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摘 要:“3+4”中本教育物理课程知识衔接的潜在问题是:纵向知识跨度大,学生能力有限;横向不能满足专业課程需求。针对问题,提出策略:首先比较各阶段物理课程标准的内容;其次分析确定中专阶段物理教学内容,做好与大学物理的衔接;然后依据人才培养方案,调整教学内容,做好与专业课的衔接;最后在教学时要夯实基础,循序渐进,实现知识内化过程的衔接。
关键词:3+4;物理课程;知识衔接
2014年教育部等六部联合颁布了《现代职业教育体系建设规划》提出了“职业教育与普通教育相互沟通,体现终身教育理念”。自此,各地启动了中职与本科衔接的多种模式。我校自2015年开始启动三年中专四年本科的中本衔接模式。
物理课程可以帮助学生客观地认识事物的发展变化,提高学生的科学素养,同时物理学的知识和研究方法也是其他工程技术发展的重要基础。2020年最新颁布的《中等职业学校物理课程标准》中将“限选课”改为“机械建筑类、电子电工、化工农医类等相关专业学生的必修课程”,进一步强调了物理课程对理工科专业的重要作用。
最初“3+4”分段培养模式的宣传力度不够,学生生源不理想,没有规定的教材。物理课时只有一学年,每周四学时,远少于普高的物理学时,只能选用中专教材或五年制高职教材。学生对物理知识的掌握程度太浅,为学生进入本科阶段学习带来很大困扰。语文、数学、英语和专业课有单招考试作为中本双方认可的考核标准。物理课程不进行单招考试,用中专的课程标准难度太低,达不到继续本科学习的要求,用高考的标准学生能力也达不到。我校中专和本科的物理课程负责人及一线教师经过不断的沟通实践,确定了用高中教材,物理学时由一学年改为三学年。两校教师合作,分析了物理教学中存在的问题,依据初中、中专、高中、大学的物理课程标准,结合专业需求,确定了中专阶段的物理知识的广度、深度、难度,选择物理教学内容,改进教学方法,帮助学生实现从初中到大学物理学习的顺利过渡。
一、物理课程知识衔接中潜在问题的原因分析
(一)纵向,初高中知识跨度大
初中到高中,物理课程从定性向定量转变。初中物理重在对现象的观察,比较形象,有少量的定量分析,只需要简单的四则混合运算。高中物理重在定量描述和抽象的概括,要用数学工具,数形结合解决物理问题。大学物理从力学开始就要用到微积分,对数学工具的使用要求更高。要学好中专物理和大学物理,除了对物理知识点的理解,还要能熟练运用数学工具,对于中考成绩处于中间段的学生来说是一个不小的挑战。
初中到高中,物理课程从经验性向逻辑性转变。初中物理主要依靠现象的观察和生活经验直接得出结论,中专和大学物理侧用于严密的逻辑推理和论证,间接得到结论。学生的感知过程发生了很大变化,对逻辑推理的能力也有较高要求。
初中到高中的物理知识跨度很大,学生相对基础比较薄弱,刚进入中专学习物理,易造成畏难情绪,也是普遍觉得高中物理难的重要原因。
(二)横向,忽视了物理课程知识对专业课程的基础作用
选用高中教材之后,高中物理没有专业的区分,而且高考中选修3-3和3-4选择一本考试,两部分内容与大学物理都有关联,与我校的“机电一体化”和“电子信息技术”专业的后续专业课程也都有联系。“3+4”的学生在中专阶段就要开始学习专业课程,物理是专业课的基础。例如,专业课程《工程力学》就是以物理中的力学为基础的,《工程力学》中用到力矩的知识,在高中不学习转动问题,若照搬高中教材,会影响学生实现“力学”向“工程力学”的知识迁移,造成物理课程与专业课程不能有效衔接。
总之,沿用原来的中专物理课程标准,无法满足大学物理的学习要求。照搬高中物理的学习内容,一方面学生的学习能力达不到,另一方面影响了物理课程为专业课程服务的需求。
二、物理课程知识衔接实践
(一)比较各阶段物理课程标准
物理课程知识要有效衔接,首先就必须了解之前的基础和之后的需求,将各阶段的课程标准进行对比。以热力学第一定律为例,表1比较了初中、中专、高中、大学物理课程标准的相关内容,并通过相应的例题呈现,更直观地体现了不同阶段对热力学第一定律的教学要求。表1中的课程标准分别选用了2011年版《义务教育物理课程标准》,2017年版《普通高中物理课程标准》,2020版《中等职业学校物理课程标准(机械建筑类)》,与我校合作的南京信息工程大学《大学物理教学大纲(工科)》。
(一)能量、能量的转化和转移
