論中學(xué)物理教學(xué)中引入原始問題的重要性

楊蕾+胡銀泉

摘 ? 要：我國的中學(xué)物理教育存在頗多問題，其重要原因就在于中學(xué)物理教學(xué)方式的桎梏。物理學(xué)植根于現(xiàn)象，依據(jù)實用主義教育學(xué)、建構(gòu)主義心理學(xué)的觀點，原始問題在中學(xué)物理中應(yīng)替代傳統(tǒng)抽象問題。本文通過舉例比較原始物理問題與傳統(tǒng)抽象問題在物理教學(xué)中的應(yīng)用，說明原始問題在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新思維、掌握科學(xué)方法以及應(yīng)對當(dāng)前物理高考改革的重要性。

關(guān)鍵詞：原始問題;中學(xué)物理;抽象習(xí)題

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）9-0009-3

1 ? ?前 ? 言

近年來，我國基礎(chǔ)教育課程改革是全社會關(guān)注的焦點，尤其在物理教育領(lǐng)域，新課標(biāo)提出的基本理念就是“從生活走向物理，從物理走向社會”。然而，在傳統(tǒng)的“題海戰(zhàn)術(shù)”下的學(xué)生，其創(chuàng)造力和實踐能力缺乏。楊振寧教授指出：“現(xiàn)象是物理學(xué)的根源”。他又對比了中美物理教育，認(rèn)為中國的學(xué)生總是輕視定性的觀察分析，而急于通過給定的定理去演繹問題。演繹的方法是學(xué)考試的人用的，而做學(xué)問卻要從現(xiàn)象入手，歸納結(jié)論。[1]

物理學(xué)的本質(zhì)要求教育者們，必須尋求能將物理現(xiàn)象與學(xué)生學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系的教學(xué)方式?；诖耍覈鴮W(xué)者趙凱華、邢紅軍、張奠宙等提出原始物理問題，在教學(xué)中轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，以原始物理問題取代數(shù)學(xué)模型下的物理問題。

2 ? ?原始物理問題的概念

早在1983年，趙凱華在為其編寫的習(xí)題集作序時就指出：“在我們的教學(xué)中，同一類問題，既可以把原始的物理問題交給學(xué)生，也可以由教師把物理問題分解或抽象成一定的數(shù)學(xué)模型后再交給學(xué)生。習(xí)慣于解后一類問題的學(xué)生在遇到前一類問題時，往往會不知所措。”[2]這也即是將教學(xué)中的物理問題分為了原始問題與傳統(tǒng)習(xí)題。原始物理問題與傳統(tǒng)抽象習(xí)題的不同，實際上是兩種教學(xué)方式的“分野”——是與現(xiàn)象聯(lián)系還是與演算推導(dǎo)相聯(lián)系。傳統(tǒng)的抽象習(xí)題是與演算推導(dǎo)相關(guān)，先將物理現(xiàn)象分化成小塊，經(jīng)過數(shù)學(xué)建模后，用抽象的符號表達(dá)的練習(xí)題。

原始物理問題基于自然界、社會生活中客觀存在的物理現(xiàn)象和物理事實編制，其主要特點為：情境性、條件的隱蔽性、探索性、開放性。

3 ? ?原始物理問題的理論依據(jù)

美國實用主義教育家杜威在其《我的教育信條》一書中提出，“教材心理化”與“教學(xué)內(nèi)容經(jīng)驗化”;強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)要在“做中學(xué)”;要求教師要把知識還原到最初的經(jīng)驗中，也即原始化問題。[3]

建構(gòu)主義同樣認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生內(nèi)在“生長”知識的過程，其基本理念就是：學(xué)習(xí)是一種建構(gòu)的過程，學(xué)習(xí)是一種活動的過程，學(xué)習(xí)必須處于豐富的情境之中。教學(xué)時，教師不是把知識點和習(xí)題講清、講透，讓學(xué)生沒有疑問，而是讓學(xué)生能外化地建構(gòu)知識，從自身出發(fā)去解決問題。這就要求問題不是數(shù)學(xué)模型，而是貼近學(xué)生經(jīng)驗、認(rèn)識的客觀現(xiàn)象。

因此，原始物理問題的引入對于物理教學(xué)有著重要意義。物理學(xué)是一門觀察、實驗與分析相結(jié)合的科學(xué)，原始物理問題直接來源于生活實際，感性直觀的教學(xué)材料能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。傳統(tǒng)抽象的物理問題往往只針對某個瑣碎的知識點，學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識也是片面的。原始問題有利于學(xué)生綜合知識能力的培養(yǎng)，拓展學(xué)生的知識面。此外，原始問題沒有抽象問題常有的已知量、求解量，不同的學(xué)生可以根據(jù)自身不同的視角去思考和解決問題，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力有重要意義。

4 ? ?舉例說明原始物理問題

學(xué)習(xí)的層次簡單概括為兩點：一為了求是，二為了致用。學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最高境界，這就要求教學(xué)中切合生活實際，培養(yǎng)學(xué)生能將知識用于實際的能力。然而，現(xiàn)在的許多中學(xué)物理課堂上，教師往往在講物理知識時畫滿了各種各樣的木塊、小球、小車、粗糙或光滑的斜面，讓學(xué)生在一堆數(shù)學(xué)模型中尋找規(guī)律，解決習(xí)題。這種傳統(tǒng)的抽象物理問題對學(xué)生的培養(yǎng)意義不大，因此，在教學(xué)中應(yīng)選取大量的與知識相配套的原始問題。原始物理問題的選取及編制必須遵循客觀事實，用不含物理術(shù)語和物理概念的語句編制，萬不可根據(jù)物理規(guī)律去編造想象中的自然現(xiàn)象。以如下幾個物理問題的原始物理問題和抽象習(xí)題表述為例：

