緊扣“三維”目標(biāo)，化解物理教學(xué)難度

張磊

摘要：人教版高中課程標(biāo)準(zhǔn)系列教科書中，編者在教學(xué)內(nèi)容上為高中學(xué)生精心開設(shè)了若干面對(duì)現(xiàn)代物理的窗口。在處理這些教學(xué)內(nèi)容時(shí)，如何進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)，做到在課程目標(biāo)的三個(gè)維度上達(dá)到最優(yōu)化，進(jìn)而解決學(xué)生學(xué)習(xí)的困難，這是值得每一位物理教師思考的問題。

關(guān)鍵詞：引入階段；規(guī)律探究；入門之課

一、引入階段：以身邊現(xiàn)象引起興趣。以興趣激起理性思維

粗看很平淡、細(xì)品卻奇異的現(xiàn)象最容易引起學(xué)生的興趣。這樣的現(xiàn)象是否一定需要復(fù)雜、昂貴的實(shí)驗(yàn)儀器和高超的技術(shù)才能展示？新課標(biāo)指出：教師應(yīng)選擇與學(xué)生生活聯(lián)系密切的素材用于教學(xué)，教師可以使用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、膠帶紙等生活中常見的物品來做物理實(shí)驗(yàn)。這不僅體現(xiàn)了節(jié)約，更重要的是讓學(xué)生意識(shí)到他就生活在觸手可及的物理世界中——一個(gè)長(zhǎng)期以來被描繪成少數(shù)科學(xué)家獵奇的場(chǎng)所。

例如，關(guān)于“黑體“這個(gè)理想模型，以往教師要么是讓學(xué)生閱讀文本后通過對(duì)文本語言的理解自己建立，要么是直接用語言解釋。這樣做，學(xué)生往往不會(huì)理解這個(gè)理想模型語言定義背后表達(dá)的物理實(shí)質(zhì)，更談不上興趣。如果教學(xué)設(shè)計(jì)中讓學(xué)生自己用身邊的簡(jiǎn)單材料完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的探索興趣會(huì)被一下子激發(fā)出來。設(shè)計(jì)如下簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：取一段課前放在煤球爐上已加熱的高度炭化的木棍，放在酒精燈上灼燒，然后移開燈焰，自然冷卻，觀察其顏色變化。當(dāng)學(xué)生認(rèn)真觀察時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)在從未留意的現(xiàn)象中，竟然有著如此豐富的變化！這樣就會(huì)激起學(xué)生探索其背后規(guī)律的欲望。

二、規(guī)律探究：充分呈現(xiàn)提示矛盾所需的材料。以利于學(xué)生自己提示矛盾

高中物理課程中具體目標(biāo)的三個(gè)維度不是各自獨(dú)立的，它們都融于同一個(gè)教學(xué)過程之中。學(xué)生作為教學(xué)的主體，應(yīng)該盡可能地參與科學(xué)過程的素材收集、整理、比較、分析、歸納，直至建立自己的有效認(rèn)知模式及知識(shí)體系框架，其效果要遠(yuǎn)好于教師從外部強(qiáng)制灌輸?shù)哪Ｊ脚c框架。自己努力建立的認(rèn)知模式及知識(shí)體系框架，在日后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)乃至終身進(jìn)行的科學(xué)活動(dòng)或其他活動(dòng)中將起到?jīng)Q定性作用。

三、規(guī)律與概念教學(xué)：必須遵守認(rèn)知科學(xué)規(guī)律

在此“科學(xué)規(guī)律”是廣義所指。除了物理學(xué)的規(guī)律之外，應(yīng)該包含其他學(xué)科的規(guī)律，特別是教育心理學(xué)的規(guī)律。

以人教版《選修3-5》第十七章第一節(jié)“能量量子化”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，列舉幾點(diǎn)：

在介紹完“黑體”后，可以讓學(xué)生討論身邊有哪些物體可以近似視為“黑體”？有哪些現(xiàn)象與之相關(guān)？當(dāng)學(xué)生舉例或解釋存在困難時(shí)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生再回顧“黑體”這個(gè)理想概念背后的物理實(shí)質(zhì)，而不是立即為其提供具體事例。