(1)通过实例了解能量及其存在的不同形式。能简单描述各种各样的能量和生活的关系。
(2)通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。
(3)结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
(二)内能
(1)能区别固、液和气三种物态。能描述这三种物态的基本特征。
(2)了解内能概念。能简单描述温度和内能的关系。
(3)从能量转化的角度认识燃料的热值。
(4)了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
(5)了解热量的概念。
(6)通过实验,了解比热容的概念。尝试用比热容解释简单的自然现象。[1]
例题:小芳探究水沸腾的特点,用热水做实验,这是为了( );小芳发现水沸腾时继续加热,水温保持不变,停止加热,水很快停止沸腾,这说明水沸腾时需要( ),烧杯中水的质量为100g,停止加热后,水温从100℃降至40℃,水放出的热量为( )J,相当于完全燃烧( )g酒精放出的热量.[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3.0×107J/kg] 主题三
(1)了解热力学能的概念,知道改变物体热力学能的方法,能应用其解释生产、生活中的相关现象,解决简单实际问题。
(2)了解热力学第一定律,知道热传递和做功对物体热力学能的影响。通过有关史实,了解能量守恒定律的发现过程,体会人类对自然界的探索是不断深入的。知道能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的规律之一,能运用能量守恒定律解释自然界简单的能量转化问题。[2]
例题:空气压缩机在一次压缩中,活塞对空气做了2.0×103J的功,同时从外界吸收了4.19×103J的热量,请问:空气的内能变化了多少?空气的内能是增加还是减少?
选修性必修3
(1)知道热力学第一定律。通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程,体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
(2)理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。[3]
例题:一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p﹣V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为TA=300K,试求:①气体在状态C时的温度TC,②若气体在AB过程中吸热1000J,则在AB过程中气体内能如何变化?变化了多少?
(1)理解热力学中功、热和内能的概念及微观意义;理解热力学第一定律的意义并能利用它对理想气体各过程进行分析和计算。
(2)理解热容量的概念并能利用它直接计算理想气体各过程热量传递;理解理想气体各状态变化特征和能量转化关系。
(3)了解可逆过程和不可逆过程、热机和冷机、循环过程的概念及卡诺循环的特征,了解热机效率和制冷系数的计算。
例题:一定量的某单原子理想气体的初态压强为1.0×105Pa,体积为2L。在无摩擦及其他耗散的情况下,理想气体在等体过程中压强变为初态的2倍,然后在等压过程中体积变为初态的2倍,接着在等体过程中压强变为初态,最后在等压过程中压强、体积都回到初态。设这些过程都是准静态过程。
求:(1)在p—V图上画出整个过程;
(2)整個过程中内能的改变,吸收的热量及气体做的功。
(二)依据课标对比,确定中专阶段教学内容
在了解了各阶段的教学要求之后,分析其内在的逻辑关系,取重就轻,选取知识螺旋上升的主线为重点内容,与后续联系不大的去除或适当降低教学要求,将大学物理中出现的与中专物理相关的知识也可做一个浅显的拓展,使学生明白现阶段学习内容与将要学习知识的联系,易于知识的迁移。
