必修1中物理學前沿知識的呈現方式及教學建議

李海虎

摘 要：高中物理教材滲透了大量的物理學前沿課題，如夸克理論、黑洞、宇宙大爆炸理論、納米技術、液晶、湍流現象、混沌、超導、磁懸浮等。 了解清楚這些前沿知識及其合理的教學方法，對我們的教學有著很大的幫助。

關鍵詞：物理學前沿;呈現方式;教學建議

一、 引言

《普通高中物理課程標準（實驗稿）》指出：“課程的基本理念是在內容上體現時代性、基礎性、選擇性。反映當代科學技術發展的重要成果和新的科學思想。”所謂物理學前沿，就是有些物理現象和規律還不完全清楚，目前正在探索和研究中的領域。粒子（高能）物理、天體物理和凝聚態物理以及與其他學科的交叉和滲透，產生了許多邊緣學科。分析教材中的物理學前沿知識對我們的教學有著很大的幫助，能夠激發學生學習興趣，提高學生的科技知識，培養學生的科學素養。

二、 物理學前沿知識在教材中的呈現

普通高中課程標準實驗教科書（人教版）必修1中涉及物理學前沿知識的呈現內容及呈現方式統計如表1：

從統計表格中就可以發現，教材已涉及當前部分物理學前沿課題，其主要以閱讀材料、正文選學內容、習題的背景知識出現。這些前沿課題的出現并沒有改變原有課程的知識體系，也沒有給學生作認知目標上的要求，僅僅為學生打開了一個“窗口”。但作為物理教師如何引導學生向“窗外”看，卻非一件容易的事。

三、 必修1物理學前沿知識教學建議

（一） 全球衛星定位系統

全球衛星定位系統（GPS）雖然教材呈現在“科學漫步”欄目中，大部分教師只是要求學生進行閱讀而已。由于GPS在現實生活中已很常見，如手機、電腦、車載GPS等等，學生對此可能也都有所了解。

鑒于此教師可以布置學生寫一篇科技小論文，不要求學生去了解GPS的工作原理，只要求學生從這幾個方面入手：GPS簡介、功能、應用、目前發展狀況及應用前景等。在學生自主完成科技小論文后可進行小組交流討論。

（二） 航天類

協和式客機、神舟五號載人飛船、艦載飛機分別以STS、習題背景出現，這部分內容是目前的熱點，也是考試的熱點。在神舟十號的背景知識中教師可以有很多工作要做。組織學生觀看“神舟十號太空授課”這是最直接、接受最好的形式，讓學生了解太空中宇航員的衣食住行、在失重環境中的特殊現象。教師還可以以“神十”為背景編寫一些習題讓學生去做。

（三） 引力與加速器

引力與加速器都出現在第三章第一節重力與基本相互作用這一節，這部分內容對學生來說可能比較生疏，加速器對學生來說更是知之甚少，這種情況下我們的教學就要考慮到學生現有的知識水平。教師在進行此部分內容教學時可采用下面的方法：如果學校有條件（網絡、圖書館）可以讓學生自主搜集相關資料進行總結歸納，然后在課堂上進行小組交流;如果學校沒有硬件條件，只能由教師進行相關講解，可以觀看相關視頻、圖片等。

（四） 有機玻璃變形

按照教材內容提示，教師可先進行相關實驗，如果能夠成功做出該實驗，那么在課堂教學中完全可以作為演示實驗，激發學生學習興趣，吸引學生眼球為下面的教學內容做好鋪墊。

如果教師因沒有實驗條件或不能夠成功做成該實驗，可以下載相關視頻動畫或圖片讓學生欣賞，能夠給學生以感性認識。

（五） 流體阻力

流體阻力學生雖然比較生疏，但是通過教材給出的閱讀材料學生可以基本了解流體阻力的特點性質等，如果讓學生在允許的條件下進行探討相關的實際實例，將會加深學生對流體阻力的理解，教師在組織學生探討過程中可進行引導或解釋一些疑惑。

四、 結束語

物理學前沿知識教學要遵循以培養興趣為主的原則、不增加學生負擔的原則、符合學生認知特點的原則、理論聯系實際的原則、與課程內容相結合的原則。

了解物理學前沿知識的教學原則，分析其在教材中的呈現形式及出現的目的，有助于我們的教學設計，有助于培養學生科學探究的能力，也有助于增加教師的專業知識。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]趙凱華，羅蔚茵.新概念物理教程——力學（序言）[M].北京：高等教育出版社，1995.