探究新教

　　摘 要： 作者在高中物理教學中就如何培養學生的自主創新能力做了一些具體的嘗試：創設情境，誘發邏輯性思維；優化策略，培養發散性思維；變式引申，激發創造性思維；質疑教材，養成批判性思維。
　　關鍵詞： 高中物理教學 新教材 自主創新能力
　　
　　新課程改革提倡以人為本，教學目標由“關注知識”轉向“關注學生”，課堂設計由“給出知識”轉向“引起活動”得到“經歷、體驗”。新課程注重“用教材”幫助學生建構知識體系，讓學生在學習中獲得自信、養成科學態度和理性精神，實現教學的發展功效和育人的本質功能。如何使用新教材呢？仁者見仁，智者見智，通過幾年的教學實踐，我針對現行高中物理教材中的合情推理與演繹推理，談談自己的教學體會和嘗試，以起到交流和推動教改的作用。
　　一、創設情境，誘發邏輯性思維
　　愛因斯坦曾說：“科學的結論幾乎是以完成的形式出現在讀者的面前，讀者體現不到探索和發現的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達到清楚地解釋全部情況。”通常一個物理問題以數學的表達形式得到解決后，相應地發展為一種形式化技巧，結果把邏輯推理過程丟在一邊，使火熱的發明變成冰冷的美麗。如何讓冰冷美麗的物理結論，重新轉化為學生火熱的思考呢？新教材為我們提供了許多素材，公理、定理、推論、閱讀、思考、鏈接等都是寶貴的資源，教師只要選取適當的內容，創設恰當的教學情境，努力把學生帶進豐富多彩的物理王國，同樣能激發學生進行火熱的思考，增強思維的邏輯性。在學習人教版必修2動能定理這一節內容時，我首先創設了這樣一個物理情景：如圖所示，一個質量為m的物體在恒力F的作用下沿光滑水平面由A位置運動到B位置，前進的位移為L，A位置時的速度為v，B位置時的速度為v。
　　學生思考并回答：
　　（1）該過程中F做多少功？
　　答：W=FL。
　　（2）該過程中F產生的加速度是多少？
　　答：由牛頓第二定律得：F=ma。
　　（3）該過程中物體做什么運動？
　　答：勻變速直線運動。
　　當我告訴他們，這就是力學中一條重要的規律動能定理時，學生情緒高漲，感受到偉大的物理結論離自己竟然這么近，真正感受到了物理過程推導的魅力，激發了強烈的求知欲。
　　二、優化策略，培養發散性思維
　　新教材靈活性、開放性、實踐性的程度都比舊教材高，絕大多數的課本的例題都具有趣味性、可研究性；如果在教學中就題論題，無疑會浪費寶貴的有限的課程資源。我們應以例題為抓手，引導學生在所學的知識范圍內盡可能地提出不同的解題構想和方法，鼓勵學生進行發散性思維。在學習自由落體運動時，通過對小球頻閃照片的分析（自選以前教科書上的照片打印后發給學生，兩人一組自主探索），學生探索積極性已被初步地調動起來。我順勢讓學生探究人教版必修1P44頁“做一做”。
　　有一種“傻瓜”照相機，其光圈（進光孔徑）隨被拍攝物體的亮度自動調節，而快門（曝光時間）是固定不變的。為估測該照相機的曝光時間，實驗者從某磚墻前的高處使一個石子自由下落，拍攝石子在空中的照片如圖。由于石子的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知每塊磚的平均厚度為6cm，石子起落點距地面的高度約為2.5m。怎樣估算這架照相機的曝光時間？
　　B、A兩點的時間差值即為曝光時間：
　　此題是自由落體運動規律的應用，如果僅僅滿足于利用基本公式解題，效果并不佳。在學生理解此解答后，我提出了問題：勻變速運動我們在第二章就學過了，你們還有沒有別的解法？
　　生甲脫口而出：求出兩點的速度，利用加速度定義式。
　　師:請你上來寫出你的思路。
　　從而求出曝光時間。
　　師:甲的解法和黑板上的解法有什么聯系、區別，各有什么優、缺點？
　　同學們議論紛紛，踴躍發表自己的見解。這時生乙突然站起來：老師，此題還可以使用平均速度求位移的方法。
　　師：好，請發表高見。
