物理教學應重視挖掘教材中“細枝末節”的價值

晏廷飛

摘 要教材中一些非正文部分的“細枝末節”內容，在教學中往往不受重視。若能充分重視這些和正文一樣蘊含編者智慧與心血內容的教學價值，可以很好提高物理教學的效果，提升物理課堂的品質。

關鍵詞物理教學 教材 細枝末節 價值

現在使用的人教、粵教、滬科、魯科、教科等五個版本的高中物理教材，在編排過程中編者除了正文以外都精心安排了一些“細枝末節”的欄目，如人教版的“演示”、“做一做”、“思考與討論”、“說一說”、插圖、旁批等。相對于正文部分，這些“細枝末節”的欄目字號偏小、背景一般會加了底色。這些“細枝末節”不是可有可無的點綴，而是對課本正文部分的有效補充，是教材的重要組成部分。然而，在實際教學中，有些教師對這些部分的內容重視不夠，忽視這些欄目的教學價值，不愿意在這些“細枝末節”的欄目上花費時間，課堂上往往一筆帶過，甚至置之不理。其實，這些“細枝末節”的部分也蘊含了教材編者的智慧和心血，具有很高的教學價值，在教學過程中，如果給予重視、深度挖掘，可以提高物理教學效率。

一、“細枝末節”的教學價值

1.緊密聯系物理與生活

物理與生活緊密聯系，物理來源于生活。但是學生不可能經歷所有的生產生活情景，物理課堂上也不能把所有的情景再現。利用教材上的插圖、“科學漫步”、“STS”、“資料活頁”等資料，可以讓學生體驗物理與生活的緊密聯系，積累學生的感性經驗，幫助學生在學習中更好地理解物理情景、構建物理模型。

例1：在人教版必修1第一章第三節《運動快慢的描述——速度》一節的STS欄目介紹了速度與現代社會的關系。[1]從古代的木輪車到現代的磁懸浮列車和超音速飛機，并以北京為例，介紹了城市規模的大小與車速的關系——大城市的直徑一般就是速度最快的交通工具在1h內行走的距離。通過閱讀文本和圖1、圖2所示的插圖，學生可以感受到速度與社會發展和生活的密切聯系，也可以感受到交通的發展對戰爭、社會發展的促進作用，以及大量汽車帶來的負面影響。

教學中可以這個STS欄目中呈現的信息為影子，挖掘更多的資源，給學生呈現更多關于速度與社會的圖片、視頻，加深學生的印象，提高學習的熱情。

2.有效突破教學重難點

物理教學中重難點的突破是教學中的重要環節。教師會通過實驗、類比、設計針對性練習等手段來突破重難點，以保證教學環節的順利進行。在各版本教材中，編者都設計了一些啟發學生思考的欄目。例如，滬科版的“多學一點”、人教版的“思考與討論”、粵教版的“討論與交流”、教科版的“討論交流”、魯科版的“討論與交流”等欄目，利用這些欄目的設問可以很好地啟發學生思考，一步步逼近答案，有效突破教學重難點。

例2：在粵教版選修3-5第三章第2節《原子的結構》中，粒子散射實驗否定了湯姆生提出的葡萄干布丁模型，是這一節的重點也是難點。學生需要搞清楚：粒子散射實驗的結果怎么否定了湯姆生的葡萄干布丁模型，以及什么樣的模型才符合粒子散射實驗結果。只要搞清楚這點，本節課的重難點也就突破了，教學目標就順利達成。為此，可以利用教材上“討論與交流”欄目提出的問題，引導學生一步步思考?！霸咏Y構的葡萄干布丁模型能否解釋粒子大角度散射？請你從以下三個方面考慮：（1）粒子出現大角度散射有沒有可能是與電子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子內部后有沒有可能發生大角度偏轉？（3）你認為原子中的正電荷應該如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏轉？為什么？”[2]

通過這三個問題的思考、討論，學生的認識逐步逼近真相，慢慢明白為何要拋棄葡萄干布丁模型，并在此過程中建立起原子的核式結構模型，從而有效突破了本節課的重點、難點，順利達成教學目標。

3.有效開展探究活動，激發學生興趣

在各版本教材上都設置了一些課外活動的實踐與探索，把物理課堂所學知識延伸到課外，延伸到生活的方方面面。例如，人教版的“做一做”、粵教版的“實踐與拓展”、教科版的“發展空間”（實驗室）和“活動”、魯科版的“迷你實驗室”等欄目。把這些欄目里的一些探究活動落實到課堂上，可以鞏固、活化所學物理知識，也能夠起到增添物理課堂魅力、活躍課堂氣氛的作用，從而激發學生學習興趣，讓學生樂意學習物理、熱愛學習物理。

