新課程視角下教材隱性知識(shí)及滲透方法舉例—— 以人教版初中物理教材為例

雷積才

（保山市教育教學(xué)研究所 云南 保山 678000）

1 問(wèn)題的背景

【例1】（2013年滇西八地州學(xué)業(yè)水平考題）乒乓球的直徑被加大后，提高了乒乓球比賽的觀賞性.瑪麗認(rèn)為直徑增加了，乒乓球的彈性減弱了，吉姆認(rèn)為乒乓球彈性是否減弱必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明.能夠驗(yàn)證瑪麗的說(shuō)法是否正確的是

A.把直徑不同的乒乓球擲向豎直墻壁，比較反彈后落地的距離

B.把直徑不同的乒乓球拋向地面，比較落地后反彈的高度

C.把直徑不同的乒乓球在不同高度由靜止釋放，比較落地后反彈的高度

D.把直徑不同的乒乓球在同一高度由靜止釋放，比較落地后反彈的高度

【例2】（2014年云南學(xué)業(yè)水平考題）在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，有同學(xué)猜想“浸在液體中的物體受到的浮力大小可能跟該物體的體積有關(guān)”.在老師的指導(dǎo)下，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：（1）用兩個(gè)大小不同的塑料藥瓶分別裝上不等量的細(xì)沙，使它們的 ______相等.（2）把兩藥瓶放入水中，均能在水面上漂浮，如圖1所示.根據(jù)______平衡知識(shí)可知，藥瓶受到的浮力大小等于藥瓶受到的重力大小，則這兩個(gè)藥瓶所受到的浮力大小______.（3）實(shí)驗(yàn)證明該同學(xué)的猜想是______的.某同學(xué)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出，“一切物體所受浮力的大小等于物體所受重力大小”的結(jié)論，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是 ______（選填“正確”或“錯(cuò)誤）的，理由是___________.

圖1

評(píng)析：以上兩個(gè)例題都是近幾年初中學(xué)業(yè)水平考試典型的考題，重點(diǎn)考查學(xué)生的探究能力和實(shí)踐意識(shí).設(shè)問(wèn)視角新穎，力圖體現(xiàn)科學(xué)精神、科學(xué)方法蘊(yùn)含其中，而不是就方法而考方法.例1考查了學(xué)生運(yùn)用控制變量法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，體現(xiàn)“從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會(huì)”的理念.例2是科學(xué)探究能力的考查.試題圍繞教材中“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)問(wèn)，所涉及到的物理過(guò)程對(duì)于學(xué)生而言是熟悉的，但設(shè)問(wèn)的角度新穎，這種設(shè)問(wèn)角度的變化，是針對(duì)中學(xué)教學(xué)“重視物理知識(shí)的傳授，忽視學(xué)科本身的隱性知識(shí)的教育”等教學(xué)薄弱點(diǎn)而來(lái)的.筆者參與了所在市近兩年的水平測(cè)試質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)類似這樣的考題學(xué)生得分較低，說(shuō)明大多數(shù)教師在教學(xué)中還存在一些問(wèn)題：其一是受應(yīng)試教育的影響，存在“重結(jié)論、輕過(guò)程，重知識(shí)點(diǎn)灌輸、輕學(xué)生思維訓(xùn)練”的“講探究”、“講實(shí)驗(yàn)”現(xiàn)象；其二是教師對(duì)課標(biāo)的理解和教材的分析不夠.這兩種現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致產(chǎn)生只重視知識(shí)傳授忽略方法教育的教學(xué)模式，這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，更不利于提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力.本文從什么是物理隱性知識(shí)和如何發(fā)揮教材素材資料的教育功能，談?wù)剛€(gè)人的理解和做法.

2 隱性知識(shí)的內(nèi)涵

英國(guó)哲學(xué)家和物理學(xué)家波蘭尼在《個(gè)人知識(shí)》中首先提出隱性知識(shí).他認(rèn)為：隱性知識(shí)本質(zhì)上是一種理解力，是一種領(lǐng)會(huì)、把握經(jīng)驗(yàn)、重組經(jīng)驗(yàn)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)它的理智控制的能力.心靈的隱性（默會(huì)）能力在人類認(rèn)識(shí)的各個(gè)層次上都起著主導(dǎo)性的作用，隱性知識(shí)是自足的，隱性維度相對(duì)于明確知識(shí)具有理論上的優(yōu)先性［2］.

