教學(xué)資源庫的開發(fā)與利用和教師專業(yè)發(fā)展探究

魏廷智　張巧玲

摘 要：新課程理念下，教育教學(xué)要求教師用足夠的知識(shí)儲(chǔ)備支撐課堂教學(xué).《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理﹒教師教學(xué)用書》中的教學(xué)資源庫能夠?qū)W(xué)生和教師提供哪些服務(wù)，值得認(rèn)真思考和研究.

關(guān)鍵詞：教師教學(xué)用書;教學(xué)資源庫;開發(fā)與利用;探究

文章編號(hào)：1008-4134（2019）19-0025中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修1教師教學(xué)用書》（以下簡稱教師教學(xué)用書）是眾多教育專家和一線教師教學(xué)實(shí)踐的結(jié)晶，是物理教師的教學(xué)資源庫.就內(nèi)容而言，與實(shí)際教學(xué)緊密相關(guān)，為教學(xué)提供資源，是教材內(nèi)容的拓展和延伸.教學(xué)資源庫內(nèi)容主要包括“概念、規(guī)律和背景資料”“聯(lián)系生活、科技和社會(huì)資料”“實(shí)驗(yàn)參考資料”三個(gè)部分，信息量非常大，涉及的內(nèi)容十分廣泛. 既是開闊教師的視野、拓展教與學(xué)的渠道、激勵(lì)教師終身學(xué)習(xí)的寶貴資料之一，也是教師用豐富教學(xué)理論支撐課堂教學(xué)的重要知識(shí)儲(chǔ)備.

1 教學(xué)資源庫提供豐富的物理學(xué)史料

物理學(xué)在用概念和規(guī)律揭示諸多真理的同時(shí)，還發(fā)展了科學(xué)思想方法和研究方法.這不僅推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步，還對(duì)人類的諸多活動(dòng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響.物理學(xué)是人類文化的重要組成部分，是人類思想進(jìn)步的偉大階梯.《物理》必修1教師教學(xué)用書的教學(xué)資源庫中， “概念、規(guī)律和背景資料”包括以下內(nèi)容：第一章運(yùn)動(dòng)的描述的運(yùn)動(dòng)學(xué)與時(shí)空觀、用矢量語言描述物體的運(yùn)動(dòng)…….學(xué)習(xí)加速度困難的原因、怎樣才算是對(duì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)作了充分的描述;第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究、亞里士多德的運(yùn)動(dòng)理論、伽利略和他的一生、伽利略的《兩種新科學(xué)的對(duì)話》、為什么要研究自由落體運(yùn)動(dòng);第三章相互作用的力 重力 基本相互作用、彈性力的規(guī)律及其特點(diǎn)、關(guān)于摩擦現(xiàn)象及其本質(zhì);第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律的牛頓三大定律的建立、牛頓第一定律的表述、牛頓第二定律的表述及發(fā)展、講解牛頓第二定律的兩種方法、理想實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的作用等十分重要的教學(xué)資源.

勻變速直線運(yùn)動(dòng)內(nèi)容后，教材為什么還要研究自由落體運(yùn)動(dòng)？教學(xué)資源庫明確闡述了原因，也就是說伽利略探索方法和他的結(jié)論第一次向人們提供了條理清晰的關(guān)于運(yùn)動(dòng)的科學(xué)表述.這就是教材中詳細(xì)介紹伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究工作的理由.認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，教學(xué)過程中，不再是將自由落體運(yùn)動(dòng)認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例或者是應(yīng)用的內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，而應(yīng)該將物理科學(xué)思想方法和研究方法貫穿于教學(xué)過程之中.這樣才可以使課程教法在課程改革中得以凸顯.

