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高中物理教学与大学物理教学衔接的研究高中物理教学与大学物理教学衔接的研究中文摘要物理学研究的是自然界物质运动最基本最普遍的规律，它是科学技术发展的向导和源泉，是一门重要的基础性学科。
如今,物理学的稳步前进和取得的成就为科学技术的发展提供了极为有利的条件。
以物理学基础为内容的大学普通物理课程，是面向高等学校理工科低年级学生开设的必修基础课。
由于普通物理的学习负担相对较重，使得大学新生所表现的不适应现象特别突出。
首先，本文在查阅大量的文献资料基础上，对国内外教育衔接的研究成果进行了整理和归纳；然后从教育衔接层面，比较和分析了大学物理与高中物理在教育理念、教学模式、学习方法以及学习动机上的不同；再次，通过问卷调查法、教育统计法等研究方法，对大学普通物理的教学和学习现状进行了调查，从而对大学物理和高中物理的衔接问题进行了较深入的分析；最后，在此基础上提出改进大学普通物理教学方法和学习方法的建议，以期通过“教”与“学”的改进，让大学低年级学生更好地适应大学物理的学习。
关键词：高中物理，大学物理，教育衔接问题 AbstractThe study of physics is the most basic and universal law of material movement in nature. It is the guide and source of the development of science and technology, and it is an important basic subject.Now, the physics of steady progress and achievements for the development of science and technology provides extremely favorable conditions.The general physics course based on the content of physics is a compulsory basic course for students of science and technology in Colleges and universities.Due to the relatively heavy burden of learning in general physics, the phenomenon of College Freshmen’s adaptation is particularly prominent.First of all, on the basis of consulting a large number of documents, this paper summarizes the research results of the domestic and foreign education convergence;Then, the paper compares and analyzes the differences between the university physics and the high school physics in the educational idea, teaching mode, learning method and learning motivation;Again, through the method of questionnaire investigation, education statistics, conducted a survey of the teaching and learning situation of college physics, and has carried on a more thorough analysis of college physics and high school physics problem of convergence;Finally, on the basis of improving college physics teaching method and learning method is proposed, in order to improve teaching "and" learning ", to better adapt to the University of low grade students in university physics learning.Key word：High school physics，College Physics，Education convergence problem第一章绪论一、研究背景从上个世纪全面来看,物理学取得了突飞猛进的进步,同时很多其直接相关或间接相关的领域都受到了积极的带动作用,很大程度上促进了世界的科学发展。
