從“運動學規律”的教學談“過程與方法”的落實

黃樹林

摘 要： “三維”課程目標是新課程改革的精髓，把過程與方法、情感態度與價值觀和知識與技能并列，但在新課程實施過程中往往片面地強化“知識與技能”而簡化或淡化“過程與方法”的教學。作者以“運動學規律”的教學為例，分析“過程與方法”的落實問題。

關鍵詞： 物理教學 “運動學規律” “過程與方法”

“三維”課程目標是新課程改革的精髓，把過程與方法、情感態度與價值觀和知識與技能并列，這是對教育本質認識的一種飛躍。“改變課程過于注重知識傳授的傾向……使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程”。這是《基礎教育課程改革綱要（試行）》提出的要求，同時也對高中物理新課程教學賦予更多的教育意義。結合教學實際，我以“運動學規律”的教學為例，談談“過程與方法”的落實問題。

一、勻變速直線運動速度時間關系

實際教學中，某些教師只強化知識的掌握，從加速度的定義a=（v-v■）/t出發，經過代數式的變形，得到v=v■+at，以此解題，進行大量的訓練。而在新教材中，教科書不求以“簡明、輕快”的方法給出知識的結論，而是努力把得到知識的過程適當展現給學生。這段內容雖然與人類對此問題的認識過程不完全一致，但對個體來說，卻是一個學習、認識科學規律的好例子，它強化了從實驗得出規律的一般性過程，練習用圖像分析問題的有效方法，邏輯線索清晰。應該說，它在價值觀及科學過程、科學方法上的教育價值比較高。教學時應該圍繞v-t圖像中直線斜率的物理意義進行分析，使學生明確直線斜率反映加速度的大小，由此定義勻變速直線運動，同時使學生認識到，勻變速直線運動的v-t圖像是一條斜率不變的直線。在教學中要注意邏輯推理的過程，教給學生利用圖像分析問題的方法。但是在實際教學過程中，某些教師受種種考評制度的影響，仍然“穿新鞋，走老路”，著眼于應試教育，淡化或忽視“過程與方法”的教學。

二、勻變速直線運動位移與時間的關系

《勻變速直線運動位移與時間的關系》一節提供了一份研究勻變速直線運動的真實測量記錄，引導討論“怎樣根據測量記錄中的數據求出該物體運動的位移”。教師應該認真組織學生討論，同時強調是“估算”，鼓勵學生積極思考，充分表達自己的想法，讓學生提出各種想法或問題，不隨便肯定或否定，可以啟發、引導學生具體、深入地分析，肯定學生正確的想法，弄清楚錯誤的原因。通過討論便會發現，顯然不能用任一時刻的速度v乘以整個運動的時間t計算位移，因為這將導致巨大的誤差。但是測量數據中繪制了6個時刻的速度，其中相鄰時刻的時間間隔△t只有0.1s。如果用每段△t內的任一時刻的速度乘以△t，然后相加，所得的位移與真實位移的誤差會減小。這是因為△t內任一時刻的速度與△t內各時刻速度的差別，總是比整個時間t內任一時刻的速度與△t內各時刻速度的差別小。

在思考與討論成果的基礎上，從勻變速直線運動的v—t圖像出發，采用先微分：將運動過程分為很多很多的小段，設某一時刻的速度為v，則每一小段中的位移△x=v△t；再求和：每一小段位移之和就是整個過程中的總位移，用v-t圖像表示出來就是與橫軸圍成的“面積”，從而得出勻變速直線運動位移時間公式。這樣處理既滲透了微積分的思想，又為今后的學習打下了基礎。

其實，把物體運動的位移與其v-t圖線下的“面積”相聯系，在伽利略和笛卡爾那時就已經提上科學的議事日程，而真正解決問題的則是牛頓和萊布尼茲發明微積分之后。如果在得出勻變速運動的位移公式時，重視獲取知識的過程而處理一個“簡單”的問題的話，那么在這里，我們是把一個在物理學發展中極深刻而有效的思維方法，以簡約化的方式呈現出來。這樣處理的目的是避免教學中僅僅重視知識點的“吞咽”和“套用”，忽視科學思維方法的培養。

三、自由落體運動的研究

對于今天的高中物理教學來說，什么是自由落體運動，自由落體運動的規律是什么，以及自由落體運動加速度g的測量等，都已經不再是什么難題。但是“智慧博學的亞里士多德何以鑄成大錯”、“為什么伽利略的工作對于物理學的進步具有極其重要的地位和作用”、“對我們有何教益”等都自然地呈現于學生的頭腦中，這是物理教學理應回答的問題。介紹了伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學思維方法，可以使學生對自由落體運動的認識上升到更高的層次。

自由落體運動的“問題與練習”中“估算傻瓜照相機的曝光時間”運用的方法是把自由落體運動在一段極短的時間內的運動當做勻速運動處理。要提高解決問題的能力，必須具有科學的思路和掌握基本的方法。科學思路和基本方法是不可能通過灌輸掌握的，需要經常、實時地滲透。

教科書在其他地方，例如加速度與物體受力及物體質量的關系、功與物體速度變化的關系、重力勢能的引入、探究彈簧彈性勢能表達式、萬有引力定律的得出、庫侖定律的得出等，出發點都是強調過程與方法、情感態度與價值觀這兩方面的課程目標，教學中不能為節省時間，著眼于應試教育，片面地強化“知識與技能”而簡化或淡化“過程與方法”的教學。

參考文獻：

[1]普通高中.基礎教育課程改革綱要（試行）.

[2]普通高中.物理課程標準（實驗）解讀.

[3]課程標準試驗教科書.物理必修1.2.

[4]高中課程標準試驗教科書.物理必修1.2.教師教學用書.