物理教學要聯系科學前沿

謝麗娜

2018年10月2日頒發的諾貝爾物理學獎，由提出“光學鑷子及其在生物系統的應用”的亞瑟·阿什金和開創“啁啾脈沖放大”技術的熱拉爾·穆魯及其學生唐娜·斯特里克蘭共享。奇跡般的光工具，人們可以利用它操縱和移動原子、病毒和其他活細胞。有了強大的激光，人們可以做很多以前無法想象的事，比如精準、低成本地為粒子加速;強激光帶來的短脈沖，還可以盡可能不損傷眼球的方式來矯正視力。作為中學物理教師，必須改變傳統的教學觀念，提高自身的文化素養。在課堂上融入前沿科學，開拓學生的眼界，提高學習興趣和科學精神，使學生的學習能力得到培養。傳統教學模式往往比較死板，學生學習顯得壓抑、沉悶。在新課程標準要求下，教師要及時更新自己的教育理念，重視學生核心素養的培育。課堂上，前沿科學與物理教學相結合，學習先進的物理科技，了解科學家實驗中百折不撓的事跡，培養學生的科學精神，倡導自主學習，主動探究問題，以激發學生的求知欲望和創新思維能力。

改變觀念，融入前沿科學

在應試教學機制下，教師的主要任務變為提高學生的成績，讓學生成為能考高分的“機器”。凡是中學物理課本“科學世界”上的內容，往往棄之不顧。課堂上講授的都是考試內容和考試題型，自主學習能力強的學生一味機械式地學習，自主學習能力弱的學生就會逐漸失去學習物理的興趣。學生學習中學物理的層次變得分明，需要“新鮮的血液”注入到中學物理教學中去。

在電阻一節的學習中，認識了電阻的定義，影響導體電阻的因素;但是這些知識對于學生來說，離得太遠了，介紹生活中一些常見物體的電阻也顯得蒼白無力。在講授介于導體導電性能和絕緣體導電性能之間的物體鍺、硅時，告訴同學，這類物質我們都接觸過。同學們大感新奇，原來它們是半導體，是制作二極管和三極管時集成電路板上不可或缺的元件。有了小小的半導體，才有了當今的現代化生活。學生為學習物理倍感自豪，有的同學發表感言“沒有半導體就沒有手機”。一些學生放學回家，利用互聯網搜集關于半導體的資料，自身的學習興趣得到激發。同時，向學生講述我國半導體技術和其他先進國家的差距，使學生帶著使命感和責任感來學習。鼓勵學生要不斷創新思維，牢記自己的使命和緊迫感，從事實現中學物理的素質教育，提高學生的核心素養。這不僅是教學的需要，也是時代的需要。國家和民族需要的不是只會考高分的學生，需要的是能創新科學技術和提高我國科學綜合競爭力的未來人才。

提高素質，關注前沿科學

教材的更新需要一定的周期，而科學技術發展，日新月異。教師對于前沿科學的了解，不能只局限于中學物理課本的“科學世界”。這就需要教師提高自身的科學文化素質，通過互聯網等關注前沿科學。在教學中，把自己了解的前沿科學滲透給學生，激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維能力。

比如，在學習中學物理光學知識的時候，美國科學家阿瑟·阿什金發明了一種光鑷工具能夠操縱極其微小的粒子;在重力一節學習中，要講到在物理學家牛頓的萬有引力定律支持下，人類得出了三大宇宙速度，才有了現在的衛星;在分子熱運動學習中，要講到極其微小的分子并不是最小的粒子，最小的物理粒子是夸克。前沿科學與中學物理教學相結合，能提高學生的學習興趣，使學生的核心素養得到提高。這就需要教師一方面提高自身的科學文化素質，使自身專業性知識準確、扎實、牢靠;另一方面，及時關注前沿科學與科研成果，不斷向學生傳遞新信息。這樣才能引發并滿足學生的好奇心和求知欲，提高學生的學習能力。

了解對比，培養科學精神

提到科學家的奮斗史，不得不說的就是牛頓。牛頓是中學物理的“常客”，他換了另一種方式與物理相伴。初次認識力的時候，在講到力的單位牛頓時，同學們開始與偉人聯系在一起。以名字為單位，讓學生們記住他對于物理力學的貢獻。牛頓從1665年至1685年，花了整整20年的時間，才沿著“離心力——向心力——重力——萬有引力”等概念的演化順序，終于提出“萬有引力”這個概念和詞匯。在電學中，教學小燈泡時，筆者向同學們講述了大家耳熟能詳的愛迪生。上千次的實驗足以證明“天才就是1%的靈感加上99%的汗水”。諸多物理學家的事跡，震撼著學生的心靈，激勵著學生前進，向學生完美展示什么是科學精神——不斷創新、永不言棄。

科學技術是第一生產力。尤其是高新技術，是推動各行各業發展的關鍵因素。例如，電阻一節學習中，了解前沿科學半導體的同時，向學生講述我們的半導體芯片。半導體芯片：TCL起步還在28納米，國外已經是8納米。半導體芯片技術發展，中國企業仍任重道遠。通過對比分析，讓學生帶著使命感、責任感和緊迫感來學習，培養學生的歷史責任感。

通過以上幾點的介紹，加上在課下鼓勵學生通過互聯網等媒介，了解新科技的發展。可以發現，教師將科學前沿與物理教學結合，激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維，以實現物理學的素質教育，提高學生的核心素養。這不僅是課堂教學的需要，也是時代的需要，是現代科學技術和國際科學綜合實力競爭的需要。

【本文系河南省基礎教育教學研究重點項目《中學生物理核心素養（學習能力）培養的研究》（立項編號：JCJYB17061024）階段性成果】

（作者單位：河南省許昌市襄城縣教體局教研室）