我國(guó)學(xué)者王德祿認(rèn)為，外顯知識(shí)可以說(shuō)是“冰山一角”，浮出海面，而內(nèi)隱知識(shí)則是冰山底部的大部分，托起整個(gè)冰山.物理學(xué)除了其本身的自然科學(xué)知識(shí)外，隱性知識(shí)才是這門學(xué)科的精髓，它對(duì)形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，提高人們的思想品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)方面有著顯著的作用.具體而言，中學(xué)物理教材中我們能夠直接看到的是物理知識(shí)，而技能、方法、能力、物理思想及科學(xué)品質(zhì)是根植于物理知識(shí)內(nèi)部的隱性知識(shí).物理教師要將隱含于教材中的知識(shí)顯性化，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供有效的幫助，就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中體驗(yàn)概念的形成過(guò)程，探尋規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程，親歷問(wèn)題的解決過(guò)程后，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文教育.

3 利用教材欄目的設(shè)置滲透隱性知識(shí)的方法舉例

教材設(shè)置了“實(shí)驗(yàn)與演示、想想做做、想想議議、科學(xué)世界、STS、擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)、動(dòng)腦動(dòng)手學(xué)物理、學(xué)到了什么”等欄目，并且每章還有章首圖、章首語(yǔ)，文本插圖還采用卡通等方式呈現(xiàn)，圖文并茂比較新穎.既有知識(shí)性，又具有可讀性.教師要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材，“吃透教材”，充分發(fā)揮教材素材的教育功能.

3.1 利用“實(shí)驗(yàn)”欄目培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)價(jià)值觀

物理實(shí)驗(yàn)是在理性思維指導(dǎo)下手腦并用的實(shí)踐活動(dòng)，物理學(xué)家為了探索物理世界的奧妙，曾經(jīng)利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)又一個(gè)規(guī)律，他們留給后人的不僅是實(shí)驗(yàn)結(jié)論，更在于實(shí)驗(yàn)本身.它們是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和形成科學(xué)價(jià)值觀的重要途徑.教材中所列出的實(shí)驗(yàn)，大致可以分為3類.一是基本操作類實(shí)驗(yàn)；二是測(cè)定性實(shí)驗(yàn)；三是探究性實(shí)驗(yàn)［1］.無(wú)論是哪類實(shí)驗(yàn)都有具體的要求和目的，教師要基于課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)分析實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)和價(jià)值，充分讓學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)嘴，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的.

以“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)為例，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是初中物理教材中典型的先通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究再進(jìn)行理論總結(jié)形成定理的實(shí)驗(yàn).這一節(jié)綜合性較強(qiáng)，是一個(gè)完整的科學(xué)探究過(guò)程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，分析論證，感悟科學(xué)方法.主要任務(wù)從知識(shí)上講，要用到電路中的電流、電壓和電阻的概念；從技能上講，要用到電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器用的器材較多；從價(jià)值觀上講，能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)價(jià)值觀的有效載體.在教學(xué)中尤其要注重以下兩個(gè)方面.

3.1.1 重視“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作”的探究

根據(jù)前面已學(xué)的電流、電壓、電阻的相關(guān)知識(shí)，得出“電流與電壓的關(guān)系、電流與電阻的定性關(guān)系”；根據(jù)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，充分討論的基礎(chǔ)上選擇實(shí)驗(yàn)器材，畫(huà)出電路圖和數(shù)據(jù)記錄表；利用小組合作的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn).為了減小誤差，采用多次測(cè)量，同時(shí)考慮到物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性，應(yīng)該多測(cè)量幾次，讓學(xué)生知道“多次”的含義和方法包括：選取不同的研究物體，選取不同的研究條件，選取不同自變量數(shù)據(jù).通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)歷了過(guò)程，領(lǐng)悟用“控制變量法”和“科學(xué)猜想”的方法，養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.

3.1.2 重視“分析和論證”的探究

此實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理是學(xué)生的一個(gè)難點(diǎn)，一定要注意突破，教師應(yīng)從多角度分析.

（2）從倍數(shù)角度分析.

（3）從圖像角度分析.用“描點(diǎn)法作圖”包括坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選擇、描點(diǎn)、連點(diǎn)擬合曲線、從“形”到“數(shù)”的統(tǒng)一，其中單位長(zhǎng)度的選擇是保證描繪函數(shù)圖像在坐標(biāo)平面的中央，力求圖像準(zhǔn)確美觀［3］.

通過(guò)數(shù)據(jù)的處理呈現(xiàn)自然學(xué)科研究的方法，形成“數(shù)形結(jié)合”的思維方式，體會(huì)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析和探索過(guò)程，提高根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力，學(xué)會(huì)用圖像研究物理問(wèn)題，形成豐富的感知，為下一節(jié)學(xué)習(xí)歐姆定律抽象提供豐富有效的表象.

