高中學(xué)生物理閱讀素養(yǎng)培養(yǎng)策略*

夏季云

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020年修訂）》中指出：高中物理課程在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角認(rèn)識(shí)自然，理解自然，建構(gòu)關(guān)于自然界的物理圖景；引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力；引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)以及“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境”（STSE）的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和正確的價(jià)值觀，為做有社會(huì)責(zé)任感的公民奠定基礎(chǔ)。［1］

基于這樣的課程定位，再結(jié)合對(duì)核心素養(yǎng)的相關(guān)界定，筆者以為物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)是學(xué)生順利完成物理知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是運(yùn)用物理知識(shí)解決問題所必備的對(duì)文本、數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖表、圖象、情境的理解、應(yīng)用、遷移、反思、批判的能力和品格。從物理學(xué)科的角度來(lái)看，物理圖景的建構(gòu)、科學(xué)研究方法的掌握、科學(xué)思維的養(yǎng)成等物理素養(yǎng)的培養(yǎng)都離不開學(xué)生閱讀能力的支撐。筆者從自己的實(shí)踐出發(fā)，提出如下培養(yǎng)策略。

一、注重生活用語(yǔ)與學(xué)科用語(yǔ)的比對(duì)

進(jìn)入高中物理學(xué)習(xí)后，學(xué)生能很直接感受到高中物理與初中物理之間存在顯著差異，語(yǔ)言表達(dá)上更加嚴(yán)謹(jǐn)，研究的問題從簡(jiǎn)單理想情況變得更接近于實(shí)際，生活經(jīng)驗(yàn)時(shí)常與所學(xué)的規(guī)律存在沖突，這也是讓部分學(xué)生感到物理難學(xué)的重要因素之一。基于這一認(rèn)識(shí)，筆者認(rèn)為物理現(xiàn)象的生活化語(yǔ)言的描述對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)起了“倒攝抑制”的作用，因此既要讓學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)別生活化語(yǔ)言與物理學(xué)科用語(yǔ)的區(qū)別，同時(shí)又要能用物理的學(xué)科表達(dá)來(lái)描述物理現(xiàn)象。舉例如下。

情境一（生活表達(dá)）：格布雷西拉西耶被稱為歷史上最偉大的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員，在他的職業(yè)生涯中參加過(guò)400 多次比賽，并且多次打破世界紀(jì)錄。他曾是馬拉松、10 公里馬拉松、20000 米賽跑、半程馬拉松和1 小時(shí)限時(shí)跑世界紀(jì)錄的保持者，因而他也被認(rèn)為是跑得最快的人。

情境二（高中物理學(xué)科表達(dá)）：圖1 是三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C 的運(yùn)動(dòng)軌跡，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)M 點(diǎn)，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N 到M 運(yùn)動(dòng)一樣快。

初學(xué)高中物理的學(xué)生容易對(duì)上述兩種表達(dá)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，覺得難以把握其正確性。為更好地幫助學(xué)生理解問題的本質(zhì)，教師此時(shí)要讓學(xué)生明白語(yǔ)境的重要性，教會(huì)學(xué)生聯(lián)系前后的內(nèi)容來(lái)整體把握語(yǔ)言表達(dá)的真實(shí)意思，學(xué)會(huì)從學(xué)科表達(dá)的角度來(lái)描述并且領(lǐng)會(huì)語(yǔ)義的內(nèi)涵。情境一中“跑得最快”的物理學(xué)科表達(dá)是指運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度與時(shí)間比值大的意思，即平時(shí)說(shuō)的路程與時(shí)間的比值大，在高中物理學(xué)科表達(dá)中的簡(jiǎn)單說(shuō)法是“速率”；情境二中“運(yùn)動(dòng)一樣快”是指運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間比值一樣大的意思，在高中物理學(xué)科表達(dá)中的簡(jiǎn)單說(shuō)法是“速度”。在生活中表示運(yùn)動(dòng)快慢的用語(yǔ)還有如蹓、滑、奔、甩等，它們通常指速率；描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理學(xué)科表達(dá)是速度、速率。此外，諸如緩慢運(yùn)動(dòng)、光滑、絕熱膨脹、恰好通過(guò)最高點(diǎn)等均是物理學(xué)科用語(yǔ)。

二、注重從現(xiàn)象描述到學(xué)科本質(zhì)表達(dá)的訓(xùn)練

我們?cè)诮虒W(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生從文本表達(dá)中以物理學(xué)科特有的視角去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立物理量間的關(guān)聯(lián)，尋找共性的規(guī)律，提煉出最簡(jiǎn)潔的學(xué)科表達(dá)。

例如：人教版高中物理選修3-2 第四章“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”一節(jié)中有如下3 個(gè)實(shí)驗(yàn)。（1）如圖2 所示，導(dǎo)體AB 做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB 順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生。

（2）如圖3 所示，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生；但條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)電流產(chǎn)生。

（3）如圖4 所示，將小螺線管A 插入大螺線管B 中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S 閉合或斷開時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；若開關(guān)S 一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；而開關(guān)一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中無(wú)電流通過(guò)。

教師引導(dǎo)學(xué)生從上述實(shí)驗(yàn)描述中總結(jié)本質(zhì)特征。

實(shí)驗(yàn)（1）的本質(zhì)特征：導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)，引起閉合回路面積發(fā)生變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)（2）的本質(zhì)特征：磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，引起線圈中的磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。實(shí)驗(yàn)（3）的本質(zhì)特征：開關(guān)閉合、斷開、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，A 線圈中電流變化，從而引起穿過(guò)B線圈的磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流。