以热力学第一定律为例,通过表1的罗列对比,我们可以清楚地找到各阶段知识内在的联系。初中物理课标要求对内能有初步认识,知道改变内能的方式有做功和热传递,能简单描述温度与内能的关系,这些只需要定性的了解,有计算要求的只有通过比热计算热量。所以,初中主要是对热力学第一定律中的功、热量、内能有一个初步的认识,为高中学习热力学第一定律做铺垫。中专物理课标在了解热力学基本概念的基础上做了适当的提高,要求了解热力学第一定律,用公式量化了功、热量、内能的关系,但仅限于这三个量间的计算。具体气体做功与体积的关系,物态变化时热量的计算都没有要求,与大学物理学习要求衔接不上。所以在中专物理课标基础上要做一定的提升,高中物理要求知道热力学第一定律,并且会进行等压时的气体做功计算,为大学物理非等压下的气体做功计算做好准备。高中物理中要求会计算物态变化时的热量,巩固了比热与热量的计算,为大学物理中的“热容量”概念打下基础。内能与温度的关系大学物理中要求定量计算,高中物理只要定性知道,所以可以适当做一下拓展。为了更好地与大学物理衔接,通过对各阶段的课标对比,确定中专阶段的物理教学要求,如表2所示。
功和内能
(1课时)
(1)了解焦耳的两个实验原理。知道绝热时W=ΔE。
(2)了解内能改变的两种方式:做功、热传递。
(3)知道气体在压缩、不自由膨胀、自由膨胀时,气体对外做功与体积的关系,以及内能的变化。
(4)会计算理想气体等压时的做功。
学习气体做功时,类比v-t图像求位移,拓展结合p-V图像求功,为大学物理的“体积功”做铺垫。
热和内能
(1课时)
(1)了解热传递的条件、过程和三种方式。
(2)会区分热量和内能的概念,知道内能与温度的关系。
(3)理解内能的变化可以分别由功和热量来量度.知道做功和热传递对改变物体内能是等效的。
(4)了解热功当量:1Cal=4.2J。会结合比热容、汽化热、熔化热进行热量的相关计算。
“比热容、汽化热、熔化热”的定义与“摩尔定体热熔、摩尔定压热熔、比热容比”有一定的相似性,打好基础,方便知识的迁移。
热力学第一定律能量守恒定律
(2课时)
(1)理解热力学第一定律。
(2)能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算。能够对理想气体的绝热、不做功、内能不变做出判断,并能够结合理想气体状态方程、P-V图像等进行综合问题的解决。
(3)理解能量守恒定律,知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。
(4)知道第一类永动机是不可能实现的。
这一部分重点在气体状态的分析和热学知识的综合运用,大学物理将于高中的基础上在综合能力和数形结合解决问题能力上进一步加深,是大学物理中的重要部分,所以必须加强练习。对于热机原理稍作解释,因为接下来的热力学第二定律会要用到,也是大学物理重点学习的内容。 (三)依据人才培养方案,调整教学内容
“3+4”中专物理课程除了要做好纵向与大学物理的衔接,还要注意“3+4”是职业教育,有专业特点。物理课程是理工类专业课的基础,很多专业知识是物理知识的延伸,因此在横向上物理课程还要做好与专业课的衔接。
做好与专业课的衔接主要从两方面入手。一方面对重复的地方要删减。例如电子与信息专业的“3+4”课程一年级就开设了电工基础,该门课程选用的是五年制高职的教材,是从初中作为起点的,物理课程要到二年级才开始电磁学,电磁学中除了“电场”以外的“直流电、交流电、磁场、电磁感应”等都已在电工基础学过,这一重复的部分删除。另一方面也有紧密联系的部分要拓展延伸。例如,《机械基础》《工程力学》等很多专业课都涉及转动问题,高中物理课标中没有涉及,中职物理课标在机械建筑类拓展模块中要求“理解力矩的概念,理解有固定转动轴物体的平衡条件。”中职物理有此要求正是专业课的需求,所以在使用高中教材时要补充这部分内容,而且要紧密结合机械等专业中的问题进行学习。这部分知识可以紧接着共点力的平衡之后学习,平动和转动规律有着极大地相似性,而且大学物理“转动”是很重要的知识内容,其逻辑顺序也是先学习平动,再类比于转动,符合学生知识迁移的规律。
总之,要做好与专业课的衔接,首先要熟悉人才培养方案,了解专业课程设置,从全局出发,调整教学内容。
(四)夯实基础,循序渐进,实现知识内化过程的衔接
当教学内容确定了之后,如何把这些知识内化,让学生很好地掌握,是銜接的关键之处。首先要夯实基础,中专物理知识是从初中物理知识引申而来,但学生的基础层次不一,有的遗忘较为严重,所以对于已学的初中知识要进行复习巩固,包括要用到的数学工具。基础打牢了,再逐渐一步步的推进,循序渐进。一般的高中教辅题目难度跨度较大,对学生综合解决问题的能力的要求较高,容易令学生产生畏难情绪。所以针对“3+4”的学生,要设计合适的学案,步步引导,逐渐加深,促进知识迁移,实现知识内化过程的有效衔接。