1）力與運動的關(guān)系

問題一（傳統(tǒng)的抽象習(xí)題）：如圖1，一個大木塊A以80 km/h的速度運動，木塊A上放有質(zhì)量為5 kg的小木塊B，前方有一面墻，碰撞發(fā)生了0.1 s，小木塊B沒有發(fā)生移動，問兩木塊之間的摩擦力至少為多大？

問題二（原始的物理問題）：一些人認(rèn)為嬰兒由成人抱著坐在汽車?yán)锸呛馨踩摹，F(xiàn)在請你估計一下，若撞車發(fā)生在很短的時間內(nèi)，需要用多大的力才能抱住嬰兒？

2）力的合成與分解

問題三（傳統(tǒng)的抽象習(xí)題）： 關(guān)于兩個大小不變的共點力與其合力的關(guān)系，下列說法正確的是（ ? ?）

A.合力大小隨兩力夾角增大而增大

B.合力的大小一定大于分力中最大者

C.兩個分力夾角小于180 °時，合力大小隨夾角減小而增大

D.合力的大小不能小于分力中最小者

問題四（原始物理問題）：汽車陷入野外樹林里的泥坑里，司機(jī)手上有一把長繩，請想辦法幫司機(jī)把汽車?yán)瞿嗫印?/p>

面對以上問題，大多數(shù)中學(xué)生能解決問題一、三，只有少部分學(xué)生能解決問題二、四。大多數(shù)學(xué)生難以做到從物理遷移到生活實際，這就造就了所謂的“書呆子”。學(xué)生僅僅是沉浸在題海之中，只能求解理想化和模型化的問題，只懂得計算數(shù)學(xué)語言下的物理問題，在這種教育下培養(yǎng)出的學(xué)生容易被一葉障目，不見物理學(xué)的整個森林。

5 ? ?重要意義

從實踐能力、科學(xué)方法、創(chuàng)新能力、高考制度四個方面，對比物理原始問題與傳統(tǒng)的抽象習(xí)題對學(xué)生發(fā)展的影響。

1）實踐能力的培養(yǎng)

物理教育發(fā)生的起點是現(xiàn)象，傳統(tǒng)的抽象習(xí)題切斷了學(xué)生的興趣源頭——現(xiàn)實生活。教學(xué)離開了生活，學(xué)生的實踐能力無從談起。當(dāng)學(xué)生面對原始物理問題時，學(xué)生有解決問題的積極性，在處理原始問題的過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生獨立研究的能力。

2）科學(xué)方法的運用

在“題海戰(zhàn)術(shù)”下的中學(xué)教育，一直存在著“重知識傳授，輕方法教育”的傾向，原始物理問題為科學(xué)方法教育搭建了一個理想的“平臺”。學(xué)生在解決原始問題時要經(jīng)過分析、綜合、抽象、概括的過程，而這些都是科學(xué)方法的重要組成部分，在教學(xué)中引入原始物理問題符合教學(xué)三維目標(biāo)中對過程與方法的要求。

3）創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

物理學(xué)的發(fā)展離不開創(chuàng)造性的思維，臺灣教授程曜有感于內(nèi)地物理教育，呼吁全社會救救這些只會考試的孩子，讓學(xué)生把思想的緊箍咒拿走。傳統(tǒng)的物理習(xí)題是原始問題經(jīng)過多層次加工而衍生出來的，它的物理模型往往是已知的，在解決習(xí)題時，學(xué)生并不需要想象物體所處的真實景象，只需按解題模型往里套。而面對原始物理問題時，知識才有了生命力，學(xué)生可以從不同角度去思考解決問題的方案。

4）應(yīng)對高考物理改革

有學(xué)者從高考的角度進(jìn)行分析，認(rèn)為目前的物理高考仍采用傳統(tǒng)的抽象習(xí)題的模式，這種考查方式無法有效評價學(xué)生的能力。有專家提出，未來我國物理高考的改革方向就是逐步用原始物理問題取代傳統(tǒng)物理習(xí)題，這不僅能考查出學(xué)生真實的能力水平，從而區(qū)分不同能力的學(xué)生，還能真正發(fā)揮高考對中學(xué)教學(xué)的作用。

學(xué)物理可以用十二個字概括：學(xué)物之理，悟物窮理，理在物中。原始物理問題不僅是物理現(xiàn)象的呈現(xiàn)，還是一種新的教學(xué)理念，把師生的教學(xué)活動與原始問題緊密聯(lián)系，是具有重要意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊振寧.楊振寧文集[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，1998.

[2]趙凱華.我國赴美物理研究生考（CUSPEA）歷屆試題集解（1980-1984）[M].北京：高等教育出版社，1985.

[3]杜威. 彭正梅，譯.我的教育信條[M].上海：上海人民出版社，2013.

[4]邢紅軍，陳清梅.論原始物理問題的教育價值及其啟示[J].課程﹒教材﹒教法. 2005，25（1）：56—61.

[5]邢紅軍. 原始問題教學(xué)：一種創(chuàng)新的物理教育理論[J]. 中國教育學(xué)刊，2011（4）：46—49.

（欄目編輯 ?趙保鋼）