首页 -> 2009年第1期
高中物理必修与选修的衔接
作者：许 可
一、 必修与选修之间台阶的具体表现
必修1、2与选修3-1之间的“台阶”的形成，是由新课程所设置的必修和选修框架决定的。
1.理论和实践之间的台阶
必修1、2中，只讲了高中物理力学部分中的主干知识，为了适应必修课时的要求，教材的编写者，把动量、机械振动、机械波等内容放到了选修课中，这样学完必修1、2后，学生缺少用力的观点和能量观点分析物理问题的历练，还未形成用力学的理论和方法分析问题的习惯，力学基础知识是单薄的，而选修3-1的第一章对电场的分析，正是基于力的观点和能量观点的应用，学生普遍感到吃力!生涩！
2.宏观和微观之间的台阶
从物理学发展史来看，物理学家们对物理现象的探索和认识有一个从宏观到微观逐渐深入的过程，理论的成熟是先力学、后热学，再电磁学发展而来的。在必修1、2的学习中，学生研究的是宏观世界中机械运动现象，与学生的生活经验较近，而在选修3-1第一章电场学习中，一开始就涉及到导体的微观结构，正离子热振动、自由电子杂乱无章热运动，这对学生来说“太突兀”很难想像，学生极不适应，究其原因，“分子运动理论”等热学知识被安排在选修3-3中，学生还未学，缺少了由实验和分析从宏观世界进入宏观世界这一环节。
3.具体和抽象之间的台阶
在必修1、2中，学生遇到的力只是常见的具体的重力、弹力、摩擦力，均能用感官直接感受。即使万有引力有一定的抽象性，但对其讨论仅停留在“超距作用”层面，未深究其本质。而在选修3-1第一章中对带电体间的作用力讨论进入“近距作用”层面，场的概念及其特性描述比较抽象，不能用感官直接感受，加上电场是分布在空间中的，所以需要有较强的抽象思维能力和空间想象能力，才能形成正确的物理图景。
4.进度和程度之间的台阶
按照新课程的教学进度，必修1、2应在高一年级一学年教完，而目前大多数学校只用一学期半就完成了；心理学理论告诉我们：人的认知速度与知识内容的深广度和人的心智成熟度相关，对高一学生来说，他们的心智能力，决定了对高一必修1、2中物理知识和概念的掌握程度赶不上这样的课程进度，在3-1第一章电场的教学中常常出现对电学概念的内涵和外延还未认清，就要求学生熟练运用力学知识分析的状况，学生缺少了回味、思考、感悟的时间，导致力学知识不会用，力学和电学概念混淆不清的情况。
因此，在完成必修1、2学习后，怎样使学生适应选修3-1内容的学习，是进行物理新课程教学过程中一个不容忽视的问题，在这一“台阶”处衔接教学工作的好坏，将直接影响学生对整个选修课程的学习质量和学习兴趣!
二、 教师应如何搞好衔接工作
1.耐心算，展现宏观和微观的联系
正像3-1教材编者所认为的那样，“学生以前学习物理、化学知识时，已知道物质是由分子构成的，分子是由原子组成的，对原子结构也有了解”。因此教科书直接从物质微观结构的角度阐述物体带电以及物体电中性的本质，用物质微观结构理论去解释摩擦起电和感应起电的本质。教学现实告诉我们，尽管这两个演示实验现象很明显，但学生对这样的解释还是显得很困惑，有强迫记忆的现象发生，究其原因，学生缺少了由宏观世界进入微观世界的体验和探究，正如诺贝尔奖获得者费恩曼说过：“如果在某次大灾难中所有的科学知识都将被毁灭，只有一句话能够传给下一代人，那么怎样的说法能够以最少的词汇包含最多的信息呢?我相信那就是原子假说，即万物是由原子构成的。”[1]
物质是由原子构成的，学生个个知道，但这句话的信息量是如此之大，能理解其内涵，能用它来理解宏观现象则不是一件容易的事情。必须给学生补上这一课，要花时间介绍分子和原子大小的测定方法。阿伏伽德罗常数是怎样得出的?并且让学生耐心地计算，一立方厘米铁块中有多少个铁原子?估算有多少个自由电子?然后，让学生猜想演示实验中枕形铜导体中自由电子和铜离子是如何构成一个不带电光滑无缝的铜导体的，导体两端的感应电荷是怎样形成的?才能收到预期的教学效果。
