優(yōu)化高中物理教學(xué)的幾點(diǎn)思考＊

戴苾芬

（江蘇教育科學(xué)院 江蘇省中小學(xué)教學(xué)教研室，江蘇 南京 210013）

高中課程改革已進(jìn)入了第10個(gè)年頭，教師的教學(xué)理念和教學(xué)方法也隨之發(fā)生了很多改變，無論教師用什么方法教學(xué)，其目的就是提高教學(xué)實(shí)效，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.最近參加了江蘇省高中物理教師優(yōu)課評(píng)比活動(dòng)，同時(shí)觀摩了江蘇省教研室“名師課堂”一些名師的教學(xué)錄像，引發(fā)了筆者對(duì)如何優(yōu)化高中物理教學(xué)的一些思考.

1 要正確理解教材，準(zhǔn)確把握教材

教材是教師進(jìn)行教學(xué)的具體依據(jù)，教師只有對(duì)教材進(jìn)行認(rèn)真的揣摩、領(lǐng)會(huì)，才能設(shè)計(jì)符合新課程標(biāo)準(zhǔn)、符合學(xué)生需求的教學(xué)方案.

例如，對(duì)于人教版必修1教材第3章第5節(jié)“力的分解”，2004年5月第1版教材的這一節(jié)內(nèi)容與原來的全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書一樣，都提到了力的作用效果及按力的作用效果來分解力.而2010年3月第3版的教材中，凡涉及“力的作用效果”或“力產(chǎn)生的效果”的字樣均刪除.例如，教材中的典型例子拖拉機(jī)拉耙，現(xiàn)行教材中回避了“這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)效果”的說法，而是提出要研究耙運(yùn)動(dòng)的情況和它在泥土中陷入的深度，需把力分解在水平方向和豎直方向討論.教材這樣改動(dòng)主要原因是：在以后教學(xué)中解決具體問題時(shí)，我們常常用正交分解法來分解力，而不一定是按力的作用效果分解.在研究如何分解一個(gè)力時(shí)，強(qiáng)調(diào)了要根據(jù)實(shí)際情況來確定.許多物理教師沒有關(guān)注到教材的變動(dòng)，不明白改動(dòng)的意圖，在教學(xué)中仍然按照老教材來進(jìn)行教學(xué)，就增加了學(xué)生二次學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān).

2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還物理教學(xué)本質(zhì)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué).很多物理現(xiàn)象的解釋、物理規(guī)律的驗(yàn)證都離不開物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于給學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)創(chuàng)造一個(gè)基本環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲；通過自己觀察實(shí)驗(yàn)獲取信息，發(fā)現(xiàn)問題，作為進(jìn)一步思維的基礎(chǔ)并能直接從實(shí)踐中獲得及時(shí)、準(zhǔn)確的反饋信息，提高學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)和評(píng)價(jià)能力，促進(jìn)科學(xué)品質(zhì)和世界觀的形成.

2.1 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)求知情境

高效的課堂應(yīng)該是富有生命力的，而課堂的生命力來自對(duì)問題的敏銳，來自豐富的假想和假設(shè)，來自不同觀點(diǎn)的爭(zhēng)辯與啟迪.這就要求教師創(chuàng)設(shè)情境，利用物理實(shí)驗(yàn)的功能，設(shè)計(jì)直觀、生動(dòng)形象的實(shí)驗(yàn)，引發(fā)思維，形成學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)的氣氛.

例如，有一位名師在上“變壓器”的新課時(shí)，做了一個(gè)“空中取電”的實(shí)驗(yàn)，即用線圈與發(fā)光二極管組成回路，當(dāng)線圈移到接通電源的變壓器鐵芯上方時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出光亮；再如，在上“電荷 庫侖定律”一課時(shí)，教師拿著日光燈靠近魔球（如圖1所示），日光燈就發(fā)光了等.在物理課堂教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)一些新奇的實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)情景，可以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力.

圖1

2.2 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，展示物理過程

物理教學(xué)不能僅僅停留在對(duì)學(xué)生的思維“調(diào)動(dòng)”層面上，而應(yīng)關(guān)注如何創(chuàng)建學(xué)生“會(huì)思維”這個(gè)核心上.在前面提到的“變壓器”中，上課教師設(shè)計(jì)了一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：即移動(dòng)可拆式變壓器的鐵芯橫條，使鐵芯由不閉合到閉合的過程中，讓學(xué)生觀察接在副線圈兩端的小燈泡亮度的變化情況（如圖2所示）.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生體驗(yàn)變壓器工作時(shí)因漏磁而損失能量，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考變壓器還有哪些能量損失，以便幫助學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究來建立理想變壓器的模型.這樣，使學(xué)生以原有思維水平為起點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)展示物理過程，促進(jìn)學(xué)生思維水平的發(fā)展，構(gòu)建物理知識(shí)，還原物理教學(xué)本質(zhì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)提升豐富的物理表象，通過邏輯思維、形象思維、靈感思維揭示知識(shí)關(guān)鍵、化解學(xué)習(xí)難點(diǎn).這些做法能有效促進(jìn)物理探究教學(xué)高效的實(shí)施.

