1 当前高中物理课程结构分析
现行高中物理课程共12个模块，如图1所示。物理1和物理2为公共必修模块，涉及物理学的核心内容，要求全体高中生必修。选修1系列中的两个模块内容注重物理学与社会的相互联系和互动，凸显物理学的人文特色。选修2系列中的三个模块内容注重从技术应用的角度呈现物理学，强调物理与技术的结合，体现物理学的应用性和实用性。选修3系列中的五个模块内容注重让学生更全面的学习物理学基础内容，进一步理解物理学的思想和方法，更深入的认识物理学在技术中的应用及其对经济社会的影响。
图1 高中物理课程结构图
按照课程标准，学生在完成物理1和物理2后，可选择1-1、2-1、3-1三个模块中的任意一个模块继续学习，即可达到高中毕业的要求。一般来说，文科生在完成物理1和物理2后，会从选修1系列的两个模块中选一到两个模块继续学习，理科生在完成物理1和物理2后，会从选修3系列的五个模块中选3到4个模块继续学习。但实际上，高考的需求、学校的师资队伍、当地教育行政部门给出的选课指导都会直接影响学生对选修模块的选择。
2. 高中理科生选课实际情况
考虑到课程标准中物理知识的安排和高校录取的基本要求，高考大纲将物理考试内容分为必考和选考两大类。必考内容包括物理1、物理2、选修3-1、选修3-2四个模块；选修内容包括选修3-3、选修3-4、选修3-5、选修2-2四个模块。除必考内容外，考生还须在四个选修模块中选择两门模块作为考试内容，但不能同时选择模块2-2和3-3。
考试大纲规定，选择参加3系列的理科生必须学习3-1和3-2，并从3-3、3-4、3-5中选择至少两门模块。但实际上高中物理选修31实验，在新高考理科综合能力测试中，测试3-3、3-4、3-5模块内容的三道选考题，考生只需选择其中一道即可。
高考的导向作用是客观的。本文以河南省不同城市的84名物理专业新生为调查对象，调查他们在高中阶段对三个系列选修课模块的实际选择情况。结果如图2所示。可以看出，大多数学生以高考为目标，只选择学习高考会考的内容，而放弃学习高考不会考的内容。显然，这样的学习方式不利于他们形成相对完整的物理知识结构，对物理的进一步学习也产生了一定的影响。
图 2：理科生选修 3 系列课程的情况
3. 新生物理基础知识
从课程设置来看，高中阶段为理科生准备的物理课程包括7个模块，包括物理1、物理2、选修3-1、选修3-2、选修3-3、选修3-4、选修3-5。一个理科生如果能学完这7个模块，将对力学、热力学、电磁学、光学、近代物理学等有比较全面的知识储备。但由于高考指导中明确指出选修3-3、选修3-4、选修3-5为选修模块，考生只需随机选择一门模块的内容即可。因此，学生对这3个选修模块的实际选择结果是：73.8%的学生只选修了一个模块，26.2%的学生选修了两个模块，0.0%的学生选修了三个模块。 可以看出，对于进入大学理工科专业进一步学习物理专业的新生来说，绝大多数学生对力学、热力学、电磁学、光学、现代物理学等方面的知识基础并不全面。
考虑到高中理科生物理的学习主要围绕高考的要求进行,下面文章根据高考指导中考试内容的要求,对学生在高中阶段主要掌握的物理知识进行分析,为大学期间进一步学习物理奠定知识基础。
3.1 力学基础
高考指导中力学的知识要求共包含7个内容专题，分属高中物理课程结构中的4个模块，具体分布及内容点如表1所示。
表1 高考力学部分知识内容
表1中，粒子的直线运动、相互作用与牛顿运动定律、抛物运动与圆周运动、机械能、万有引力定律这5个专题位于物理1和物理2模块，为必修，必考内容，且该部分内容在高考中占比较大，学生对该部分知识掌握较扎实。机械振动与机械波专题位于选修模块3~4，为高考选修内容，接受调查的84名学生中只有26人选择学习该模块，也就是说69.0%的学生入校时不具备这部分知识基础。碰撞与动量守恒专题位于选修模块3~5，在三个选修模块中，该模块的选修人数最多，达到71.4%。 然而，动量守恒定律作为物理学中非常重要的定律，28.6%的学生在进入大学时还完全不了解。
3.2 热基础
高考指导中热科学知识要求包含3个内容点，位于高中物理课程结构中的模块3-3，具体内容点如表2所示。
表2 高考热科学部分知识内容