例如,学习热力学第一定律时,初中的功、热量、内能的概念先要做好复习,可以是边引导边回忆的方式将该部分进行巩固,切不可认为初中讲过了,就几句带过。这些是学习后面知识的基础,只有“地基”打牢了,后面的学习才能顺利进行。同时对函数图像、斜率的知识也要补充复习,为后面数形结合研究热力学第一定律准备好数学工具。在授课过程当中,每讲一个知识点,通过举例练习加强巩固,慢慢内化,给学生一个消化吸收的过程。需要多步综合解决的问题,不要直接问最后的问题,搭建一个阶梯,步步引导或者拆分到各知识点。比如表1的高中例题,可以拆分为三道题,分别在三个知识点中练习:一个是关于P-V图像的问题,一个是理想气体状态方程的问题,还有一个是热力学第一定律的问题。最后复习时再将这三道题合并起来,降低难度。
三、结论
物理课程知识衔接研究解决了“3+4”分段培养中专阶段的“学什么”的问题,为“3+4”物理课程衔接打下了基础,既符合学生的实际能力因材施教,又结合了职业教育的专业特点切合为专业课服务的需求,对公共基础课的衔接研究有一定的参考价值。
知识学习是教学的载体,关键是对学生能力的培养,在具体教学实施过程中,要分析学生各阶段的核心素养和能力要求,在学生学习知识的同时,不断提高学生各方面的能力,以达到人才培养的目标。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部,普通高中物理课程标准[S].北京:人民教育出版社,2017.
[2]中华人民共和国教育部,中等职业学校物理课程标准[S].2020.
[3]中华人民共和国教育部,义务教育物理课程标准[S].2011.
课题项目:无锡市教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“‘3+4’中职本科物理课程与教学有效衔接的研究与实践”(编号:I/D/2020/18),主持人:季晴
作者简介:季晴(1976— ),女,汉族,江苏南通人,教育硕士,副教授,研究方向:物理教学。
关键词:3+4;物理课程;知识衔接
2014年教育部等六部联合颁布了《现代职业教育体系建设规划》提出了“职业教育与普通教育相互沟通,体现终身教育理念”。自此,各地启动了中职与本科衔接的多种模式。我校自2015年开始启动三年中专四年本科的中本衔接模式。
物理课程可以帮助学生客观地认识事物的发展变化,提高学生的科学素养,同时物理学的知识和研究方法也是其他工程技术发展的重要基础。2020年最新颁布的《中等职业学校物理课程标准》中将“限选课”改为“机械建筑类、电子电工、化工农医类等相关专业学生的必修课程”,进一步强调了物理课程对理工科专业的重要作用。
最初“3+4”分段培养模式的宣传力度不够,学生生源不理想,没有规定的教材。物理课时只有一学年,每周四学时,远少于普高的物理学时,只能选用中专教材或五年制高职教材。学生对物理知识的掌握程度太浅,为学生进入本科阶段学习带来很大困扰。语文、数学、英语和专业课有单招考试作为中本双方认可的考核标准。物理课程不进行单招考试,用中专的课程标准难度太低,达不到继续本科学习的要求,用高考的标准学生能力也达不到。我校中专和本科的物理课程负责人及一线教师经过不断的沟通实践,确定了用高中教材,物理学时由一学年改为三学年。两校教师合作,分析了物理教学中存在的问题,依据初中、中专、高中、大学的物理课程标准,结合专业需求,确定了中专阶段的物理知识的广度、深度、难度,选择物理教学内容,改进教学方法,帮助学生实现从初中到大学物理学习的顺利过渡。
一、物理课程知识衔接中潜在问题的原因分析
(一)纵向,初高中知识跨度大
初中到高中,物理课程从定性向定量转变。初中物理重在对现象的观察,比较形象,有少量的定量分析,只需要简单的四则混合运算。高中物理重在定量描述和抽象的概括,要用数学工具,数形结合解决物理问题。大学物理从力学开始就要用到微积分,对数学工具的使用要求更高。要学好中专物理和大学物理,除了对物理知识点的理解,还要能熟练运用数学工具,对于中考成绩处于中间段的学生来说是一个不小的挑战。
初中到高中,物理课程从经验性向逻辑性转变。初中物理主要依靠现象的观察和生活经验直接得出结论,中专和大学物理侧用于严密的逻辑推理和论证,间接得到结论。学生的感知过程发生了很大变化,对逻辑推理的能力也有较高要求。