浅谈大学物理教学过程与中学物理的有机衔接摘要:为了进一步提高大学物理教学效果，该文分析了中学物理与大学物理在学习方法、学习内容、思维方式以及学生学习态度等方面的差别与联系。
长期的教学过程中作者发现，大学物理教学中如果能够很好的重视这些差别与联系，将对教学效果产生非常有利的影响，同时也能大幅加强了学生的物理学习积极性。
教学实践结果表明，在课程绪论中详细介绍大学物理所需的数学基础、常用的思维方式、具体的教学手法和安排，并结合预习作业等教学管理变化，将大学物理与中学物理有机的衔接起来，能大幅改善教学效果。
关键词：大学物理中学物理衔接改善教学效果物理学作为基础学科，广大理工类本科生在中学阶段就已经全面接触并且较为熟悉。
但是大学物理的教学情况显示，相当部分的学生在学习大学物理课程过程中显得较为吃力，这其中很大一部分的原因就在于他们无法跨越与高中物理衔接中出现的“台阶”。
理工类的同学从初中开始接触物理知识，再经过三年高中的物理学习与训练，可以说已具有一个较为系统的物理基础知识。
这些中学阶段的基础一方面作为基础支撑会有助于大学物理的教学，但是中学阶段划下的条条框框也可能对大学物理的教学产生不利影响。
大学物理和中学物理在思维方式、教学方法、学习方法等各方面都具有明显的差异。
大学物理的教学就像是要在已经画了一部分的油画上继续作画，因此，搞好大学理和中学物理教学的有机衔接，帮助学生尽快跨越中学到大学的学习台阶为大学物理教师的首要任务。
1 大学物理教学与中学物理的差异中学物理的教学中主要是基于初等书序方法，结合试验观察分析，对简单的理想化物理现象进行定性的分析和少量定量的简单计算。
其概念和定律多数基于感性认识，所以形成的知识体系相对较为模型化和理想化，在实际应用中存在众多的限制和无法克服的困难。
而在大学物理中，从基本概念到物理定律都是深深的植根于高等数学知识，形成了理论层次更高、结构更为完整的知识系统。
同时，大学物理中对事物的处理近似极少，几乎可以应用于所有常见物理现象和物理过程的分析计算，具有极强的扩展性和普遍性。
大学物理课程与高中物理课程的衔接研究摘要:本文首先比较了教育部制订的《高中物理课程标准》和教育部高等学校物理学与天文学教学指导委员会物理基础课程教学指导分委员会最新编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》(2010年版)中关于近代物理部分内容的基本要求,然后,以2007年4月第2版的人民教育出版社出版的《物理》和2010年8月第1版的机械工业出版社出版的《大学物理》为例,分析了高中物理课程标准实验教材和大学物理教材在近代物理知识编写上的异同.最后,深入分析了大学物理与中学物理在近代物理内容衔接中的一些具体问题,并提出了相应的教学衔接的建议,希望为顺利实现从中学向大学的过渡提供参考.关键词:大学物理中学物理近代物理教学改革衔接1 引言近代物理是物理学的近代发展,从19世纪末和20世纪初开始形成,其中量子力学和相对论是近代物理的主旋律,它们导致物理学在观念和思想上的变革,并分别渗透到微观和高能的各个领域且获得了广泛的应用和验证。
近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展,继而推动了人类社会的变化[1],对人类社会产生了深刻的影响。
大学物理课程是所有高等院校理工科非物理类专业学生的一门重要的通识性必修基础课,着重讲述最基本的物理概念和物理学处理疑难问题的各种理论方法以及它在解决各种不同性质实际问题的作用[2]。
大学物理课程在为学生系统地打好必要的物理基础,培养学生树立科学的世界观,增强学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的探索精神和创新意识等方面,具有其他课程不能替代的重要作用[3]。
