甚至超過(guò)報(bào)考理科的學(xué)生.這種現(xiàn)象,直接影響著理工科院校的招生,影響了理工科人才的培養(yǎng).

2 重視初高中物理教學(xué)的銜接,防止前攝抑制的影響

初高中物理的教學(xué)銜接問(wèn)題,一直是物理教師們關(guān)注的問(wèn)題.其中,初中物理的的學(xué)習(xí)給高中物理的學(xué)習(xí)造成的前攝抑制,也是不容忽視的問(wèn)題.所以我們?cè)谶M(jìn)行高中物理教學(xué)時(shí),一定要了解初中物理教學(xué)的實(shí)際,切實(shí)避免前攝抑制對(duì)高中物理教學(xué)的影響.

2.1 了解初中物理教學(xué)內(nèi)容,關(guān)注學(xué)生的已有知識(shí),避免知識(shí)上的“前攝抑制”

在高中進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),要告訴學(xué)生滑動(dòng)變阻器既有限流接法,也有分壓接法,測(cè)電阻時(shí)既可以用電流表外接法,也可以用其內(nèi)接法,這和初中學(xué)習(xí)電路的連接方法不同.初中物理中描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量有速度(速率)、路程和時(shí)間,高中物理描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量有速度、瞬時(shí)速度、位移、時(shí)間、加速度等,其中速度、位移和加速度既有大小還有方向,是矢量.對(duì)于求解矢量問(wèn)題時(shí),學(xué)生經(jīng)常只求大小,忽略了方向,為此應(yīng)在課堂上進(jìn)行多次強(qiáng)調(diào),有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo).教師應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)新知識(shí)學(xué)習(xí)的特點(diǎn),辨析速度和速率、位移和路程的異同,指導(dǎo)學(xué)生掌握建立坐標(biāo)系選取正方向,然后再列出方程解決問(wèn)題的研究方法.用新的知識(shí)和新的方法來(lái)調(diào)整、替代學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu).把高中物理知識(shí)和初中的物理知識(shí)在文字表述、研究方法、思維特點(diǎn)等方面進(jìn)行對(duì)比,探究新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與差異.應(yīng)明確地告訴高中學(xué)生,既要充分利用初中物理知識(shí)的基礎(chǔ),又要避免初中物理學(xué)習(xí)中的某些前攝干擾.

2.2 了解學(xué)生初中物理的學(xué)習(xí)方法,避免初中物理學(xué)習(xí)方法上的“前攝抑制”

在初中物理學(xué)習(xí)中,物理現(xiàn)象和物理過(guò)程比較直觀淺顯,與日常生活現(xiàn)象聯(lián)系緊密,并且只要求定性地了解相關(guān)現(xiàn)象,并不要求定量地了解其本質(zhì).教師從生活或者實(shí)驗(yàn)中抽象出物理概念,然后指導(dǎo)學(xué)生用概念和規(guī)律反復(fù)做訓(xùn)練題,學(xué)生只要按照教師的要求去做,似乎就能學(xué)好物理,學(xué)生對(duì)教師的依賴性較強(qiáng).而初中教師對(duì)教材的依賴性也較強(qiáng).

高中物理研究的現(xiàn)象比較復(fù)雜,分析物理問(wèn)題不但要從現(xiàn)象出發(fā),更要建立物理模型,透過(guò)現(xiàn)象研究其本質(zhì).高中物理中更加注重學(xué)生對(duì)物理情境的理解、物理過(guò)程的分析和物理模型的建構(gòu).在這些動(dòng)態(tài)的思維活動(dòng)過(guò)程中,必然伴隨著很多思維方法,諸如類比和遷移、抽象和形象、順向和逆向、收斂和發(fā)散等等.教師在指導(dǎo)高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法時(shí),一定講清高中物理學(xué)習(xí)方法與初中物理學(xué)習(xí)方法的不同點(diǎn),避免學(xué)生仍然按照初中物理的學(xué)習(xí)方法來(lái)學(xué)習(xí)高中物理.

