何晉中

摘 要 在以往高中物理教學(xué)銜接的研究中，關(guān)注更多的是初高中物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的銜接，或只是局限于物理與數(shù)學(xué)的銜接，而鮮有涉及物理與化學(xué)、地理、政治、歷史等學(xué)科銜接的研究。文章探討了高中物理教學(xué)中，物理與數(shù)學(xué)、化學(xué)、地理、歷史、政治等學(xué)科銜接的盲點(diǎn)，并對(duì)教學(xué)提出了建議。

關(guān)鍵詞 物理教學(xué) 跨學(xué)科 銜接 盲點(diǎn)

知識(shí)原本不分學(xué)科，也無學(xué)科界限。物理教學(xué)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)物理學(xué)科與其他學(xué)科的跨學(xué)科綜合，其中高中物理教學(xué)與數(shù)學(xué)、地理、化學(xué)聯(lián)系較為緊密，與政治、歷史有一定聯(lián)系。因?yàn)槠渌麑W(xué)科知識(shí)教學(xué)滯后造成物理學(xué)科教學(xué)障礙，特別是數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)滯后對(duì)物理教學(xué)影響很大。同時(shí)，物理學(xué)科教學(xué)滯后也會(huì)對(duì)其他學(xué)科造成影響。因此，物理教師有必要理清高中物理教學(xué)中物理與其他學(xué)科知識(shí)的銜接盲點(diǎn)，以利于教師更好地預(yù)設(shè)、更有針對(duì)性地解決問題。

一、高中物理與其他學(xué)科的銜接問題

1.高中物理與數(shù)學(xué)學(xué)科銜接

（1）物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)的銜接盲點(diǎn)

①斜率。斜率在物理圖象中應(yīng)用廣泛，如位移時(shí)間圖象、速度時(shí)間圖象等。數(shù)學(xué)上學(xué)習(xí)斜率滯后于物理上的應(yīng)用。學(xué)生在高一第一學(xué)期第一個(gè)月學(xué)習(xí)第一章速度時(shí)間圖象就應(yīng)用斜率，而數(shù)學(xué)在高一第一學(xué)期接近期末或高二上學(xué)期才安排斜率教學(xué)。

②三角函數(shù)。三角函數(shù)在中高一物理的運(yùn)用主要有力的合成與分解、運(yùn)動(dòng)的合成與分解兩個(gè)方面。學(xué)生在高一上學(xué)期，學(xué)習(xí)力的合成與分解時(shí)，就需要用到三角函數(shù)，而數(shù)學(xué)上學(xué)習(xí)三角函數(shù)是在高一下學(xué)期后半段，明顯滯后物理教學(xué)需要。

③矢量。矢量即數(shù)學(xué)的向量。高中物理第一次接觸矢量是在物理必修1第一章第二節(jié)學(xué)習(xí)位移時(shí)，只涉及矢量的定義及區(qū)別矢量與標(biāo)量。學(xué)習(xí)力的合成與分解時(shí)，需要對(duì)不在一條直線上的兩個(gè)力進(jìn)行矢量運(yùn)算。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)向量知識(shí)是在高一下學(xué)期，滯后物理矢量學(xué)習(xí)一個(gè)學(xué)期。

④圓。圓的知識(shí)在高中物理的運(yùn)用主要有圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)、畫矢量圓找極值等。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要畫出軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系找半徑、找弧長、圓心角等，對(duì)圓的知識(shí)要求較高。數(shù)學(xué)上，學(xué)生在高一上學(xué)期學(xué)習(xí)圓，而物理上運(yùn)用在高一下學(xué)期期中和高二上學(xué)期臨近期末。數(shù)學(xué)上圓的學(xué)習(xí)先于物理運(yùn)用，但物理上更注重作圖能力，學(xué)生作圖能力差，影響問題解決。

⑤統(tǒng)計(jì)。數(shù)學(xué)上，學(xué)生在高二下學(xué)期開學(xué)到5月初這段時(shí)間學(xué)習(xí)了統(tǒng)計(jì)上的排列組合、二項(xiàng)式定理、離散型隨機(jī)變量及其分布和正態(tài)分布等。學(xué)習(xí)這些知識(shí)有利于學(xué)生理解波粒二象性、氣體速率分布規(guī)律等物理知識(shí)。

（2）數(shù)學(xué)思想方法的遷移

數(shù)學(xué)思想方法在物理上運(yùn)用比較多，這里列舉幾種常見的。

①極限法。極限法是用極限思想分析問題和解決問題的一種數(shù)學(xué)方法。極限法在物理上運(yùn)用比較多。例如用極限法求瞬時(shí)速度。

②函數(shù)法。把物理量之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為函數(shù)，然后利用函數(shù)性質(zhì)及函數(shù)圖像來求解物理中對(duì)應(yīng)的有關(guān)物理問題。物理上討論極值問題、追擊問題、帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)求解粒子飛出磁場的位置坐標(biāo)等問題常使用函數(shù)法。