對(duì)于教材中深?yuàn)W的理論介紹，教師應(yīng)理清其發(fā)展的歷史脈絡(luò)，讓學(xué)生循序漸進(jìn)地理解、掌握。“孤立的山峰是脆弱不堪的”，任何一個(gè)看似奇峰突起的科學(xué)理論的前方總會(huì)有一系列的其他理論的丘陵。在介紹普朗克理論的時(shí)候，可以回顧前幾次物理學(xué)中已經(jīng)為學(xué)生所知的突變：伽利略對(duì)于亞里士多德運(yùn)動(dòng)和力觀點(diǎn)的突破，哥白尼對(duì)于“地心說”的突破等。

四、入門之課：重視科學(xué)史無前的人文教育價(jià)值。伺機(jī)進(jìn)行科學(xué)哲學(xué)觀的熏陶

這是學(xué)習(xí)物理的學(xué)生正式接受的第一節(jié)涉及量子力學(xué)的課。這節(jié)課的內(nèi)容在物理學(xué)史上具有突破性革命的意義，而它相對(duì)于學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)、能力水平也是具有突破性的。但以往的教學(xué)，往往局限于此，很容易流于“史的敘述”而沒有做到“史的挖掘”。事實(shí)上，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分利用教材文本提供的素材，重視科學(xué)史的人文教育價(jià)值，伺機(jī)進(jìn)行科學(xué)哲學(xué)觀的熏陶。

比如，可以安排這樣的討論話題：

1.普朗克理論的提出突破了經(jīng)典物理的哪些傳統(tǒng)？理論的提出者對(duì)于自己的理論一開始就充滿信心嗎？由此說明，科學(xué)理論地位的確立除了經(jīng)受實(shí)踐的考驗(yàn)，還跟哪些因素有關(guān)？

2.曾經(jīng)人們將哥白尼“日心說”的提出也稱為一場(chǎng)革命，普朗克的“量子論”的提出也是革命，這兩次革命一次是在經(jīng)典力學(xué)框架內(nèi)，一次是在由經(jīng)典物理到近代物理的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，很顯然，后一次革命的內(nèi)容讓人們?cè)诟锩漠?dāng)時(shí)更難接受，為什么會(huì)這樣呢？

3.世界是普遍聯(lián)系的，本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了能量的量子化。但是，“量子化”的現(xiàn)象其實(shí)早在初中就接觸了，你能列舉一二嗎？

4.“革命”，會(huì)有徹底終結(jié)之時(shí)嗎？

普朗克理論是在微觀領(lǐng)域?qū)εｎD力學(xué)的突破；《選修3-4》中介紹的相對(duì)論是在宏觀高速領(lǐng)域?qū)εｎD力學(xué)的突破。但普朗克理論、相對(duì)論會(huì)不會(huì)被更新的理論突破呢？宇宙中涉及黑洞、類星體等的許多現(xiàn)象都是現(xiàn)有理論不能徹底解釋或不能解釋的，這對(duì)你又有何啟發(fā)？

從這些問題的哲學(xué)層面思考，在高二跨高三階段，在學(xué)生科學(xué)的思想觀、人生觀處于形成階段的熏陶教育價(jià)值絲毫不遜于其知識(shí)價(jià)值。

物理學(xué)是從哲學(xué)中分化出來的，而長(zhǎng)期以來，對(duì)于物理學(xué)科中的科學(xué)哲學(xué)觀教育，我們要么是庸俗政治化，要么是忽視。毋庸諱言，與世界其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，現(xiàn)今中國(guó)的科學(xué)大師太少了。除去社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素，這跟我們物理教育思想的偏差有極大的關(guān)系。在新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施的今天，我們應(yīng)該補(bǔ)上過去忽視的這個(gè)環(huán)節(jié)，為未來具有創(chuàng)造精神的高素質(zhì)的勞動(dòng)者和大師留下濃濃的人生底色。