例3：在學習完自由落體運動后，可以在課堂上按照教材上的“做一做”欄目的設計（如圖3所示[1]）讓幾組學生互相測小伙伴的反應時間。這是一個非常簡單易操作的實驗，原本以為實驗效果一般，沒想到在課堂上測量時，學生會互相攀比反應時間，參與課堂的積極性超出預期。教師可以趁熱打鐵，給學生提供米尺、紙帶，讓學生課后制作一把測量反應時間的尺子，并在下一節課評比誰做得最漂亮，標度最科學，可以提示學生借鑒體溫計的刻度范圍的標度方法，測出正常情況下人們反應時間的大致范圍，反應時間尺也只標出中間可能的范圍，太小或太大的值無需標記。

通過這個探究活動很好地鞏固了自由落體運動的知識，加深了學生的理解和認識，更重要的是學生在玩樂中學習了知識，激發了他們的學習興趣，學生會以更大的熱情投入到后續的物理學習中。

4.滲透物理思想方法

只有領悟物理思想，學生才能掌握物理的本質，才能把握物理學科知識的內在邏輯，只有掌握物理方法學生才能用活物理知識。物理思想和物理方法的滲透是物理教學中重要的任務?！笆刮锢斫虒W過程成為啟發、引導學生運用物理學方法來提出問題、探索和研究問題的過程。在這個過程中，學生在學生知識的同時，經受了研究問題方面的初步訓練。這樣既教知識又教研究問題方法的教學，會使學生既學到知識，又逐步開學習物理之‘竅，就會越學越愛學，越學越會學?！盵3]教材中把物理方法的介紹、滲透隱藏在這些“細枝末節”的欄目或者旁批中，通過挖掘這些“細枝末節”的價值，可以實現在教學中滲透物理思想，傳授物理方法的重要目標。

例4：在粵教版必修2第四章第3節《探究外力做功與物體動能變化的關系》一節中，在進行實驗和理論探究得到動能定理的結論后，用旁批的形式對動能定理的適用范圍進行了拓展，“動能定理不僅適用恒力做功和直線運動也適用變力做功和曲線運動?！蓖ㄟ^對這一旁批內容的探究可以滲透物理學中的微元法和研究物理問題從特殊到一般的方法。首先，為什么動能定理適用于變力做功和曲線運動？當物體受到變力，或者做曲線運動時候，采用微元法，把物體的運動過程分割成無數多段，每一小段都可以看成是直線運動，也可以看成受到的是恒力，每一小段都可以適用于動能定理，累計起來整個變力作用下的曲線運動的過程也就適用于動能定理。其次，先研究簡單的勻變速直線運動，然后再把結論推廣到一般的變力作用下的運動和曲線運動，體現了物理研究中從特殊到一般的方法。

5.回應學生疑問

在教學中，有時候學生會提出自己的見解或者疑問。這些疑問的答案，有些就藏在教材這些“細枝末節”的地方，引導學生關注這些“細枝末節”，通過閱讀教材，解決自己的疑問，可以培養學生重視教材、認真閱讀教材的習慣。

例5：在選修3-5的教學中，一道簡單的習題，學生提出了疑問。“碳14的半衰期是5730年。現有一份古代生物遺骸，其中碳14在碳原子中所占的比重只相當于現代生物中的，請推算生物的死亡時間。”學生的疑問是：“古代生物死亡前碳14的比例和現代生物中一樣嗎？不同種類的生物體內碳14的比例一樣嗎？”是直接告訴學生？還是采用其他策略？短暫思索后決定讓學生自己尋找答案，讓學生閱讀人教版教材選修3-5第72頁的“科學漫步”欄目。通過閱讀學生找到幾個關鍵的信息：空氣中碳14含量是動態平衡且相當穩定；活的植物體內碳14的比例與空氣中相同；植物枯死后，遺體內的碳14仍在衰變，不斷減少，但是不能再得到補充。通過分析這幾個關鍵信息點學生找到了問題的答案，疑惑得到解決。