　　同學們紛紛表示贊同。
　　師：還有沒有其他方法？
　　學生開始思索、討論……
　　生丙：請老師稍微提示一下思考方向。
　　師：從幾何角度考慮呢？
　　班級里已有不少人說出了謎底：圖像法。
　　師:對，請大家畫出v-t圖，好嗎？
　　同學們情趣高漲，紛紛畫出圖形求解。
　　同一道例題，從不同的角度出發，得到了不同的解題思路和方法，讓學生真正體會到了“橫看成嶺側成峰”的思想境界，優化了學生的解題策略，培養了學生的發散性思維。
　　三、變式引申，激發創造性思維
　　新教材“機械能守恒定律的運用”這個例題難度雖不大，但對于剛步入高中的高一學生來說還是有一定的“高度”。通過教師的分析講解，學生的思維已打開，情緒高漲，躍躍欲試，如果就此打住，就猶如一堆熊熊燃燒的烈火被澆了一盆冷水，實在可惜。而高考命題的原則是“根在書中，題在書外”，所以此時我順水推舟要求學生對原題進行變式，結果出乎我的意料。在欣賞成果之余，我不禁為學生思維的大膽、嚴謹、創造性而感嘆不已，正所謂“江山代有才人出，各領風騷數百年”。
　　變式1.將繩拉直到水平位置OA，使小球在A處從靜止開始運動。求小球經過B處時的速度和經過C處時小球對繩的拉變式2.若在懸點O′的正下方有一顆釘子P，試討論，釘子在何處時，
　　（1）可使小球繞釘來回擺動；
　　（2）可使小球繞釘做圓周運動。
　　變式3.若將繩換成不計質量、長為l的細棒，一端用光滑鉸鏈固定，在細棒的中點固定一個質量為4m的小球A，在細棒的另一端固定一個質量為m的小球B。棒可繞固定水平軸O在豎直平面內轉動。現將棒拉到水平位置，釋放后，求小球A、B到達最低位置時的速度，以及這時鉸鏈受到的力。
　　變式1最貼近學生思維的“最近發展區”，學生“跳一跳就能摘到桃子”，大多學生都能想到。變式2結合圓周運動知識，學生的思維邁上一個新臺階。變式3跳躍性最大，基本上已跳出原來的問題框架，很有創造性，大部分學生思維達不到這個水平，而且此題學生不容易找到突破口，有待老師加以啟發引導。學生在提出問題之后，于己于人，都是一種鼓勵和提高，在相互的啟示與學習中，不知不覺地將思維引向了更高的層面。在課堂上，老師要認真傾聽來自學生的聲音，及時捕捉學生思維的動態，審時度勢地調整教學思路，保護學生積極探索的熱情，培養學生的創造性思維。
　　四、質疑教材，養成批判性思維
　　思維是從疑問和驚奇開始的。宋代教育家朱熹說得好：“讀書無疑者需教有疑，有疑者卻要無疑，到這里方是長進。”讀書無疑，是不善于思考的表現，常有疑點和問題，才能常有思考，有疑好問才能常有創新。要鼓勵學生不拘泥于現成的知識，勇于“異想天開”。學生往往對書本的講法或解法深信不疑，其實即使是教科書，有時也難免出現失誤或錯誤。特別是試用教材需要探討的問題更多，教學中首先教師不能迷信教材，要用批判的觀點去研究教材，然后指導學生去發現問題、提出問題。
　　在學習人教版必修1用打點計時器測速度中的第二條紙帶的處理時，學生提出如下質疑：據所打點的間隔判斷手拉紙帶應做加速運動，按圖示的取點法計算的速度等于D、F中點的速度，用此來表示E點的瞬時速度會不會增大誤差？為減小因距離過小而增大測量誤差，D點再向前取一個點是不是更好一點？再如必修1的45頁習題4，學生根據照片中刻度尺的像讀出小球下落過程中各時刻的位置、計算出連續相等時間內的位移和位移之差后，發現位移之得出該照片不是初速度為零的加速運動。小球的運動是不是自由落體運動？我經過認真分析，認為這的確讓人難以理解。學生提出的一個個質疑，表明學生的思維更趨于成熟，趨于理性化，批評性的思維慢慢地在養成，這對于學生創新性能力的提高非常有幫助。
　　總之，新教材賦予了師生更大的發展空間，在高中物理教學中教師應充分體現課程改革和高考改革的精神，以培養學生各種能力為立意，重視學習方法的指導，有利于學生自主創新能力的培養，使學生能盡快掌握各知識要點，提高分析和解決問題的能力。