初中到高中的物理知识跨度很大,学生相对基础比较薄弱,刚进入中专学习物理,易造成畏难情绪,也是普遍觉得高中物理难的重要原因。
(二)横向,忽视了物理课程知识对专业课程的基础作用
选用高中教材之后,高中物理没有专业的区分,而且高考中选修3-3和3-4选择一本考试,两部分内容与大学物理都有关联,与我校的“机电一体化”和“电子信息技术”专业的后续专业课程也都有联系。“3+4”的学生在中专阶段就要开始学习专业课程,物理是专业课的基础。例如,专业课程《工程力学》就是以物理中的力学为基础的,《工程力学》中用到力矩的知识,在高中不学习转动问题,若照搬高中教材,会影响学生实现“力学”向“工程力学”的知识迁移,造成物理课程与专业课程不能有效衔接。
总之,沿用原来的中专物理课程标准,无法满足大学物理的学习要求。照搬高中物理的学习内容,一方面学生的学习能力达不到,另一方面影响了物理课程为专业课程服务的需求。
二、物理课程知识衔接实践
(一)比较各阶段物理课程标准
物理课程知识要有效衔接,首先就必须了解之前的基础和之后的需求,将各阶段的课程标准进行对比。以热力学第一定律为例,表1比较了初中、中专、高中、大学物理课程标准的相关内容,并通过相应的例题呈现,更直观地体现了不同阶段对热力学第一定律的教学要求。表1中的课程标准分别选用了2011年版《义务教育物理课程标准》,2017年版《普通高中物理课程标准》,2020版《中等职业学校物理课程标准(机械建筑类)》,与我校合作的南京信息工程大学《大学物理教学大纲(工科)》。
(一)能量、能量的转化和转移
(1)通过实例了解能量及其存在的不同形式。能简单描述各种各样的能量和生活的关系。
(2)通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。
(3)结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
(二)内能
(1)能区别固、液和气三种物态。能描述这三种物态的基本特征。
(2)了解内能概念。能简单描述温度和内能的关系。
(3)从能量转化的角度认识燃料的热值。
(4)了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
(5)了解热量的概念。
(6)通过实验,了解比热容的概念。尝试用比热容解释简单的自然现象。[1]
例题:小芳探究水沸腾的特点,用热水做实验,这是为了( );小芳发现水沸腾时继续加热,水温保持不变,停止加热,水很快停止沸腾,这说明水沸腾时需要( ),烧杯中水的质量为100g,停止加热后,水温从100℃降至40℃,水放出的热量为( )J,相当于完全燃烧( )g酒精放出的热量.[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3.0×107J/kg] 主题三
(1)了解热力学能的概念,知道改变物体热力学能的方法,能应用其解释生产、生活中的相关现象,解决简单实际问题。
(2)了解热力学第一定律,知道热传递和做功对物体热力学能的影响。通过有关史实,了解能量守恒定律的发现过程,体会人类对自然界的探索是不断深入的。知道能量守恒定律是自然界中最基本、最普遍的规律之一,能运用能量守恒定律解释自然界简单的能量转化问题。[2]
例题:空气压缩机在一次压缩中,活塞对空气做了2.0×103J的功,同时从外界吸收了4.19×103J的热量,请问:空气的内能变化了多少?空气的内能是增加还是减少?
选修性必修3
(1)知道热力学第一定律。通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程,体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
(2)理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。[3]
例题:一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p﹣V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为TA=300K,试求:①气体在状态C时的温度TC,②若气体在AB过程中吸热1000J,则在AB过程中气体内能如何变化?变化了多少?