3.2 利用“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)（STS）”欄目培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任意識(shí)

《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》提出，“教育的最高目標(biāo)是為了使人們能夠過(guò)一個(gè)實(shí)現(xiàn)自我和負(fù)責(zé)任的生活作準(zhǔn)備.”教材選了“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”的文章共8篇，其中八年級(jí)上冊(cè)3篇，九年級(jí)5篇［4］.像“電冰箱與臭氧層”、“水循環(huán)”、“石油危機(jī)和能源科學(xué)”、“核電站和核廢料處理”等文章都是培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任意識(shí)的好素材，在教學(xué)中要充分挖掘和運(yùn)用.例如對(duì)于云南的學(xué)生由于水資源相對(duì)豐富，很少體會(huì)到水的珍貴.在教學(xué)“水循環(huán)”時(shí)通過(guò)播放非洲等水資源匱乏造成生活困難的視頻，讓學(xué)生自己查找有關(guān)資料，并且寫(xiě)出短文，在班內(nèi)交流.在一次教學(xué)中有一位學(xué)生找到了2005年3月22日啟動(dòng)“生命之水”行動(dòng)10年時(shí)安南的講話，情真意切的念到，“為世界上所有人提供安全、清潔的水.世界上的水是我們賴以生存的生命線，也是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的命脈.我們必須共同努力，更好地管理全世界的水資源.”再如教學(xué)“石油危機(jī)和能源科學(xué)”時(shí)要求學(xué)生搜集關(guān)于我國(guó)石油情況，分析三次石油危機(jī)的原因，在班內(nèi)交流.這樣的活動(dòng)增強(qiáng)了學(xué)生的節(jié)約用水和保護(hù)水資源和關(guān)注能源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)的責(zé)任意識(shí).

3.3 利用“插圖”欄目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和審美教育

物理科學(xué)美是一種客觀存在的美的形態(tài)，它同自然美、社會(huì)美、藝術(shù)美、技術(shù)美有著密切聯(lián)系，更多的是一種深層次的理性審美.著名物理學(xué)家楊振寧先生把物理學(xué)之美分為3類，即現(xiàn)象之美、理論描述之美、理論結(jié)構(gòu)之美.可以說(shuō)物理學(xué)之美到處都有.物理模型的建立與應(yīng)用，物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與探究，物理學(xué)研究所形成的理論，無(wú)論從內(nèi)容上、形式上，以及研究方法上，都顯現(xiàn)出簡(jiǎn)潔、對(duì)稱、和諧、統(tǒng)一的科學(xué)美特征，放射出理性的燦爛光輝.

審美意識(shí)是人們感受、鑒賞，乃至創(chuàng)造各種美好事物的一種自覺(jué)的心理狀態(tài)，是一種個(gè)性鮮明、創(chuàng)造品質(zhì)較高的意識(shí)活動(dòng).教育理應(yīng)使學(xué)生學(xué)會(huì)用審美的眼光去審視世界，科學(xué)課程中注意培養(yǎng)學(xué)生的審美情趣和審美意識(shí)，在教學(xué)中要注意充分挖掘素材，適時(shí)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行審美教育.如，第一章“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”的章首圖，人與鳥(niǎo)比翼齊飛，啟發(fā)學(xué)生思考參照系的同時(shí)，也會(huì)引發(fā)學(xué)生體會(huì)人與動(dòng)物和諧相處的美景；第三章“物態(tài)變化”的章首圖，北方初冬的美麗畫(huà)面.可以說(shuō)自然界奇特現(xiàn)象舉不勝舉，千姿百態(tài).在教學(xué)“光、熱、聲現(xiàn)象”時(shí)，盡量采用多媒體讓學(xué)生觀察、體會(huì)自然界的對(duì)稱和“色、形、聲”的美，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.

4 結(jié)束語(yǔ)

陳佳洱院士說(shuō)過(guò)，“物理學(xué)不只是圖表和數(shù)據(jù)，它能帶給你很多更珍貴的東西：一種理性的思維方式、人生的哲學(xué)和人生的道路.”對(duì)于物理教學(xué)，有著作為科學(xué)的物理和作為教育的物理的兩重性.在教學(xué)過(guò)程中教師要在認(rèn)真研讀課標(biāo)、分析學(xué)生的認(rèn)知和心理的基礎(chǔ)上，挖掘教材的教育價(jià)值，提高三維目標(biāo)預(yù)設(shè)的科學(xué)性，提升物理教學(xué)的文化品性，只有這樣教育的目的才真正得于落實(shí).

1 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）.北京：人民教育出版社，2011

2 郁振華.波蘭尼的默會(huì)認(rèn)識(shí)論.自然辯證法研究，2001（8）：5～9

3 楊遠(yuǎn)萍，高翔.課程視角下《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》價(jià)值分析.中學(xué)物理教學(xué)參考，2014（399）

4 人民教育出版社，課程教材研究所.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū).北京：人民教育出版社，2012