在这部分内容中，分子运动论、气体实验定律、热力学定律、能量守恒定律等都是进一步学习热学知识的重要基础。然而在高中物理课程结构中，这部分内容位于选修模块3-3，是高考要求中的选修模块。因此，学生对这部分知识的学习重视程度较低，很多学生根本就不选择学习这部分内容，只有23.8%的学生选择学习这部分内容，如图3所示。可以看出，学生进入大学时，热学知识基础相当薄弱，这给大学教授热学知识的老师带来了一定的困惑。曾经有一位大学老师在指导学生做“测定液体表面张力系数”的实验时高中物理选修31实验，感叹学生连最基本的相关概念都不知道。其实，真正的原因是大部分学生在中学阶段并没有学过这部分内容。
图 3：学生选择 3-3
3.3 电磁学基础
高考指导中电磁学部分的知识要求共包含6个内容点，分别属于高中物理课程结构中的3-1、3-2、3-4三个选修模块。其中，模块3-1、3-2为高考必修模块，3-4为选修模块。具体内容点如表3所示。
表3 高考电磁学部分知识内容
从表3的分析可以看出，电场、磁场、电路、电磁感应、交流电这5个内容主题蕴含了电磁学的很多基本概念、基本原理和基本规律，这些内容都在必考模块中，选考模块中唯一的内容就是电磁振荡与电磁波。电磁学是高考的重点内容，高考试卷中电磁部分的分数占物理总分的40%左右，因此学生比较重视这部分的学习，可以说学生在电磁部分的知识基础扎实，继续大学学习基本没有问题。
3.4 光学基础
高考指导中仅对光学知识作出要求，光学为高中物理课程结构中的选修模块3-4，具体内容点见表4。
表4 高考光学科目知识内容
从表4可以看出，光学的内容在高中物理中涉及较少，但也包括光的折射、干涉和衍射等基本的光学概念和规律。但这部分内容位于模块3-4，为选修模块，仅有31.0%的学生选择学习此模块的内容，69.0%的学生没有学习过这部分内容。因此，高校教师在讲授光学相关内容时，应帮助学生补习这部分知识，以便进一步的学习能够顺利进行。
3.5 现代物理学基础
高考指导中对现代物理的知识点要求包括相对论、原子结构、原子核、波粒二象性4个方面，具体内容点见表5。
表5 高考现代物理知识内容
表5中的4个主题涵盖了现代物理学的主要内容，如相对论、物质微观结构理论等。但在高中物理课程结构中，这些内容分属于3-4和3-5两个选修模块。选择3-4的学生占比为31.0%，选择3-5的学生占比为71.4%，而同时选择两个模块的学生占比仅为16.6%。可以看出，大多数学生的现代物理学知识基础非常薄弱。
4 讨论与建议
对于大学继续学习物理的理科生来说，如果能在高中阶段充分掌握力学、热力学、电磁学、光学和近代物理等知识，对进一步学习大学物理的相关内容显然大有裨益。但由于高考选修内容的存在，同样的内容，有的学生很熟悉，有的学生却完全陌生。这种基础知识的参差不齐，会给大学阶段相关内容的教学带来一定的障碍。
随着基础教育课程改革的不断深入，课程结构将越来越完善。对于理科生来说，高中物理课程除了设置能够开阔学生视野、拓展学生兴趣的选修内容外，还应包括力学、热力学、电磁学、光学、近代物理等内容。这些蕴含物理学基本概念、基本原理、基本思想和基本方法，使学生获得科学思维能力和相应的科学素养的知识，如果能将其作为必修内容，要求学生参加考试和学习，将更有利于学生的进一步学习和发展。
建构主义学习理论认为学习是学习者在原有知识经验的基础上主动加工新信息、构建知识表征的过程。可见基础知识对于学习新知识至关重要。教学过程中只有对学生的知识基础有清晰的了解，才能正确引导学生顺利进入下一步的学习。因此，大学教师在教学过程中应认真分析学生的相关知识基础，进行有针对性的教学设计，以达到理想的教学效果。
参考
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[2]教育部考试中心.2015年全国普通高等学校招生考试大纲（理科）[M].北京:高等教育出版社，2015。
[3] 教育部考试中心.2015年全国高考科学综合能力测试（国家新课程标准试卷一）[EB/OL].
[4]教育部考试中心.2015年全国普通高等学校招生考试大纲解读（理科）[M].北京:高等教育出版社，2015。
[5] W. Jr, ，宋玲. 建构主义学习设计[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2008.
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引用格式：杜明荣. 理工科新生物理知识基础分析[J]. 物理与工程, 2016, 26(4): 27-31.