③數(shù)形結(jié)合法。數(shù)形結(jié)合在物理上有廣泛運(yùn)用，實(shí)質(zhì)是把抽象的物理語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言，再轉(zhuǎn)化為直觀圖形。例如，研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)畫速度時(shí)間圖象快速準(zhǔn)確解決問題。

④微元法。微元法是分析、解決物理問題的常用方法。用微元法可簡化復(fù)雜物理過程，用熟悉的規(guī)律迅速解決問題。例如，推導(dǎo)重力、電場力做功與路徑無關(guān)。

2.高中物理與化學(xué)學(xué)科銜接

高中物理與化學(xué)銜接知識(shí)點(diǎn)主要有：物理選修3-5中氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)、軌道、能級(jí)躍遷等與化學(xué)選修3中第一章原子結(jié)構(gòu)中的能級(jí)、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜等；原子模型演變、電子云圖、物質(zhì)波與化學(xué)選修3中的電子云與原子軌道；物理上的量子理論與化學(xué)上的泡利原理；物理選修3-3中的晶體與化學(xué)選修3第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一章。以上所列知識(shí)，學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)上的要求和難度高于物理。如果學(xué)校開設(shè)化學(xué)選修3模塊，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)物理，會(huì)實(shí)現(xiàn)物理和化學(xué)教學(xué)雙贏。

3.高中物理與地理學(xué)科銜接

高中物理與地理銜接主要有：在物理必修2天體運(yùn)動(dòng)部分，物理選修3-1“磁場”一章經(jīng)常會(huì)有不少物理問題涉及地磁場[1]，需要學(xué)生把高中地理必修1地球與地圖的知識(shí)遷移到物理上來，如利用經(jīng)緯網(wǎng)格計(jì)算距離、時(shí)間等。雖然學(xué)生學(xué)習(xí)地球與地圖部分，早于物理上的運(yùn)用，但由于文理分科較早，不少學(xué)生高一第一學(xué)期開學(xué)就分科，即使在第二學(xué)期才分科，但學(xué)生對(duì)選文理早有意向，決定選理科的學(xué)生學(xué)習(xí)地理不認(rèn)真，導(dǎo)致地理知識(shí)儲(chǔ)備不能滿足物理學(xué)習(xí)需要。

4.高中物理與歷史學(xué)科銜接

高中物理與歷史的學(xué)科銜接點(diǎn)主要是在高中歷史必修III中第25課“現(xiàn)代科學(xué)革命”中經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)、愛因斯坦相對(duì)論、量子理論的微觀世界等。以人教版物理教材為例，這些內(nèi)容安排在物理必修2“萬有引力與航天”一章第6節(jié)“經(jīng)典力學(xué)的局限”，學(xué)習(xí)時(shí)間為高一下學(xué)期期中，早于歷史學(xué)習(xí)時(shí)間，但物理上這部分內(nèi)容教材編排不如歷史詳細(xì)，教師重視程度不如歷史。比如，歷史教材為了幫助學(xué)生理解相對(duì)論，詳細(xì)介紹了雙生子佯謬這一經(jīng)典的相對(duì)論思想實(shí)驗(yàn)，但物理教材卻沒有。相對(duì)論、量子理論難度較大，不是三言兩語可以講清楚，相對(duì)論和量子理論也不是歷史老師可以講清楚的。雖然歷史教學(xué)重點(diǎn)不在于突破物理理論的理解，而在于發(fā)現(xiàn)這些理論的意義，但教師對(duì)知識(shí)本身理解不深，容易導(dǎo)致課堂講授不透。物理教學(xué)對(duì)這一內(nèi)容的輕視必然導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)歷史困難。

5.高中物理與政治學(xué)科銜接

高中物理與政治學(xué)科的銜接主要是哲學(xué)。哲學(xué)是一切學(xué)科的母學(xué)科。高中物理很多教學(xué)內(nèi)容都蘊(yùn)含哲學(xué)思想，物理教學(xué)中也提倡滲透哲學(xué)思想，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平提高。如果學(xué)生對(duì)哲學(xué)有所了解，對(duì)學(xué)生理解物理知識(shí)必然有幫助。這里簡單列舉幾個(gè)在高中思想政治4“生活與哲學(xué)”中與物理密切相關(guān)的哲學(xué)觀點(diǎn)。“運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的”，政治上在闡明這一哲學(xué)觀點(diǎn)時(shí)，以永動(dòng)機(jī)為例。如果學(xué)生能理解“真理是有條件的”，對(duì)理解物理規(guī)律有適用條件，經(jīng)典力學(xué)有局限性等有幫助。構(gòu)建“整體與部分的統(tǒng)一”這一哲學(xué)觀點(diǎn)，對(duì)學(xué)生在受力分析時(shí)“整體法”與“隔離法”的運(yùn)用，以及電路動(dòng)態(tài)分析時(shí)從“部分”到“整體”再到“部分”的理解有較大幫助?！白プ≈饕芎雎源我堋边@一哲學(xué)思想的建立，對(duì)學(xué)生構(gòu)建和理解如質(zhì)點(diǎn)等物理模型有很好的幫助。