之后教師再引導(dǎo)學(xué)生用一個(gè)物理量來(lái)描述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)特征。學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)有效面積與磁場(chǎng)強(qiáng)弱發(fā)生變化，與這兩個(gè)量都相關(guān)的物理量是磁通量，最后就得出結(jié)論——閉合回路的磁通量發(fā)生了變化會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

從上述探究不難發(fā)現(xiàn)，我們對(duì)物理現(xiàn)象的描述多是形象化的，為了更好地從物理學(xué)科深刻認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，需要在理解現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括性表達(dá)，突出物理學(xué)科的本質(zhì)特征。通過(guò)這一訓(xùn)練可以培養(yǎng)學(xué)生的反思、批判等方面的閱讀素養(yǎng)，加深對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深刻性。

三、注重對(duì)圖象（形）的識(shí)別、轉(zhuǎn)化、推斷等訓(xùn)練

數(shù)形結(jié)合的實(shí)質(zhì)是將抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言與直觀的圖形結(jié)合起來(lái)，使抽象思維和形象思維結(jié)合起來(lái)。這一思想在高中物理學(xué)習(xí)中具有重要意義，高中物理概念、物理規(guī)律更加抽象、難懂，概念和規(guī)律之間的聯(lián)系更加復(fù)雜多變，借助數(shù)學(xué)圖象、幾何圖形，往往能使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，抽象的問題具體化，解題思路直觀化，解題過(guò)程簡(jiǎn)單化。

為更好應(yīng)用圖象的功能，必須要認(rèn)識(shí)圖象中點(diǎn)、線、面、截距的意義。［2］例如“面”的意義：一是圖線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”，它表示相關(guān)的過(guò)程，如a-t 圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”表示速度；F-L 圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”表示力F 做的功；v-t 圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”表示位移；I-t 圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍“面積”表示流過(guò)導(dǎo)體的電荷量等。二是圖線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)與坐標(biāo)軸所圍的“面積”，它表示相關(guān)的狀態(tài)量，如U-I 圖象中，圖線上任一點(diǎn)到坐標(biāo)軸的垂線與坐標(biāo)軸所圍的“面積”等于對(duì)應(yīng)狀態(tài)的電功率。通過(guò)上述訓(xùn)練能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖象（形）語(yǔ)言的識(shí)別、轉(zhuǎn)化的閱讀素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)表達(dá)。

情境三：高一學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)后常常遇到如下問題。如圖5 所示為甲、乙、丙三個(gè)物體的“位移-時(shí)間”圖象，那么，三個(gè)物體的位移大小關(guān)系是____，路程關(guān)系是______，平均速度的關(guān)系是______。

學(xué)生極易誤認(rèn)為丙的路程大于乙的位移，理由是丙是曲線，軌跡長(zhǎng)度大。事實(shí)上錯(cuò)誤的根源是學(xué)生對(duì)x-t圖象的意義沒有弄清楚，把圖象與圖形混為一談，丙實(shí)際上做的是單方向直線運(yùn)動(dòng)，只不過(guò)是變速運(yùn)動(dòng)而已，因而位移的大小等于路程，因而乙、丙二個(gè)物體的路程一樣。學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤的根源是圖象與圖形的混淆，本質(zhì)上是對(duì)圖象和圖形呈現(xiàn)的意義不清，體現(xiàn)了學(xué)生圖象和圖形閱讀素養(yǎng)的不足。

四、對(duì)數(shù)學(xué)方程式（結(jié)論）在物理應(yīng)用中的工具性解讀訓(xùn)練

現(xiàn)實(shí)中有的學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)得很好，物理成績(jī)卻很一般，原因是學(xué)生不能很好地建立起物理與數(shù)學(xué)的關(guān)聯(lián)，不能自覺運(yùn)用數(shù)學(xué)的工具性，沒能理解數(shù)學(xué)結(jié)論與物理實(shí)際的差異性。

情境四：同一水平面上有A、B 兩輛玩具汽車，相距s＝7m，A 在后B 在前，A 以vA＝4m/s 向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)B 的瞬時(shí)速度為vB＝10m/s，方向也向右，同時(shí)啟動(dòng)剎車裝置，以大小為2m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。從此位置開始計(jì)時(shí)，A追上B所需時(shí)間為______。

很多學(xué)生不假思索，直接應(yīng)用勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從數(shù)學(xué)的角度想當(dāng)然地認(rèn)為，當(dāng)兩者位移相同時(shí)就會(huì)相遇，事實(shí)上該情景是不會(huì)真實(shí)發(fā)生的。因?yàn)樵趯?shí)際操作中，B 不可能出現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)這種訓(xùn)練能培養(yǎng)學(xué)生的閱讀批判素養(yǎng)，彰顯對(duì)物理學(xué)科的本質(zhì)特征的理解。

綜上，根據(jù)新版課標(biāo)的精神，物理高考必將發(fā)生相應(yīng)變革，即從知識(shí)、能力考查向?qū)W科素養(yǎng)考查的轉(zhuǎn)變。為落實(shí)閱讀理解能力的考查要求，在教學(xué)過(guò)程中要順應(yīng)時(shí)代潮流，強(qiáng)化學(xué)生獲取信息、處理信息、信息應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生物理閱讀素養(yǎng)。我們堅(jiān)信好的物理閱讀素養(yǎng)一定會(huì)在高考中及未來(lái)成長(zhǎng)中發(fā)揮積極的作用。