一節英國高中物理課的實錄與啟示
2007-12-31 00:00:00殷少來
物理教學探討 2007年17期
前不久本人赴英國培訓學習一個月，其中的一個內容是到英國的中學課堂聽課。現將其中一節高中物理課介紹給同行以供參考。
實錄
這節課的課題是：機械波的傳播。教師按照互動講解、演示實驗、問題討論、分組實驗、閱讀和練習五個五節進行教學，時間是一個小時。
1 互動講解（見圖1）教師一邊演示多媒體課件，一邊講解。
教師問：在水平桌面上放一根繩，一端振動起來，會發生什么現象呢？
學生答：遠處的繩子也會振動起來。
多媒體演示：產生繩波的波形。
教師問：在繩子中傳播的是什么呢？
多媒體演示：振動向一個方向傳播，
同時波峰（或波谷）沿繩移動。
教師講述：一個質點在外力作用下做周期性運動，它帶到鄰近的點跟著振動起來，鄰近的點又帶動較遠的點振動，就這樣，振動由近及遠的傳播開來，人們把這種運動現象叫機械波。
多媒體繼續演示波形，教師要求同學觀察一個質點的運動。
教師問：某一個具體質點是怎樣運動的？
學生回答：在振動，平衡位置不變。
教師要求同學觀察整體的運動情況。
教師問：就波的整體來說，出現什么現象呢？
學生回答：凸起（或凹下）處向前勻速移動。
教師總結：機械波本質是振動的傳播，看局部是在振動，看整體是波動。
2 演示實驗（見圖2）
講臺前面放了一張大的桌子，教師取直徑約15cm，原長約20cm的螺旋彈簧在桌子上演示波的傳播、橫波和縱波，讓學生到講臺前來圍著觀察。（共16個學生）
教師分別左右擺動了彈簧和前后推拉了彈簧，第一步讓學生看現象，第二步要學生在觀察后能提出兩個以上的問題，教師并沒有提示要注意觀察什么。
學生回到座位，他們都非常踴躍的提問題，有的說為什么有時是凸凹前移，有時是疏密前移？有的說波向前移動快慢與什么有關？等等。
教師總結：凸凹前移的波，質點的振動方向與傳播方向互相垂直，我們稱它為橫波，疏密前移的波，質點的振動方向與傳播方向在一條直線上，我們稱它為縱波。波傳播有一定的快慢，這是我們接著要討論的問題。
3 問題討論
教室的課桌是兩張較長的大桌子，學生圍桌而坐，一半學生面對講臺，一半學生背對講臺，這樣的設計原本是為了方便學生討論。
教師問：我們需要用什么物理量來描述波的特性呢？請大家討論。
學生熱烈討論，大約5min，教師讓學生發言，有的說要速度、加速度、位移、周期，有的說要動能、勢能，有的說要用一個量來表示相鄰兩波峰的距離，有的說需要有一個反映波傳播的快慢的物理量。
教師總結：由于波動中每一個質點都在振動，當然需要速度、加速度、位移和周期這些量來描述振動情況，這些我們前面已經學習過了。但僅有這些還不夠，波的整體也有它的特性，有一個空間重復性的快慢問題，對于橫波兩相鄰波峰或波谷之間的距離能反映波的這一特性，我們不妨稱之為波長，符號為λ，嚴格來說，應該是沿波的傳播方向相鄰兩個振動步調相同的質點間的距離叫波長。還有振動在介質中傳播有快慢之分，需要用波速這個量來描述，速度怎么定義呢？請同學們想想辦法，有學生提出用波傳播的距離Δx與時間Δt的比值來定義，教師說：對，定義式為v=ΔxΔt 。波速的大小與Δx和Δt無關，由介質決定。
4 分組實驗
學生分成5組，教師每組發一個淺塑料盆，給些橡皮泥。叫學生用橡皮泥捏成小船，放在裝水的盤里，用手指在水中某處上下振動（見圖3）。