(1)理解热力学中功、热和内能的概念及微观意义;理解热力学第一定律的意义并能利用它对理想气体各过程进行分析和计算。
(2)理解热容量的概念并能利用它直接计算理想气体各过程热量传递;理解理想气体各状态变化特征和能量转化关系。
(3)了解可逆过程和不可逆过程、热机和冷机、循环过程的概念及卡诺循环的特征,了解热机效率和制冷系数的计算。
例题:一定量的某单原子理想气体的初态压强为1.0×105Pa,体积为2L。在无摩擦及其他耗散的情况下,理想气体在等体过程中压强变为初态的2倍,然后在等压过程中体积变为初态的2倍,接着在等体过程中压强变为初态,最后在等压过程中压强、体积都回到初态。设这些过程都是准静态过程。
求:(1)在p—V图上画出整个过程;
(2)整個过程中内能的改变,吸收的热量及气体做的功。
(二)依据课标对比,确定中专阶段教学内容
在了解了各阶段的教学要求之后,分析其内在的逻辑关系,取重就轻,选取知识螺旋上升的主线为重点内容,与后续联系不大的去除或适当降低教学要求,将大学物理中出现的与中专物理相关的知识也可做一个浅显的拓展,使学生明白现阶段学习内容与将要学习知识的联系,易于知识的迁移。
以热力学第一定律为例,通过表1的罗列对比,我们可以清楚地找到各阶段知识内在的联系。初中物理课标要求对内能有初步认识,知道改变内能的方式有做功和热传递,能简单描述温度与内能的关系,这些只需要定性的了解,有计算要求的只有通过比热计算热量。所以,初中主要是对热力学第一定律中的功、热量、内能有一个初步的认识,为高中学习热力学第一定律做铺垫。中专物理课标在了解热力学基本概念的基础上做了适当的提高,要求了解热力学第一定律,用公式量化了功、热量、内能的关系,但仅限于这三个量间的计算。具体气体做功与体积的关系,物态变化时热量的计算都没有要求,与大学物理学习要求衔接不上。所以在中专物理课标基础上要做一定的提升,高中物理要求知道热力学第一定律,并且会进行等压时的气体做功计算,为大学物理非等压下的气体做功计算做好准备。高中物理中要求会计算物态变化时的热量,巩固了比热与热量的计算,为大学物理中的“热容量”概念打下基础。内能与温度的关系大学物理中要求定量计算,高中物理只要定性知道,所以可以适当做一下拓展。为了更好地与大学物理衔接,通过对各阶段的课标对比,确定中专阶段的物理教学要求,如表2所示。
功和内能
(1课时)
(1)了解焦耳的两个实验原理。知道绝热时W=ΔE。
(2)了解内能改变的两种方式:做功、热传递。
(3)知道气体在压缩、不自由膨胀、自由膨胀时,气体对外做功与体积的关系,以及内能的变化。
(4)会计算理想气体等压时的做功。
学习气体做功时,类比v-t图像求位移,拓展结合p-V图像求功,为大学物理的“体积功”做铺垫。
热和内能
(1课时)
(1)了解热传递的条件、过程和三种方式。
(2)会区分热量和内能的概念,知道内能与温度的关系。
(3)理解内能的变化可以分别由功和热量来量度.知道做功和热传递对改变物体内能是等效的。
(4)了解热功当量:1Cal=4.2J。会结合比热容、汽化热、熔化热进行热量的相关计算。
“比热容、汽化热、熔化热”的定义与“摩尔定体热熔、摩尔定压热熔、比热容比”有一定的相似性,打好基础,方便知识的迁移。
热力学第一定律能量守恒定律
(2课时)
(1)理解热力学第一定律。
(2)能运用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题。运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算。能够对理想气体的绝热、不做功、内能不变做出判断,并能够结合理想气体状态方程、P-V图像等进行综合问题的解决。
(3)理解能量守恒定律,知道能量守恒是自然界普遍遵从的基本规律。
(4)知道第一类永动机是不可能实现的。
这一部分重点在气体状态的分析和热学知识的综合运用,大学物理将于高中的基础上在综合能力和数形结合解决问题能力上进一步加深,是大学物理中的重要部分,所以必须加强练习。对于热机原理稍作解释,因为接下来的热力学第二定律会要用到,也是大学物理重点学习的内容。 (三)依据人才培养方案,调整教学内容