二、“細枝末節”的運用策略

教材中這些非正文部分的“細枝末節”有如此重要的教學價值，那么在教學實踐中該如何來利用、挖掘這些價值呢？

1.利用“細枝末節”開發演示實驗

在各版本教材中都有一些“細枝末節”的欄目或者插圖中有實驗或者活動的建議，這些實驗或者活動的建議，一般取材都比較容易，制作簡單，且實驗效果比較明顯。

例6：在人教版必修2第五章第3節《拋體運動的規律》的圖5.3—2（本文圖4所示），利用噴出的水柱顯示的平拋運動的軌跡。這一插圖很好地描繪出了復雜的平拋運動的軌跡。如果教師教學中找來塑料管、塑料瓶、密封膠，幾分鐘就可以完成演示實驗裝置的制作。在課堂利用取材于學生身邊的物品做實驗，學生會感到親切，所以把這些看似簡單的實驗落到實處，可以很好地激發學生的學習興趣，調動學習熱情，提升課堂效率，收到意想不到的效果。

2.借鑒不同版本“細枝末節”補充融合

各版本教材對活動、實驗、插圖等安排是不一樣的，教學中教師可以對比并融合各版本的素材，然后根據自己學生的情況，有針對性地選材，對教材進行二次開發，使之更加適合自己的學生。

例7：人教版教材上在《功》這一節沒有提及變力做功的問題，但是學生在實際處理的物理問題中卻經常會碰到，而且處理變力做功可以給學生滲透微元法、圖象法等重要的物理方法，且對后面動能定理結論由特殊推廣到一般有奠基性的作用，所以變力做功不建議忽略。

建議借鑒滬科版必修2第三章第2節《研究功與功率》“多學一點”欄目中介紹的變力做功的處理方法。具體如下：“圖3-11（本文圖5）表示物體在變力作用下，沿直線O運動到O。因為力是變化的，不能直接用公式計算力在全過程中所做的功。我們可以把線段平均分成很多小段，如圖中的OO1、OO2……當每一小段足夠小時，力的變化很小，可以認為是恒定的。這樣，每一小段，就可以用公式計算出力在此小段距離內做的△Wi=Fi△Si功，將每一小段內的功相加：W=∑△Wi=∑Fi△Si。W就是變力F在整個過程中所做的功。”[4]這一處理的思路，很好地滲透了物理上很重要的方法——微元法。

或者借鑒教科版教材上給出的用圖象法求變力做功?！皥D3-12（本文圖6）是變力做功的圖像，它表示了分析變力做功問題的思路和方法?！薄皥D像下方從x1到x2的面積，就是變力F在s=x2-x1段內做的功，圖中各長方條的面積表示力在各小段內做的功”。[4]

3.同一版本教材首尾呼應，解決學生疑難

在同一版本的教材中，有時候出現在不同章節的素材，可以互相作為輔助資源，為學生降低理解上的難度，使學生順利解決疑難問題。

例8：人教版必修2第五章第7節《向心力》課后練習的第4題，“如圖5.7-8（本文圖7），細繩的一端固定于O點，另一端系一個小球，在O點的正下方定一個釘子A，小球從一定的高度擺下。經驗告訴我們，當細繩與釘子相碰時，如果釘子的位置越靠近小球，繩越容易斷。請你對這一經驗進行論證?！北绢}的解決，要求學生理解細繩與釘子相碰的瞬間速度大小不會突變，然而這一點理解起來很有難度。

本題中的情景，可以通過演示實驗，讓學生來觀察，繩子相碰瞬間速度大小是不是突然變小，但是實驗的效果并不理想。借助人教版第七章第8節《機械能守恒定律》一節的圖7.8-1（本文圖8）就可以很好地解決這一疑難。觀察圖8所示的頻閃照片可知，細繩碰到釘子后其運動軌跡（右側）和未碰到釘子時是對稱的，說明碰到釘子后小球的速度沒有突然變化。得到這一結論后，根據細繩的拉力和小球提供的向心力，由牛頓第二定律列方程即可論證。

參考文獻

[1] 張大昌主編.普通高中課程標準實驗教科書物理1[M].北京：人民教育出版社，2011.

[2] 保宗悌主編.普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-5[M].廣州：廣東教育出版社，2005.

[3] 閻金鐸，添世昆主編.中學物理教學概論（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4] 束炳如，何潤東主編.普通高中課程標準實驗教科書物理2[M].上海：上海科技教育出版社，2012.

[5] 張大昌主編.普通高中課程標準實驗教科書物理2[M].北京：人民教育出版社，2011.

【責任編輯 郭振玲】