摩擦力是高中物理教學(xué)的難點(diǎn)之一，如何在教學(xué)中突破這一難點(diǎn)知識(shí)，教學(xué)資源庫對(duì)摩擦現(xiàn)象及其本質(zhì)、摩擦力究竟怎樣產(chǎn)生等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析，呈現(xiàn)方式是：將摩擦分為干摩擦和濕摩擦，從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面，就干摩擦中的靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力分別進(jìn)行了深刻的分析，特別提醒教師對(duì)靜摩擦力的理解需要注意的三個(gè)方面：在摩擦力究竟是怎樣產(chǎn)生的問題中，教學(xué)資源庫中介紹了歷史上曾為解釋摩擦而出現(xiàn)“凹凸說” 和“現(xiàn)代粘合說”兩種學(xué)說，直到20世紀(jì)出現(xiàn)了摩擦的分子說，并逐步形成關(guān)于摩擦機(jī)理的“現(xiàn)代粘合說”.摩擦現(xiàn)象的機(jī)理在分子尺度內(nèi)才能說明，由分子力的電磁本性決定摩擦力是電磁相互作用引起的.這就否定了“表面越光滑，摩擦力越小”的說法.但是，教材中通常出現(xiàn)的“表面光滑”又該怎樣理解呢？實(shí)際上，通常所說的“粗糙”是指有摩擦的表面，“光滑”指無摩擦或摩擦因數(shù)等于零的表面，這自然是理想模型.因此，教學(xué)中約定“光滑表面”就是指“不計(jì)摩擦的表面”.只有對(duì)摩擦力產(chǎn)生的本質(zhì)有了深刻理解，才能指導(dǎo)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)摩擦力的相關(guān)知識(shí)，將課堂教學(xué)的效益凸顯提高.

2 教學(xué)資源庫使學(xué)生體會(huì)物理學(xué)在社會(huì)進(jìn)步中的作用

在“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念的引導(dǎo)下，物理教師在教學(xué)中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從自然現(xiàn)象和生活現(xiàn)象中探索和認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，并能理論聯(lián)系實(shí)際，將這些知識(shí)和研究方法與生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用聯(lián)系起來，讓學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)在社會(huì)進(jìn)步中的作用.另外，隨著學(xué)生各方面水平的提高，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在更深層次上關(guān)注自然現(xiàn)象和生活現(xiàn)象，以取得更加普遍、準(zhǔn)確、深刻的認(rèn)識(shí)，在日常生活中教師也應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注高新科技，跟上科技與社會(huì)的發(fā)展步伐.

“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)（STS）”是世界科學(xué)教育中的一個(gè)潮流，它不僅僅是科學(xué)在技術(shù)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)的是科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系.《物理》必修1教師教學(xué)用書的教學(xué)資源庫中，“聯(lián)系生活、科技和社會(huì)資料” 包括內(nèi)容十分廣泛和精辟，包括提供風(fēng)力等級(jí)表、衛(wèi)星全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)、重物下落引發(fā)的問題、重力加速度及其應(yīng)用、手提式袖珍彈簧秤等.

落體運(yùn)動(dòng)是司空見慣的，但人類對(duì)它的認(rèn)識(shí)卻經(jīng)歷了差不多兩千年的時(shí)間.愛因斯坦曾感慨地說：“有一個(gè)基本問題，幾千年來都因?yàn)樗珡?fù)雜而含糊不清，這就是運(yùn)動(dòng)問題”.古希臘的學(xué)者亞里士多德認(rèn)為，物體下落的快慢是由它們的重量決定的，物體越重，下落得越快.16世紀(jì)，意大利學(xué)者伽利略對(duì)亞里士多德的看法提出了質(zhì)疑，并對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了深入的研究，研究過程和方法大體可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、數(shù)學(xué)推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、合理外推，得出自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且所有物體自由下落時(shí)的加速度都相同.月球上的落體運(yùn)動(dòng)又如何呢？教學(xué)資源庫中，“聯(lián)系生活、科技和社會(huì)資料” 呈現(xiàn)了1969年美國實(shí)現(xiàn)登月，這是人類首次登月成功，如圖1所示，美國宇航員阿姆斯特朗與奧爾德林走出“阿波羅”11號(hào)飛船，月球上第一次留下人類的足跡，宇航員David R.Scott在月球上證實(shí)了榔頭與羽毛下落一樣快.月球的引力加速度為1.67m/s2.

中國跳水隊(duì)是名副其實(shí)的“夢(mèng)之隊(duì)”，2016年里約奧運(yùn)會(huì)上贏得4枚金牌.如何確定10m跳臺(tái)跳水的水深，“聯(lián)系生活、科技和社會(huì)資料”從摘自《物理學(xué)原理在工程技術(shù)中的應(yīng)用》借助微積分相關(guān)高等數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行了詳細(xì)的分析推導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)員從10m跳臺(tái)跳下，會(huì)深入到水中4.8～5.0m深，因此，國際跳水規(guī)則規(guī)定，10m高臺(tái)跳水前端下面的水深為4.50～5.00m，水太淺對(duì)運(yùn)動(dòng)員不安全，水太深運(yùn)動(dòng)員翻身后腳蹬不到池底，就不能借助池底對(duì)運(yùn)動(dòng)員的反作用力而很快上浮.