二、對(duì)策與建議

1.對(duì)跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整合與補(bǔ)習(xí)

有必要把與物理有關(guān)的跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行匯總，形成跨學(xué)科知識(shí)清單，并與其他學(xué)科進(jìn)行整合。進(jìn)行相關(guān)知識(shí)教學(xué)前有針對(duì)性地幫學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)補(bǔ)習(xí)，切忌認(rèn)為這是其他學(xué)科的事，而放任不管。例如，在講速度時(shí)間圖象、位移時(shí)間圖象時(shí)，有必要給學(xué)生簡要補(bǔ)習(xí)斜率，物理上對(duì)斜率的要求沒有數(shù)學(xué)高，只要物理教師簡單補(bǔ)習(xí)即可滿足物理教學(xué)需要，幫助學(xué)生跨過障礙。而有些較難的內(nèi)容，則適合在物理教學(xué)中先避開，比如在進(jìn)行力的合成與分解的時(shí)候，正余弦、正切函數(shù)可以簡單給學(xué)生補(bǔ)習(xí)，學(xué)生能解決大部分問題即可，對(duì)一些需要應(yīng)用正余弦定理解決的問題應(yīng)先避開，等學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)三角函數(shù)后再解決，畢竟學(xué)習(xí)需要循序漸進(jìn)，不可一蹴而就。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)和內(nèi)容選擇要有跨學(xué)科視野

由于知識(shí)跨學(xué)科綜合，所以在對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，無論是物理教師還是其他學(xué)科教師都應(yīng)該有突破學(xué)科界限的跨學(xué)科視野，站在更高的角度和立足于學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展的視角思考問題、設(shè)計(jì)課堂、組織教學(xué)。設(shè)計(jì)課程既要考慮本學(xué)科課標(biāo)、考綱的要求，也要考慮對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其他學(xué)科知識(shí)的影響，有時(shí)候?yàn)榱藢W(xué)生能夠?qū)W好其他學(xué)科，可以適當(dāng)超越本學(xué)科課標(biāo)、考綱的要求多講一點(diǎn)、講深一點(diǎn)、講透一點(diǎn)。例如，物理上對(duì)“經(jīng)典力學(xué)的局限”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，為了學(xué)生能夠在下學(xué)期學(xué)好歷史必修III中第25課“現(xiàn)代科學(xué)革命”，物理教師應(yīng)講得透徹、深刻一點(diǎn)。

物理、化學(xué)在高中都有選修模塊，在高考中學(xué)生需要從物理的選修3-3，3-4模塊中選擇一題作答，化學(xué)中學(xué)生需要從選修3、選修5中選一題作答。按照課程的設(shè)計(jì)應(yīng)該是學(xué)校要開全所有模塊的課程，讓學(xué)生選修，甚至所有學(xué)生都要學(xué)習(xí)全部模塊。然而實(shí)際教學(xué)中，一般學(xué)校都是只開設(shè)一個(gè)模塊。比如物理一般都只開始選修3-3，化學(xué)很多學(xué)校開設(shè)的是選修5。這其實(shí)對(duì)學(xué)生而言是不公平的，同一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)不同模塊的能力不一樣，比如某同學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)物理3-3可能沒感覺，但學(xué)習(xí)3-4熱學(xué)可能興趣濃厚，如果學(xué)校只開設(shè)3-3對(duì)他不公平，其次在考試的時(shí)候3-3和3-4的試題難度不可能完全一樣，一個(gè)學(xué)生要是兩個(gè)模塊都學(xué)習(xí)了，他可以選擇自己有把握的試題，但現(xiàn)在這個(gè)選擇權(quán)被剝奪了。因此，在開設(shè)選修課程時(shí)，就需要有宏觀的視野，即使開不全也需要統(tǒng)籌安排，即在開設(shè)選修課程時(shí)要統(tǒng)籌兼顧，不僅要考慮本學(xué)科，也要考慮對(duì)其他學(xué)科的影響。例如，如果化學(xué)開設(shè)選修3，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理選修3-5、3-3都有幫助，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)部分時(shí)間與學(xué)生物理選修3-5學(xué)習(xí)光電效應(yīng)或者熱學(xué)3-3上學(xué)習(xí)氣體一章幾乎一致，只要學(xué)科之間配恰當(dāng)，定能實(shí)現(xiàn)教學(xué)效益最大化。

