關于“相對論”教學的幾點思考

“相對論”在物理教材的必修二與選修3－4都有出現，體現出“相對論”在新課標物理教材中的重要性。但在實際的教學過程中，課時的安排和教學的實踐方面存在較多的問題，如有許多教師并不太重視“相對論”的教學，幾乎用規定學時的一半時間就“完成”了相關的教學任務，這不得不引起我們的思考。

一、 “相對論”的教學得不到應有重視的原因

（一）高考對“相對論”教學的影響

1.《新課標》中知識上對教學的要求

《新課標》中 “相對論”的知識與技能要求較低，多以認知為要求。

2.走馬觀花式的教學足以應對高考

在近幾年的高考中，以“相對論”為考試內容不過是寥若晨星般的幾道填空題、選擇題而已。只要走馬觀花式的教學足以應對高考的要求。

（二）物理學科在江蘇高考模式中的地位

物理在江蘇考試的模式中就其地位已經大大低于語數外，本身學科的總學時就壓縮得不能再壓縮了，“好鋼用在刀刃上”，把有限的學時用在主要教學的內容上，只好對“相對論”一類在高考中不那么重要的內容開刀了（選修3－4、選修3－5多半都是采用壓縮學時的方法來提高教學進度的）。

（三）教師對相對論的相關概念內涵理解模糊

“相對論”內容是新增內容，有些教師知識老化，對相對論的相關概念內涵理解模糊，專業知識缺乏，照本宣科式的教學使學生全無學習的興趣。

（四）相對論的教學內容離實際生活經驗太遠

相對論的教學內容離實際生活經驗太遠，離學生原有的知識距離較大，且難于用實驗直接演示。

二、改變“相對論”教學現狀的幾點對策

“相對論”的教育價值主要在于情感、態度與價值觀方面，目的在于提高學生的現代科學素養，并激發學生的求知欲與創新思想。為此，在教學中改變“相對論”教學現狀可有如下對策。

（一） 追根溯源用史料

通過物理學史的教學，充分發揮物理學史的教育功能，追根溯源，了解科學家在發展過程中的實驗觀測、困惑、試探和智慧。例如，在教材的第二節中，通過介紹追光實驗引起的沉思、以太漂移實驗零結果的啟示、愛因斯坦從哲學中吸取精神營養、光速不變與速度合成的矛盾的最終解決等等內容，帶領學生體驗從經典物理學發展到近代物理學的曲折過程。

（二）簡明扼要講邏輯

教師應以簡要明確的方式注重對“相對論”內容各節之間前后的邏輯關系進行分析，讓學生正確了解認識“相對論”的幾個重要結論。如本章第一節介紹“相對論”出現之前的物理學發展背景，通過電場中對電子加速問題的分析指出牛頓力學在高速范圍內不再適用而使學生了解“相對論”出現的必然性，再由經典時空觀與電磁理論的矛盾提出狹義相對論的第一個假設。

（三）生動形象設情境

通過問題情境的創設，可以讓學生置身問題情境中，在思考中得到體會，真正加深學生對“相對論”結論的認識。問題的情境可以由近年高考中的相關考題進行設置，如今年江蘇高考中的一道考題就是一個很不錯的情景：如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是怎樣的呢？（接著可以追問，如果是列車上發出的光，鐵塔上的人觀測呢？）這樣的問題既滿足了學生對高考的好奇，又確實是頗有新意的“得來全不費工夫”的恰當的情境問題。（也解決了中學教師對“相對論”知識把握的準確度的困難）

（四）靈活多變制課件

如前所分析的，“相對論”的教學內容離實際生活經驗太遠，且難于用實驗直接演示。多媒體具有豐富的表現力，可以對抽象事物進行生動直觀的表現，對復雜過程進行簡化和再現。在教學中，我們可以編制成生動有趣的情節，自制課件，用動漫的形式予以展示，這樣在增強趣味性的同時，化抽象為形象，調動了學生主動參與探究學習的積極性。

（五）賞心悅目體味美

在“相對論”的教學中，應該結合課本中的多個理想實驗，讓中學生盡情體驗物理學的美學思想和創造發現的巨大樂趣，從而體味物理學是一門發展中的科學，是現代前沿科學中最為激勵人心的學科之一。愛因斯坦說：“在科學思維中，永遠存在著詩歌的因素。”理想實驗中蘊藏的大量的思想內涵和廣泛的思想方法，為我們的中學物理教學提供了極重要的也是極為豐富的素材，詩一般的境地，童話世界一樣的夢幻，有助于引導學生去認識自然界質樸的統一，真切地體味科學的美。

總之，有效地進行“相對論”教學，不僅為現代物理知識開啟了“窗口”和安裝了“接口”，讓學生了解物理學發展的現狀和前景，而且科學大師們采用巧妙的方法做出科學發現的案例和經驗，會在學生的記憶中長期保留下去，從中受到熏陶和感悟，產生科學思維訓練的長效作用，這比單純地講授科學方法有效得多，從而達到新課標中“進一步提高科學素養，滿足全體學生的終身發展需求”的要求，正因為如此，才能使中學物理教學超越高考而魅力無窮，也為選修3－4、選修3－5的相關內容的教學提供了有益的啟迪。