學(xué)生在初步學(xué)習(xí)了加速度知識(shí)后，能夠基本理解加速度的概念，并且能夠進(jìn)行簡單的相關(guān)計(jì)算.明確加速度是描述物體速度變化快慢的物理量， 像速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量一樣.加速度是否可以測(cè)量？有什么儀器測(cè)量.教學(xué)資源庫中闡述了加速度像速度一樣，可以測(cè)量，而且介紹了測(cè)量加速度的儀器——加速度儀和加速度計(jì).兩種儀器涉及到壓電晶體的壓電效應(yīng)和阻尼振蕩系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)，要想深刻了解，《中國大百科全書》（光盤）中有詳盡的分析.有了這部分內(nèi)容的知識(shí)儲(chǔ)備，課堂教學(xué)中就顯得游刃有余.

3 教學(xué)資源庫與物理教材相配套

高中物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量從某種程度上決定了物理教學(xué)的成果.在當(dāng)前教學(xué)改革的形式下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段要求更加多樣化和現(xiàn)代化.《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行） 》要求課程改革要注重信息技術(shù)的應(yīng)用，要將信息技術(shù)普遍應(yīng)用到教學(xué)中.在應(yīng)用的過程中還要整合信息技術(shù)與學(xué)科課程，改進(jìn)并增加物理實(shí)驗(yàn).但從全國范圍來看，由于發(fā)展并不平衡，不能一概而論.教育部的《普通高中課程方案和各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出：“重視將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)……諸如通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等”.

實(shí)驗(yàn)一直是我國中學(xué)物理教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，充分利用教學(xué)資源庫，因地制宜，多渠道、多方式地開發(fā)新的課程資源，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益.《物理》必修1教師教學(xué)用書的教學(xué)資源庫中，“實(shí)驗(yàn)參考資料”包括了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為什么要從交流4V開始、數(shù)字計(jì)時(shí)器、位移傳感器、觀察自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、測(cè)汽車平均速度、用數(shù)碼相機(jī)研究自由落體運(yùn)動(dòng)、光彈性材料簡介、彈力實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)資料、自制簡易加速度測(cè)量計(jì)等重要的知識(shí).

教學(xué)資源庫與高中物理新教材相配套，書中所列的實(shí)驗(yàn)，均能用簡易器材完成.寓學(xué)于樂，突出趣味，讓學(xué)生盡享學(xué)習(xí)物理的無窮樂趣.強(qiáng)化動(dòng)手能力，注重體驗(yàn)，為學(xué)生開展物理課題研究性實(shí)驗(yàn)提供一條有效途徑.為了測(cè)量沙子間的動(dòng)摩擦因數(shù)，讓沙子經(jīng)漏斗下落形成沙堆，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)，剛開始細(xì)沙總是在地面上形成一個(gè)小圓錐體，然后細(xì)沙沿圓錐體表面下滑直至圓錐體的母線與底面夾角達(dá)到一定角度時(shí)，細(xì)沙不再下滑.如此周而復(fù)始，使圓錐體不斷增大，如圖2所示.由此，我們得出結(jié)論，沙堆的形成與沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān).量出沙堆的高度H和沙堆的底面直徑D，便可算出沙與沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=2H/D.沙與沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量，把力學(xué)中的平衡知識(shí)應(yīng)用到生活當(dāng)中，這是高考的熱點(diǎn).培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，尊重學(xué)生的主體地位，激發(fā)學(xué)生的自主探究意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維，提高學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)新能力.改善課堂教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.教學(xué)資源庫中對(duì)測(cè)量原理和方法做了詳盡的分析和說明，這些內(nèi)容是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究的重要補(bǔ)充.為廣大教師提供了更多的選擇余地，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利實(shí)施.