3.引導(dǎo)學(xué)生各學(xué)科均衡發(fā)展

在學(xué)習(xí)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展，每一門學(xué)科都要認(rèn)真對(duì)待。切記選了理科就忽視了政史地的學(xué)習(xí)。要幫助學(xué)生樹立：“各學(xué)科知識(shí)是相互促進(jìn)理解，各學(xué)科方法是可以相互借鑒”的意識(shí)。引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題時(shí)，有跨學(xué)科意識(shí)，把其他學(xué)科的知識(shí)、方法、思想遷移過來。要讓學(xué)生明白，知識(shí)是不分學(xué)科的，分科造成學(xué)科的知識(shí)割裂，需要運(yùn)用知識(shí)時(shí)，需要將其整合。

在跨學(xué)科知識(shí)的處理上，建議對(duì)學(xué)生進(jìn)行必要的學(xué)法指導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中樹立知識(shí)無學(xué)科界限的意識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)一些跨學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，可以引導(dǎo)學(xué)生查閱書籍資料、互聯(lián)網(wǎng)，做好記錄，等到各學(xué)科都學(xué)習(xí)完成了，梳理知識(shí)、構(gòu)建跨學(xué)科的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

4.鼓勵(lì)不同學(xué)科教師跨學(xué)科協(xié)作備課

有一些跨學(xué)科的知識(shí)，僅靠本學(xué)科的知識(shí)、僅靠本學(xué)科的教師不能很好解決問題。此時(shí)，就需要不同學(xué)科教師之間互相協(xié)作。目的有兩個(gè)，其一，互相幫助解決知識(shí)缺陷。比如，物理教師和歷史教師協(xié)作，可以幫助歷史教師理解經(jīng)典力學(xué)的局限、相對(duì)論、量子理論，讓他們課堂教學(xué)更從容，講解更透徹；物理教師和政治教師的協(xié)作，可以彌補(bǔ)物理教師哲學(xué)知識(shí)的不足，在物理教學(xué)中更好地滲透哲學(xué)觀點(diǎn)和哲學(xué)思想。其二，跨學(xué)科協(xié)作備課，可以幫助不同學(xué)科教師了解彼此學(xué)科在同一知識(shí)點(diǎn)上課標(biāo)、考綱的要求，有利于課堂教學(xué)突破本學(xué)科教學(xué)要求的界限，用宏觀的視野看問題，高瞻遠(yuǎn)矚思考、組織教學(xué)。

5.教師要不斷提升自己的綜合素養(yǎng)

一個(gè)優(yōu)秀的教師必須要具有淵博的知識(shí)。“知識(shí)是教育的基礎(chǔ)，學(xué)識(shí)淵博的教師往往帶給學(xué)生更大的震撼力。”[2]這里的知識(shí)不僅包括本學(xué)科知識(shí)，也包括跨學(xué)科的一些知識(shí)，以及教育學(xué)、心理學(xué)、課程論的條件性知識(shí)和與教師人生閱歷緊密聯(lián)系的實(shí)踐性知識(shí)。教師可以通過閱讀豐富、完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過借助QQ群、研討會(huì)、校際交流等平臺(tái)與其他優(yōu)秀教師交流、合作等吸收優(yōu)秀教師的先進(jìn)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、理念，從而提升自己的綜合素養(yǎng)。只有這樣才能在涉及跨學(xué)科知識(shí)的教學(xué)中游刃有余，應(yīng)付自如。

本文以物理學(xué)科為核心探討教學(xué)中與其他學(xué)科銜接的問題，而其他科目的教學(xué)中也應(yīng)該以自己學(xué)科為核心探討跨學(xué)科銜接。教師要理清本學(xué)科與其他學(xué)科的銜接盲點(diǎn)，做到心中有數(shù)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)掃清障礙，更好地把握學(xué)情，設(shè)計(jì)、組織課堂教學(xué)。在教學(xué)中教師要打破學(xué)科界限，著眼于學(xué)生的長遠(yuǎn)發(fā)展，“面向?qū)W生，為學(xué)生健康成長服務(wù)，而不只是為了分?jǐn)?shù)”[3]，在教學(xué)管理與課程規(guī)劃上也應(yīng)該有跨學(xué)科協(xié)作的視野，合理安排課程與教學(xué)進(jìn)度，盡量減小各學(xué)科之間銜接盲點(diǎn)造成的學(xué)習(xí)障礙。

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【責(zé)任編輯 孫曉雯】