而高中物理课程使学生学习基本的物理知识与技能,旨在进一步提高全体高中学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面培养学生,属于基础教育范畴。
大学物理相比于中学物理,教材内容虽有部分重复,但在深度和广度上都有加深和拓展,学习目的和培养目标不尽相同。
而且大学教育与中学教育的对象分属不同成长阶段的青少年,教学方法和手段以及学生的学习心理和方法也有较大区别。
大学物理教学对接中学物理的探讨摘要：在大学物理教学中处理好大学物理与中学物理的对接是一个现实且重要的问题，本文阐述了实现物理概念、公式、规律、定理、数学工具对接的若干原则和方法，对于提高大学物理教学质量具有指导意义。
关键词：大学物理；中学物理；对接；教法目前，一些大学的教育管理部门、教师和学生对大学物理教学有许多非议，如：大学物理与中学物理在教学内容、教学方法、教学模式等方面存在众多简单的重复，既浪费了人力物力，又影响了学生学习积极性；大学物理难教，学生的物理思维很难从仅适应分析中学物理所述特殊情形的模式过渡到必须用微积分、考虑矢量性来分析的所谓一般情形的模式；大学物理难学，中学物理所学到的知识很难用得上，新的知识和方法也很难掌握好。
这些非议可以归结为一个问题，即大学物理教学与中学物理的对接。
我们认为，在保持现行大学物理和中学物理的教学内容及呈现顺序不变的前提下，可以通过在教学重点、教学方式、用物理知识所探讨的具体问题及所用方式方法上稍做调整来优化教学过程，实现大学物理教学与中学物理的完美对接。
在已往论及大学物理教学与中学物理对接的文献中，所论述的重点都不在现有大学物理教学内容如何针对中学物理情况加以处理这个方面，本文从该方面阐述了实现大学物理概念、公式、规律、定理、数学工具与中学物理对接的教学原则和方法，所探讨的问题典型、明确，所提出的原则与方法具体、实用。
一物理概念的对接大学物理中部分概念，如力矩、功等，在中学物理中是讲过的，但中学物理中往往只讲过它们的部分内涵和外延，而大学物理中往往会讲到它们新的内涵和外延。
对这些概念的讲授，宜在简单回顾原有内涵和外延的基础上，重点讲授它们新的内涵和外延。
如：对于力矩这一概念，大学物理与中学物理的差别体现在内涵上，中学物理只讲它是力与力臂的乘积，不强调它的矢量性，而大学物理讲到它是力和矢径的矢积，强调它的矢量性。
大学物理对于该概念的讲授，可以先在黑板上画好对一具体物体的转动有影响的某力Ｆ，让学生回忆在中学物理中是怎样求Ｆ的力矩的；再提请学生注意到Ｆ大小不变而方向相反时，力矩大小不变，但对转动的效果恰好相反，有必要给力矩赋予方向；接着告诉学生Ｆ大小不变而方向相反时，它与矢径的矢积的方向也恰好相反，物理学中就是用力和矢径的矢积方向描述力矩的方向，力和矢径的矢积大小正好等于力矩的大小；最后强调大学物理中的力矩就是力和矢径的矢积，它是矢量，它的方向是力和矢径的矢积方向，它的大小可以按照矢积叉乘求得，也可以按照中学物理中力大小乘以力臂求得。
中学物理与大学物理的衔接——力学部分引言中学力学到大学力学的过渡是一个重要的过程，它不仅直接影响到大学物理中力学部分的学习，也会对后续物理其它分支学科的学习产生间接的影响。
大学力学中的部分基础知识是在中学力学知识的基础上往深处和广处发展的，若将大学力学学习的规律和公式做特殊化处理和恒定条件下或理想状态下等，就可以得出与中学力学中的基本规律或计算公式一样的表达形式。
首先，从数学能力来看，在中学阶段，由于学生仅学习了初等数学的部分内容，缺少矢量运算、微积分乃至场论的学习，所以讨论的问题只能是一些特殊的简单情况。
再加上中学对函数的认识还相对较弱，所以在讨论物理问题时往往仅对某一物理量的值进行计算而缺少从函数的角度分析物理量的变化。
其次，考虑到学生的认知水平，中学阶段的学习过程往往更偏重于具体的案例分析，而对模型的抽象与分析相对较弱。
对知识的迁移与应用的要求不高。
在教学实践中，中学阶段对力学内容的讨论也多从实验入手，而对理论推导和分析的要求相对较低。
再次，受限于中学课时和考试等因素，中学阶段的力学讨论的内容相较大学力学，有明显的压缩和简化。
所以，为了能更好地对中学力学和大学力学进行衔接过渡，学生因从多方面着手，逐步转变思维习惯，提升数学能力，培养理论分析和逻辑演绎的能力。
一、对数学工具的提升（1）矢量运算在大学力学的教学中，较为普遍地使用矢量去描述物理概念、表达物理原理、求解物理问题。
而在中学阶段，考虑到学生的认知水平，在运动学和动力学上很多问题都在维度上进行了简化。