4 教學(xué)資源庫助力教師專業(yè)發(fā)展

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于全面深化新時(shí)代教師隊(duì)伍建設(shè)改革的意見》指出：教師教育是培養(yǎng)教師的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教育事業(yè)的工作母機(jī)，是教師隊(duì)伍建設(shè)的源頭活水，是先導(dǎo)性、關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性工作.大力振興教師教育，是提升教師專業(yè)素質(zhì)能力的關(guān)鍵.《普通高中課程方案和各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》要求教師用豐富的教學(xué)理論支撐教學(xué)思想，用足夠的知識(shí)儲(chǔ)備支撐教師優(yōu)質(zhì)高效課堂教學(xué)，需要教師進(jìn)一步提高職業(yè)素質(zhì).教師必須盡早進(jìn)入終身學(xué)習(xí)的軌道，要有較強(qiáng)的課程資源開發(fā)意識(shí)和能力，要有對(duì)各種信息資源進(jìn)行采集、篩選和應(yīng)用的能力.課程改革中的物理教學(xué)一路走來，我們都具體做了什么，現(xiàn)在正做著什么，將來我們走向何方？教師的專業(yè)成長需要豐厚的知識(shí)積累，教師多渠道、多途徑不斷提升科學(xué)文化素質(zhì)修養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)修養(yǎng).知識(shí)積累的厚度和深度決定了教師專業(yè)發(fā)展的寬度和廣度，而專業(yè)閱讀是教師較為迅速地積累知識(shí)的重要途徑.

在日常教學(xué)中，時(shí)間緊任務(wù)重等諸多客觀原因?qū)е潞芏嘟處煵荒莒o心讀書.鑒于此，建議可以采取“鏈接式專業(yè)閱讀方式”，教師通過將教學(xué)實(shí)踐中的問題“鏈接”相關(guān)專業(yè)資料及參考文獻(xiàn)等，在閱讀中解決教學(xué)實(shí)踐中的“困惑點(diǎn)”.在眾多的專業(yè)資料及參考文獻(xiàn)中，教師教學(xué)用書中的教學(xué)資源庫應(yīng)是物理教師“專業(yè)閱讀”的關(guān)注重點(diǎn)之一，教學(xué)資源庫圍繞教育教學(xué)的需要，提供了拓展性內(nèi)容，為教師的專業(yè)素質(zhì)發(fā)展提供了寶貴的線索.對(duì)教學(xué)資源庫中的內(nèi)容可進(jìn)行選擇性的精讀和整體瀏覽兩種方式，以便支撐物理課堂教學(xué)和了解物理教研最新的發(fā)展動(dòng)態(tài).

教材是課程的核心教學(xué)資源，它的使用陣地在課堂上，教師教學(xué)用書中的教學(xué)資源庫無疑是教材非常重要的補(bǔ)充和深化，《物理》必修1教師教學(xué)用書中教學(xué)資源庫的開發(fā)和利用，只是高中物理教學(xué)資源庫的部分內(nèi)容.對(duì)于教師教學(xué)用書，除了要對(duì)教材的分析和教學(xué)建議以及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)研讀外，還需要對(duì)教學(xué)資源庫的內(nèi)容進(jìn)行開發(fā)和整合，使課堂教學(xué)的內(nèi)容圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)貼近學(xué)生、貼近實(shí)際、貼近生活.這樣既有利于拓展學(xué)生的新知識(shí)，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]周譽(yù)藹.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修1教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2]譚仁杰. 做研究型教師[M].陜西：陜西師范大學(xué)出版社，2006.

[3]戴苾芬.基于高中物理教材課程資源開發(fā)和利用的研究[J].物理教師，2016（02）：15-19.

[4]張麗.中小學(xué)教材二次開發(fā)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].課程·教材·教法，2015（10）：15-19.

[5]吳俊.如何在新高考背景下充分挖掘與利用教材資源[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016 （01-02）：67-78.

[6]盛剛.中學(xué)歷史教師如何落實(shí)“用教材教的教學(xué)觀”[J].教學(xué)與管理，2016（11）：49-51.

[7]裴昌根，宋乃慶.基于核心素養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)高效課堂教學(xué)探析[J].課程·教材·教法，2016（11）：45-49.

[8]劉學(xué)廷.教研組建立動(dòng)態(tài)教學(xué)資源庫的嘗試[J].教學(xué)與管理，2017（10）：36-38.

（收稿日期：2019-07-19）