2.耐心导，揭示现象与本质的关系
“人类对电现象的认识和研究是物理学产生和发展的源头之一”[2]。选修3-1的第一章是高中阶段电学内容的开始，教科书致力于从物质结构出发揭示物体带电的本质和从场的角度研究带电体的相互作用规律。人们常说要透过现象看本质，实际教学中学生能对电荷守恒定律、库仑定律、电场强度等知识倒背如流，但就是答不出什么叫电现象?为什么说电子是带负电的?什么是电场?这些基本问题，归根结底在于教者在教学过程中忽略了从现象到本质的探究过程，学生对电现象感到陌生，为此选修3-1在第一章导语中讲了电现象的研究简史，在教学过程中，必须高度重视这段内容的教学，耐心引导学生循着人类对电现象研究的历史过程，了解我国古代和与古希腊关于电的知识都是由经验得出，比较零散，而且在一千多年时间内很少进展；了解吉尔伯特是如何把电现象和磁现象区别开的；了解在18世纪40年代的德国整个社会都对电现象感兴趣，许多人出于好奇心购买摩擦起电机作实验来娱乐；了解18世纪杜菲是如何发现电有两种的等，从而使接下来对电的本质的研究，建筑在坚实的现象基础上，提高学生的兴趣。
3.耐心比，落实从具体到抽象的过渡
学生通过必修1、2的学习，对力的概念应该有清晰的认识，但教学实践告诉我们，大多学生往往对力的运算比较关注。对力的物质性认识并不深刻。因此对带电体间的作用力是怎样发生的这一问题没有强烈的疑问，“超距作用”观点根深蒂固，这也是电场概念及其特性的描述一直是教学难点的原因，由于概念比较抽象，不能用感官直接感受，因此教学中要耐心运用类比的方法：介绍库仑定律时，将它与万有引力定律类比；介绍电场性质时，可把电场与“风”比，树头动有风，电荷受力有电场；介绍电场强度定义时让学生类比求出重力场强度表达式；介绍电势能时与重力势能、引力势能类比；介绍电势概念时把等势面与等高线类比。通过耐心比，帮助学生从具体到抽象，有利于学生用相互联系，相互影响的观点去看待事物，使思维水平跃上新台阶。
4.耐心做，追求“进度”与“程度”的协调
物理是一门以实验为基础的学科，电场这章的演示实验众多，而且静电实验的效果受环境影响大，耐心做好多个演示实验，对学生正确理解基本现象和形成基本电学概念，具有不可替代的作用。考虑到学生在初中的学习状况，还应补充“带电体吸引轻小物体”，“同种电荷互相排斥”，“异种电荷互相吸引”“电中和”等演示实验；坚决克服“做实验不如讲实验”，“讲实验不如背实验”的思想。在耐心做好演示实验的同时，还要耐心分析实验现象中蕴涵的物理思想，如：关于电容器教学，如果教者只是像教科书中所讲的那样，直接告诉学生“任何两个彼此绝缘的导体就构成了电容器”，显然不能解除学生心中的疑问：容纳电荷为何要两个彼此绝缘的导体呢?如果启发学生分析静电感应演示实验，启发提问：把不带电的导体B按近带电导体A，在B两端出现感应电荷±Q，如将B接地，会产生什么现象?如果断开B的接地线，将A接地会产生什么现象?在学生探究得出结论的过程自然发现：只要保持A、B不导通，即绝缘，无论将谁接地，其上的电荷均能保持住!可见，任何两个彼此绝缘的导体是能够容纳等量异种电荷的，所以叫电容器，此时学生一定会对电容器的充、放电及容纳电荷本领的大小的问题兴趣盎然，对电容器知识的理解和掌握就比较自如。
参考文献
[1] 费曼讲物理(入门).长沙：湖南科学技术出版社，2004.
[2] 物理选修3-1教师教学用书.北京：人民教育出版，2007．（责任编辑孙晓雯）