比如运动学里研究更多的是一维直线上的运动，对速度、加速度等的运算都限于一维直线上的表达。
但若将之矢量化，就能很顺利地过渡到大学力学中的一般运动规律表达。
比如从一维上的2012s v t at =+推广到2012s v t at =+v v v 就可以解决一般的匀加速运动（初速度与加速度不在同一方向上）而不仅限于直线运动。
物理概念一维的情况 矢量表示 瞬时速度 0lim t s v t∆→∆=∆ 0lim t s v t ∆→∆=∆v v 加速度 0lim t v a t∆→∆=∆ 0lim t v a t ∆→∆=∆v v 位移 2012s v t at =+ 2012s v t at =+v v v 牛顿第二定律 F ma = F ma =v v动量守恒 0mv ∑= 0mv ∑=v动量定理 mv F t =⋅∆∑∑ m v F t ⋅=⋅∆∑∑v v……………… 在中学阶段，对矢量的加减运算虽然进行了介绍，但更多的是从形象化的图像入手，比α如计算矢量合成时主要使用平行四边形法则或三角形法则，而较少从矢量代数运算的角度进行分析。
例：在倾角为α的斜面上，放一质量为m 的光滑小球，小球被竖直挡板挡住，在挡板逐渐转到水平方向的过程中，小球对挡板压力的最小值是多少？在中学，往往使用图像法解决问题。
但从培养矢量运算的角度考虑可以尝试以下运算： 当挡板转到与竖直方向成β角时，设挡板对小球的作用力大小为F ，斜面对小球的作用力大小为N ，根据共点力平衡条件： ˆˆˆˆˆcos sin sin cos 0F i F j N i N j Gjββαα+-+-= 解得：F =G sin αcos(α－β) 显然当α=β时，cos(α－β)取到最大值1，此时F 有最小值G sin α。
在中学阶段，虽然涉及到两个矢量的乘积问题，但并未引出矢量点乘与叉乘的概念，更没有给出相应计算的一般规律。
但进入大学，无论是力矩、角动量还是功等等概念均使用矢量乘法的形式表达。
所以，为了更好地进行衔接，适当补充点乘与叉乘的概念是有益的。
（2）极限和微积分由于数学能力上的限制，高中物理一般处理恒定条件下接近理想状态的物理问题，培养学生基本的物理思维能力。
但这种思维方式并不能处理实际在生活中遇到的问题。
大学物理作为高中物理的进一步延伸和扩展，处理的物理问题更加接近真实的时间。
大学物理常用高等数学的极限以及微积分作为工具，使学生能站在更高的位置，更系统和全面的理解和处理更具普片意义的变量问题。
这种思维方式和高中物理培养的思维方式有很大的不同。
而对于高中学生，可以逐渐培养利用微元的思想分析问题，以便进入大学后可以顺利地与用微积分解决问题相衔接。
例：小车位于高出绳端h 的平台上，一人用绳子通过定滑轮拉着小车，从滑轮正下方出发。
若人以恒定速率v 前进时，求t 时刻小车的加速度。
解：t 时刻时，人行走了vt 的距离，此时绳子与竖直方向的夹角为θ。
再过Δt 时间后，人又行走了v Δt 的距离，在此过程中绳子又转过了Δθ的角度。
考虑到时间Δt 极短，所以Δθ极小，从图中可以看出绳子被拉过的距离Δs =v Δt sin θ，而此即小车在Δt 时间内移动的距离。
设汽车速度为v 0，则v 0Δt= v Δt sin θ，即v 0= v sin θ= v 2t h 2+v 2t2。
根据加速度的定义a = Δv 0 Δt = 22222222()()v t t v t h v t t h v t t+∆-++∆+∆=22222222222()2()v t t v t h v t v t t v t h v t t +∆-++⋅∆+∆+∆α β F N Gy xO hv Δt Δθ θ θ Δs忽略高阶小量(Δt )2，整理得a =22222222222221v t t h v t h v th v t-⋅∆++++因为Δt 极小，所以22222222211v t t v t t h v t h v t⋅∆⋅∆+≈+++ 代入a 的表达式忽略小量并整理得2232222()v h a h v t =+（3）函数观在中学阶段，很多问题还停留在计算某一物理量的具体数值上，而大学力学讨论的往往是某一物理量与其他一些物理量之间的函数关系。
因为有了具体的函数关系式，就可以对其变化情况和影响因素进行分析和讨论。
所以，为了更好地进行衔接，习惯使用符号运算并提升符号运算的运算能力也是中学向大学过渡的重要一步。
二、重视对知识点的衔接大学物理中力学部分的知识点在中学物理中有些是相同的，但有些是有相应拓展的，还有些是中学物理中所不涉及的。