“3+4”中专物理课程除了要做好纵向与大学物理的衔接,还要注意“3+4”是职业教育,有专业特点。物理课程是理工类专业课的基础,很多专业知识是物理知识的延伸,因此在横向上物理课程还要做好与专业课的衔接。
做好与专业课的衔接主要从两方面入手。一方面对重复的地方要删减。例如电子与信息专业的“3+4”课程一年级就开设了电工基础,该门课程选用的是五年制高职的教材,是从初中作为起点的,物理课程要到二年级才开始电磁学,电磁学中除了“电场”以外的“直流电、交流电、磁场、电磁感应”等都已在电工基础学过,这一重复的部分删除。另一方面也有紧密联系的部分要拓展延伸。例如,《机械基础》《工程力学》等很多专业课都涉及转动问题,高中物理课标中没有涉及,中职物理课标在机械建筑类拓展模块中要求“理解力矩的概念,理解有固定转动轴物体的平衡条件。”中职物理有此要求正是专业课的需求,所以在使用高中教材时要补充这部分内容,而且要紧密结合机械等专业中的问题进行学习。这部分知识可以紧接着共点力的平衡之后学习,平动和转动规律有着极大地相似性,而且大学物理“转动”是很重要的知识内容,其逻辑顺序也是先学习平动,再类比于转动,符合学生知识迁移的规律。
总之,要做好与专业课的衔接,首先要熟悉人才培养方案,了解专业课程设置,从全局出发,调整教学内容。
(四)夯实基础,循序渐进,实现知识内化过程的衔接
当教学内容确定了之后,如何把这些知识内化,让学生很好地掌握,是銜接的关键之处。首先要夯实基础,中专物理知识是从初中物理知识引申而来,但学生的基础层次不一,有的遗忘较为严重,所以对于已学的初中知识要进行复习巩固,包括要用到的数学工具。基础打牢了,再逐渐一步步的推进,循序渐进。一般的高中教辅题目难度跨度较大,对学生综合解决问题的能力的要求较高,容易令学生产生畏难情绪。所以针对“3+4”的学生,要设计合适的学案,步步引导,逐渐加深,促进知识迁移,实现知识内化过程的有效衔接。
例如,学习热力学第一定律时,初中的功、热量、内能的概念先要做好复习,可以是边引导边回忆的方式将该部分进行巩固,切不可认为初中讲过了,就几句带过。这些是学习后面知识的基础,只有“地基”打牢了,后面的学习才能顺利进行。同时对函数图像、斜率的知识也要补充复习,为后面数形结合研究热力学第一定律准备好数学工具。在授课过程当中,每讲一个知识点,通过举例练习加强巩固,慢慢内化,给学生一个消化吸收的过程。需要多步综合解决的问题,不要直接问最后的问题,搭建一个阶梯,步步引导或者拆分到各知识点。比如表1的高中例题,可以拆分为三道题,分别在三个知识点中练习:一个是关于P-V图像的问题,一个是理想气体状态方程的问题,还有一个是热力学第一定律的问题。最后复习时再将这三道题合并起来,降低难度。
三、结论
物理课程知识衔接研究解决了“3+4”分段培养中专阶段的“学什么”的问题,为“3+4”物理课程衔接打下了基础,既符合学生的实际能力因材施教,又结合了职业教育的专业特点切合为专业课服务的需求,对公共基础课的衔接研究有一定的参考价值。
知识学习是教学的载体,关键是对学生能力的培养,在具体教学实施过程中,要分析学生各阶段的核心素养和能力要求,在学生学习知识的同时,不断提高学生各方面的能力,以达到人才培养的目标。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部,普通高中物理课程标准[S].北京:人民教育出版社,2017.
[2]中华人民共和国教育部,中等职业学校物理课程标准[S].2020.
[3]中华人民共和国教育部,义务教育物理课程标准[S].2011.
课题项目:无锡市教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“‘3+4’中职本科物理课程与教学有效衔接的研究与实践”(编号:I/D/2020/18),主持人:季晴
作者简介:季晴(1976— ),女,汉族,江苏南通人,教育硕士,副教授,研究方向:物理教学。