2.3 了解學(xué)生學(xué)習(xí)初中物理的習(xí)慣,避免初中學(xué)習(xí)習(xí)慣造成的“前攝抑制”

初中物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)和觀察為基礎(chǔ),因?yàn)槌踔猩乃季S還屬于經(jīng)驗(yàn)型,需要感性材料作支持.高中生的思維雖屬于理論型,但對(duì)一些比較抽象內(nèi)容的理解上,仍需借助于一些經(jīng)驗(yàn)型思維或形象思維,向抽象思維的更高層次的轉(zhuǎn)化,從而來(lái)理解這些較抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容.通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得生動(dòng)具體的感性認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、綜合、抽象、概括,進(jìn)而掌握事物的本質(zhì)和規(guī)律.所以,高中物理教學(xué)仍要借助觀察和實(shí)驗(yàn),但有時(shí)可以在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行分析、推理而得出結(jié)論,然后用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn).初中物理學(xué)習(xí)時(shí)涉及的物理現(xiàn)象和過(guò)程,大多是比較直觀、簡(jiǎn)單、與日常生活現(xiàn)象密切相關(guān).在學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維活動(dòng),大多是以生動(dòng)的自然現(xiàn)象和直觀實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的具體的形象思維,較少要求應(yīng)用科學(xué)概念和原理進(jìn)行邏輯思維等抽象思維方式.初中練習(xí)題,要求學(xué)生簡(jiǎn)單解釋物理現(xiàn)象的多,計(jì)算題一般稍加分析和公式變化,就能直接得出結(jié)果.高中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容在深度和廣度上有了很大的提高,研究的物理現(xiàn)象比較復(fù)雜,有時(shí)與日常生活現(xiàn)象的聯(lián)系不象初中那么緊密,也有些現(xiàn)象在生活中較難遇到.分析物理問(wèn)題時(shí)不僅要從實(shí)驗(yàn)出發(fā),有時(shí)還需從建立物理模型出發(fā),要從多方面、多層次來(lái)探究問(wèn)題.在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,抽象思維多于形象思維,動(dòng)態(tài)思維多于靜態(tài)思維,需要學(xué)生掌握歸納推理、類比推理和演繹推理等思維方式,特別需要具有科學(xué)想象能力.高中物理的練習(xí)題,不但需要通過(guò)發(fā)散性的分析,搞清物理過(guò)程,而且還需要進(jìn)行復(fù)合性的綜合,才能建立方程求解.

要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣,因?yàn)楠?dú)立思考是學(xué)好知識(shí)的前提.要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,使其具有終身學(xué)習(xí)的能力.通過(guò)課堂提問(wèn)和分析論述題,培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)物理概念與規(guī)律分析解決物理問(wèn)題、認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的習(xí)慣,要求學(xué)生明理而不是僅憑直覺(jué).通過(guò)課堂上教師對(duì)例題的分析,引導(dǎo)學(xué)生分析、討論和解答物理題,使學(xué)生注重物理過(guò)程的分析,養(yǎng)成先分析再解題的習(xí)慣.避免初中物理學(xué)習(xí)習(xí)慣的一些前攝抑制現(xiàn)象.

2.4 初中物理的教學(xué)應(yīng)該為學(xué)生的未來(lái)著想,給高中物理的教學(xué)埋下伏筆,避免“前攝抑制”

例如在初中物理教材中,速度的定義為物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程.這時(shí),教師應(yīng)講清楚這個(gè)定義是對(duì)于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)而言的.由于物體在各個(gè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢和方向是相同的,因此,任意時(shí)刻的速度都等于整段時(shí)間內(nèi)的平均速度.對(duì)于物體做變速運(yùn)動(dòng),物體在各個(gè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢和方向是不同的,這樣定義出來(lái)的速度只能是平均速度.如此一來(lái),就為高中學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度、平均速度概念打下了良好的基礎(chǔ).

在初中物理學(xué)習(xí)過(guò)程中,由于種種原因,學(xué)生往往在認(rèn)識(shí)上會(huì)形成許多誤區(qū).例如,許多學(xué)生認(rèn)為摩擦力總是阻力,總與物體運(yùn)動(dòng)方向相反.這時(shí),教師應(yīng)給學(xué)生講清楚摩擦力的方向總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),并不一定和物體運(yùn)動(dòng)方向相反.人在走路時(shí),就是依靠人和地面間的靜摩擦力,人才能前進(jìn),這時(shí)靜摩擦力方向和人的運(yùn)動(dòng)方向相同.同時(shí),重視物理規(guī)律的內(nèi)涵和外延,將新知識(shí)與原有的知識(shí)有機(jī)銜接起來(lái).例如,歐姆定律的內(nèi)涵是導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比(即部分電路歐姆定律).歐姆定律的外延是,電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比,與整個(gè)電路的總電阻成反比(即全電路歐姆定律).在初中物理的教學(xué)中,如果有意識(shí)地為高中物理學(xué)習(xí)埋下伏筆,學(xué)生步入高中物理的學(xué)習(xí)也就易于水到渠成了.