学生进入大学学习时，往往会因为部分内容与中学内容重复而产生懈怠心理。
所以做好对这些知识点的认识和衔接对顺利进行大学力学的学习是非常有利的。
（1）相同知识点的衔接大学物理中力学部分和高中物理力学部分中相同的知识点主要有以下几点：质点运动的描述、牛顿运动定律及其应用、质点的动能和势能以及机械功和机械能守恒定律等。
但是，由于大学物理中运用到了微积分等数学工具，所以对于相同知识点，其表述和处理会有所不同。
比如根据牛顿第二定律的矢量表达式d d v F m t=v v 可以直接导出动量定理的微分形式d d d()d F t m v mv p ===v v v v ，而对两边积分，就可得到动量定理的积分形式：22211121d d()d t mv p t mv p F t mv p p p ===-⎰⎰⎰v v v 。
（2）扩充知识点的衔接大学物理中力学部分和高中物理力学部分中部分知识虽然有所重叠，但由于高中介绍相对有限，所以在进入大学学习后内涵有较大扩充的包括以下几点：动能定理、简谐运动、机械振动、机械波、曲线运动等等。
这些内容涉及到较多数学应用。
比如对于机械波的干涉，在中学仅要求了解两个振动情况完全相同的波源产生的波可以形成稳定的干涉图样。
但为什么会有这样的结论，对于中学阶段而言是没有详细解释的。
而在大学物理教材中，会做以下分析：两个波源S1和S2，在同一均匀介质中说发出的相干波在空间某点P 相遇，则该两波在P 点引起震动的表达式分别为： 11112cos()r y A t πωϕλ=+-S1 S2 Pr 1r 222222cos()r y A t πωϕλ=+-其中A 1和A 2位两列波在P 点引起振动的振幅，φ1和φ2为两个波源的初相，并且φ1-φ2是恒定的。
P 点的振动为两个振动的合成，振动方程为12cos()y y y A t ωϕ=+=+，其中合振幅2212122cos A A A A A ϕ=++∆，而21212()r r πϕϕϕλ-∆=--。
当ϕ∆取值为2k π时，合振动加强，当取值为(2k +1) π时，合振动减弱。
（3）新增知识点的衔接大学物理力学部分知识点钟新引入的知识点主要包括：变力作用下的质点运动、质心运动定理、动量定理和动量守恒定律、刚体定轴转动定律、刚体的角动量守恒定律、振动的速度和加速度等。
这些内容是建立在中学物理基础上的，虽然中学物理学习中没有涉及，但却是和中学物理密不可分的。
比如对于刚体的角动量守恒定律、刚体转动中的功和能、刚体定轴转动定律等虽然在中学物理中没有被讲述过，但刚体作为一种特殊的质点系，它同样遵循一定的力学规律。
刚体力学实际上就是质点运动学和动力学的基本概念和原理在刚体上的应用。
例如通过平动规律的学习和牛顿定律的学习，将相关问题进行类比可以得到刚体转动过程中的物理规律。
名称平动 名称 转动 位移s 角位移 θ 速度 d d s v t= 角速度 d d t ωθ= 加速度 d d v a t= 角加速度 d d t βω= 平动动能 212k E mv = 转动动能 k E =212I ω 牛顿第二定律 F =ma转动定律 M =Iβ 动量 mv角动量 Iω 动量定理 Ft =Δ(mv )角动量定理 Mt=Δ(Iω)三、对学习方法的改进大学力学的学习过程中，为了更好地理解概念和掌握规律，学生应改变中学时所习惯的以听讲为主的学习习惯。
（1）培养演绎推理能力中学阶段对逻辑分析与知识迁移应用的能力要求相对较低。
很多内容都是做为新知识由老师教授而不是由学生自己思考分析。
但大学力学内容较多，课时相比中学来说比较紧凑，一些概念往往给出一般规律后，需要学生自己进行演绎推理。
比如在中学阶段，学生虽然掌握了矢量合成遵循平行四边形法则、加速度为矢量，但将两者结合分析两个加速度的合成问题确往往被认为是一个新的需要单独教学的问题。
但进入大学后，类似此类问题将主要由学v 0v t Δv生自己分析解决。
再比如对匀速圆周运动向心加速度的教学，在中学，是通过教授新知识的方式使学生掌握该公式的。
但对大学力学而言，因为之前已经给出了加速度的定义0lim t v a t∆→∆=∆v v 以及矢量的运算规则，所以当一质点经过Δt 时间（Δt →0）后速度方向改变了ωΔt ，速度的变化量大小Δv =vωΔt ，即a =vω=ω2R 。
（2）转变思维方式对于中学力学而言，主要依靠形象思维能力。
比如对于某些物理规律更多地依靠一些实验来演示和总结。