圖2

2.3 利用實(shí)驗(yàn)探究，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式

探究式學(xué)習(xí)是在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生通過積極參與科學(xué)探索的過程，模擬科學(xué)家解決問題的方式，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家如何面對(duì)疑難情景，學(xué)會(huì)收集和加工需要的新信息，最終解決問題的過程.從學(xué)生角度看，學(xué)生是知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，不是被動(dòng)的盛裝知識(shí)的容器，物理知識(shí)、思維、方法只有通過學(xué)生實(shí)踐、親歷，才能內(nèi)化于腦海之中.

例如，在自由落體運(yùn)動(dòng)中研究物體自由下落遵循什么規(guī)律的教學(xué)中，教材介紹的一種方法是利用自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片來分析其遵循的規(guī)律.高一學(xué)生初次遇到頻閃照片，他們不好理解，這是一個(gè)難點(diǎn).為了幫助學(xué)生更好地理解在同一張照片上通過多次曝光來顯示物體運(yùn)動(dòng)位置的關(guān)系，有位教師設(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)：在現(xiàn)場(chǎng)拍攝學(xué)生手臂下放過程中的頻閃照片（如圖3所示），投放在屏幕上，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，并結(jié)合器材與實(shí)際操作，讓學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)，理解頻閃照片的含義，隨后給學(xué)生已拍好的自由落體的頻閃照片，讓他們從照片上檢索有用信息，利用已有知識(shí)判斷自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì).

3 將知識(shí)問題化，問題情景化

圖3

將知識(shí)轉(zhuǎn)化為問題情景，這是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下產(chǎn)生的一種教學(xué)模式.問題是思維的開始，探究的前提是問題，沒有深刻的問題，就沒有深刻的思維，所以問題是探究的起點(diǎn)，也是課堂的興奮點(diǎn)，還是課堂中知識(shí)的生成點(diǎn).因此，著力于問題意識(shí)的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)能對(duì)學(xué)生的智慧構(gòu)成挑戰(zhàn)的問題，是一種積極有效的教學(xué)行為.“知識(shí)問題化、問題情境化”不僅要激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更要將知識(shí)轉(zhuǎn)化為問題融入情境中，使教學(xué)內(nèi)容在聯(lián)系現(xiàn)實(shí)世界的情境中加以呈現(xiàn)，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知需求，激發(fā)其學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生在獨(dú)立與合作的探索過程中構(gòu)建知識(shí)體系.

在實(shí)際的物理教學(xué)中，針對(duì)具體的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)、能力，對(duì)教材中的問題進(jìn)行加工，設(shè)計(jì)適度、高效的問題串，不僅可以引導(dǎo)學(xué)生逐步深入地分析問題、解決問題、建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展能力，而且能夠優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，提高課堂教學(xué)效率，發(fā)展學(xué)生的思維.

例如，在“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”——有關(guān)奧斯特夢(mèng)圓“電生磁”的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中有關(guān)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的內(nèi)容，并設(shè)計(jì)以下問題：（1）是什么激勵(lì)奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的？（2）奧斯特的研究是一帆風(fēng)順的嗎？（3）奧斯特是如何發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的？（4）用學(xué)過的知識(shí)如何解釋電流磁效應(yīng)？（5）電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有何科學(xué)意義？通過一系列的問題來引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，在思考的同時(shí)進(jìn)行討論、質(zhì)疑、辨析和反思，讓不同基礎(chǔ)和層次的學(xué)生都有自己進(jìn)行獨(dú)立思考的平臺(tái)，學(xué)生在研究問題和解決問題的過程中，促進(jìn)知識(shí)與思維的同步發(fā)展.