教師問：你們看到什么？
學生：看到船也振動起來了。
教師問：船被水推走了嗎？
學生：沒有，只是上下振動。
教師問：這個實驗說明什么問題？
學生：說明介質中質點在振動，并沒有隨波遷移。
5 閱讀和練習
教師讓學生到講桌上領取課本和講義，先讀書，再做練習。
學生拿回課本，都認真將該節內容通讀一遍，然后做講義上的練習題。我們發現課本上空白處沒有學生在上面寫字，書很干凈。說明物理書是屆屆往下傳的（見圖4）。
最后教師說：沒有完成的作業，帶回家做，然后學生把物理課本還到講桌上，就下課了。
啟示
1 新課與實驗融為一體
同一節課有新課學習和分組實驗。不像我們國內分組實驗要到實驗室上，我們的物理教材也把分組實驗單獨編為一節，意思是：不是實驗課就不要做分組實驗了。當然，這與國情有關，英國的教室大，學生少，實驗儀器就放在教室里，教室里有水池，每個學生座位都安有插座，這些都為實驗準備了條件，而我國班級學生多，教室和實驗室分開，所以，學生很少有做實驗的機會，學物理變成了離開實踐的文本學習，不是讀書就是做題。這樣的教學培養出來的學生沒有操作能力和用實驗探究問題的習慣，何談創新與創造，出校門很快就把學校里見到的木塊、斜面、小球等習題模型忘得一干二凈。況且即使記住這些習題模型也是毫無用處的。可見，我們的物理教學真的要改，否則要被社會排斥。這幾年物理在高考中的份量不是越來越輕嗎？江蘇08年開始，高考還不考物理呢？當然，這個決策是否科學還有待實踐檢驗，但也要從我們自身做出反省，我們的物理教學真的讓學生學到了物理嗎？學生除了應付高考，離開學校后，還有多少物理知識留在他們的記憶里？
2 英國的教師在課堂上千方百計創設出各種畫面和場景
教師講解時并非單向的信息輸出，而是創設問題情景、多媒體畫面，再現波的原始圖景，設計有趣的實驗，構造出濃厚的物理環境，讓學生在思考、討論、體驗中獲取知識和方法，養育科學素質。我們的新課程也倡導自主學習，鼓勵探究，我們的對外公開課也許刻意這樣做。但是我們的教學常態是把教物理變成了教習題，教師匆匆介紹知識點，然后就提供大量的習題讓學生練。
3 英國學生沒有自己的物理書
上課時學生拿到課本，下課時又還給老師，同時我發現學生上課時記筆記很認真。這說明了兩個問題，一是課本不是唯一的學習材料，教師只是根據教學要求引導學生學習，并且每節課都會發講義，這個講義就是校本教材，學生課外可以通過上網，查找其他資料獲取相關的知識。二是英國的課本內容基本上是不變的，因為書可以屆屆相傳。英國人常常以“不變為榮”。不像我國的物理書變來變去，一會兒氣體定律要考，一會兒又不作要求，最近的新教材又有更高的要求。就連表示物理量的符號也變個不停，原來支持力用N表示，接著用FN表示，新教材用F1或F2表示，英國一直用N表示。即使同一本書，也在變，新教材人教版表示位移的符號分別有Δx、x、L，也不知道怎么回事，自然科學的基本規律應該是“有生命力”的，為什么要反反復復變個不停呢？
物理教育不僅要傳承物理文化，更要利用物理學科特有的思想和方法去教育學生，提高學生認識世界的水平，養成通過實驗和理性思維去探究事物深層規律的習慣。所以，我們的物理教學應遠離經院哲學，走出文本，戰勝功利，創造豐富的物理環境，讓學生被感知、被影響、被激勵，使學生在真實的物理世界中，通過思維加工，建構求真、求美的價值觀。
(欄目編輯黃懋恩)
