以教材為依托 為學生的終身發展奠基

張雁

摘 要：教育具有終身性，教育與個人生活共始終。學校教育對學生影響深遠，在平時的教學中，教師應該深度挖掘教材，注意科學精神的熏陶和科學方法的滲透，為學生終身發展奠基。

關鍵詞：教材；科學精神；科學方法；終身發展

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）09-076-2

當代科學知識迅猛增加，學校的教學時間有限，為了提高效率，這就需要教師對教材進行深度挖掘，將科學精神、態度和方法顯性化和有條理地提煉出來，有機地融入知識傳授過程中，從而為學生終身發展奠基。

一、基于最近發展區，培養學生的提問精神

學貴有疑，有疑才有思，有思才有問，有問才有悟。培養學生的提問精神，有利于學生養成創新意識和創新精神。問題導入可以培養學生的提問精神，當然，課堂問題的提出應建立在學生認知水平的“最近發展區”，使學生所提的問題具有實際價值。

例如在進行“光電效應的實驗規律”教學時，傳統的做法是先介紹什么是光電效應，然后分析給光電管分別加正向電壓和反向電壓時，光電流的變化情況，從而引出飽和電流、截止頻率和遏制電壓的概念。這種教學方法以教師為主體，扼殺了學生主動思考、積極提問的過程。筆者對這部分的教學進行了改進，如下所示：

師：通過演示實驗我們已經了解什么是光電效應，對于光電效應，同學們想知道些什么呢？

生：發生光電效應有沒有什么條件？有多少光電子從金屬表面逸出？光電子從金屬表面逸出時有沒有初速度？初速度能測量嗎？……

師：首先我們來解決第一個問題“發生光電效應的條件”，同學們猜想一下可能跟哪些因素有關？

生：光的顏色、強弱和金屬材料。

師：在研究“發生光電效應的條件”和三個因素的關系時，應該采用什么方法？

生：控制變量法。

師：請同學們設計實驗過程。

……

師：接下來我們研究第二個問題“有多少光電子從金屬表面逸出”，怎樣計數呢？

生：將鋅板和銅網與電流表連接，用紫外線照射鋅板，通過電流表讀數可以知道單位時間鋅板上產生的光電子個數。

師：按學生的想法連接電路，電流表無示數，讓學生討論原因并進行實驗的改進。

生：光電子數量太少，電流表不靈敏，換靈敏電流計；空氣分子阻礙電子向銅網運動，應該在真空環境實驗；失去電子的鋅板帶正電，把電子又吸回板中去了，應該給電子加上電壓，幫助電子遠離鋅板。

師：根據同學們的分析，我們設計如圖所示的電路實驗，光電管中被抽成真空，雙刀雙擲開關往上打。通過實驗發現存在飽和電流I飽，若電子電量為e，怎么表示單位時間產生的光電子個數呢？

生：N=I飽e

師：接下來我們解決第三個問題“光電子從金屬表面逸出時初速度是多少”，請同學們想想有什么辦法。

生：將以上電路的開關往下打，即給光電管中的電子加上減速電壓，若減速電壓為零，電流表有示數，說明光電子有初速度。當減速電壓達到某個值時，電流表示數恰好減為零，說明電子到A板時剛好減速為零。

師：使電子剛好減速到零的電壓叫遏制電壓。設電子質量為m，電子電量為e，遏制電壓為UC，求電子從K極板逸出時的初速度v是多少？

生：eUC=12mv2

由于學生已經具備了從動力學和功能關系兩個角度分析帶電粒子在電場中運動的知識，基于這樣的“最近發展區”，筆者讓學生對“光電效應”提出自己想了解的問題，以問題為引導，利用已有知識，逐步解決問題，化被動接受為主動探究，提高了學生的學習興趣，取得良好的效果。

二、整合教材，顯性化物理方法

現行高中物理教材只是依照學科知識為中心的邏輯結構編寫的，而物理思想方法如“時空觀”、“平均思想”、“系統思想”、“假設實驗推理法”、“逆向法”、“類比法”等，都被淹沒在知識的海洋中。要讓這些有價值的物理思想方法“浮出水面”，唯一的途徑就是將這些隱性的物理思想方法作為教學內容的一部分，明朗、顯性、有條理地提出來，有機地融入知識的傳授過程中去。

例如在“探究加速度與力、質量的關系”中，應用了“假設實驗推理法”，具體過程為：1.根據生活經驗得出“力越大、質量越小，物體的加速度越大”的結論；2.猜想加速度與力、質量的數學關系；3.采用控制變量法，設計實驗；4.記錄數據，進行處理，分別作“a-F、a-F2、a-F3……圖”或“a-1M、a-1M2、a-1M3……圖”；5.根據圖象確定加速度與力、質量的數學關系。這種研究方法在高中物理教材中出現了很多次，筆者在隨后的物理教學中，每遇到這種物理方法都采取顯性化，前后呼應，不斷強化，使學生認識到“假設實驗推理法”是研究陌生事物的科學方法。于是在“探究功與速度變化的關系”時，筆者根據“假設實驗推理法”，引導學生進行實驗設計和數據處理，并將該實驗和“探究加速度與力、質量的關系”的設計思想進行類比。

除了顯性化相同的物理思想方法，將應用同一方法的知識進行類比總結，筆者還挖掘教材，引導學生將該種方法主動應用到物理知識中去。例如在進行《行星的運動》教學時，筆者針對開普勒第三定律設計了一個“探究行星運動半長軸與公轉周期的關系”的實驗，具體做法如下：1.假設開普勒已經證明了行星運動的周期與除半長軸以外的量無關，展示第谷關于太陽系八大行星的公轉周期和半長軸的數據，讓學生定性分析兩者的關系；2.讓學生猜想a和T的數學關系；3.根據猜想選擇數據處理的方法，用Excel分別作“T-a、T-a2……圖”；4.分析圖象，發現“T-a圖”是斜率增大的曲線，“T-a2圖”是斜率減小的曲線，猜想T和a的關系應該介于兩者之間；5.猜想滿足線性關系的可能是“T-a32、T-a1.1、T-a1.2……”，分別用Excel作圖，發現“T-a32圖”為過原點的直線；6.得出結論T∝a32。

[參考文獻]

[1]A·愛因斯坦，L·莫菲爾德.物理學的進化[M].上海：上海科學技術出版社，1962.

[2]任用鐳.物理學科還應該教給學生什么——結合實例談物理學科核心素養如何達成.中國教育報課程周刊，2016（07）.