4 注重“物理模型”，建構(gòu)思維方法

物理學(xué)在其形成和發(fā)展過程中形成了許多科學(xué)方法，物理科學(xué)方法既是物理知識(shí)發(fā)展的手段，又是物理知識(shí)發(fā)展的產(chǎn)物.科學(xué)方法蘊(yùn)涵于物理知識(shí)中，物理知識(shí)是物理科學(xué)方法的載體，共同形成了物理學(xué)完整的知識(shí)體系.物理學(xué)中的概念、規(guī)律和公式的形成幾乎都是借助于物理模型抽象而來的，物理模型的建立使許多知識(shí)變得直觀、形象.所以，教師在傳授知識(shí)的過程中，應(yīng)注重滲透構(gòu)建物理模型的意識(shí)，循序漸進(jìn)地啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生逐步熟悉并掌握這種科學(xué)研究的思維方法，使構(gòu)建物理模型真正成為學(xué)生思考問題的方法與習(xí)慣.構(gòu)建模型的方法是一種高層次的思維方法，如何培養(yǎng)？實(shí)踐證明，依托生活實(shí)例，從解決實(shí)際問題出發(fā)，尋找“建?！钡穆窂?

例如，在“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中，我們抓住向心力的供需平衡條件進(jìn)行分析，以汽車過拱形橋的生活實(shí)例，建立了豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的模型，并把凹形橋、平橋和拱形橋進(jìn)行對(duì)比，分析汽車對(duì)地面的壓力及駕駛員對(duì)座位的壓力，討論在模型中出現(xiàn)的超重、失重現(xiàn)象，由此拓展到航天器中的失重現(xiàn)象；最后演示“水流星”實(shí)驗(yàn)，利用豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)模型，引導(dǎo)學(xué)生分析物體在最高點(diǎn)的速度與拉力的關(guān)系，為進(jìn)一步分析單軌道（繩系球）模型和雙軌道（桿系球）模型埋下伏筆.

這種將生活實(shí)例模型化的方法正是培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建物理模型與運(yùn)用物理模型能力的有效途徑，當(dāng)然建模能力是解決問題的核心能力，建模的過程就是探究的過程，提高建模能力是提升物理探究能力的重要支撐.在教學(xué)活動(dòng)中構(gòu)建學(xué)生的建模意識(shí)實(shí)質(zhì)上是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，因?yàn)榻；顒?dòng)本身就是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，它可以培養(yǎng)學(xué)生的想象能力，直覺思維能力，猜測(cè)、轉(zhuǎn)換、構(gòu)建等方面的能力，這些能力正是創(chuàng)造性思維所具有的最基本的特征.

5 通過教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(shí)

物理是與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系很緊密的學(xué)科，用身邊的事例去解釋和總結(jié)物理規(guī)律，學(xué)生聽起來熟悉，易接受且便于內(nèi)化，只要我們時(shí)時(shí)留意，經(jīng)?？偨Y(jié)，就會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)有助于物理教學(xué)的實(shí)例，豐富我們的課堂，活躍教學(xué)氣氛，促進(jìn)對(duì)概念和規(guī)律的理解.

例如，在學(xué)習(xí)位移與路程的概念時(shí)，教師可以給出出租車的發(fā)票，將原本枯燥的路程和位移概念巧妙地置入生活中常見的“打車”現(xiàn)象中.讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠把生活中的具體實(shí)例抽象成物理學(xué)模型，再運(yùn)用概念、規(guī)律解決問題.再如，微元法是分析、解決物理問題中的常用思維方法，運(yùn)用微元法常常能使一些復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，如何幫助學(xué)生理解微元的概念呢？有一位教師引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做了一個(gè)小游戲，即給一張紙、一把剪刀，請(qǐng)學(xué)生盡可能地剪出一個(gè)圓.學(xué)生在操作過程中，領(lǐng)悟到紙疊的層數(shù)越多，剪出的圖形越接近圓（如圖4所示）.這樣不僅能讓學(xué)生加深對(duì)微元概念的理解，還有助于對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，有助于拓寬知識(shí)的深度和廣度，同時(shí)也開拓了解決物理問題的新途徑，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐意識(shí).

圖4

當(dāng)然，目前在物理課堂教學(xué)中還是存在著一些問題的.例如，為了探究而刻意設(shè)計(jì)一些不必要探究的實(shí)驗(yàn)；找一些新奇而與教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)不大的視頻，意在激發(fā)興趣等.筆者認(rèn)為教師要提高教學(xué)實(shí)效，無論采取什么方式，最根本的是調(diào)動(dòng)學(xué)生自覺思維、自發(fā)學(xué)習(xí)，只要能做到這點(diǎn)，一切都水到渠成.

說明：本文中涉及到的教學(xué)設(shè)計(jì)是由王永元、汪明、薛義榮、虞俊等幾位教師提供的.