著力發展物理語言能力 探索物理教學新模式

方武增

(惠來慈云實驗中學 廣東 揭陽 515200)

愛因斯坦曾指出：科學必須創造自己的語言和自己的概念，供它本身使用．物理學科有著與本學科契合的物理語言．對于物理工作者或學習者而言，磨練并提升自己的物理語言能力有利于自己在學習共同體中進行有效的交流與討論，并以此提升自身物理素養；而當自己能在學習共同體中進行有效的交流與討論，反過來也會促進自身物理語言能力的提升．而作為物理知識的重要組成部分——物理概念，正是人腦對客觀事物共同特征和本質屬性的高度概括，并通過物理語言呈現出來，這一過程也正是構成物理規律、建立數理公式和完善物理理論體系的基礎和前提．

1 提高物理語言能力的現實意義

1.1 提高物理語言能力對學科學習的意義

物理課本中的語言較為精辟,富有邏輯, 如概念、定律、定理等，這些語言沒有華麗的修飾,但有著極為嚴謹的界定，因此讀懂課本語言就成為學生進一步學習物理的前提,而讀懂也要求學生本身應具有初階的物理語言能力．

物理即是“悟理”．“悟”就是要思考,如果教師希望了解學生是如何思考物理知識與方法的，可以讓學生將自己學習到的內容與思考的結果用口頭語言表達出來，類似于“說思路”,這樣有利于教師了解并幫助學生梳理思路、糾正錯誤，而學生在受到啟發后,也可以進行批判或者萌發出新的想法，長期訓練，不僅有利于提高學生物理語言表達的準確性，還能讓學生的對物理學的思考經歷從混沌到明晰的過程,從而促進思維的發展．

1.2 提高物理語言能力對高考備考的意義

在我國，高考有著 “立德樹人、服務選才、引導教學”[1]的作用．2021年高考，廣東省物理科試題將由廣東省自命題，從省內幾次重要的高考前測試中來看，較之前的全國卷確實有很多變化．從中不難發現,新試題對學生的閱讀理解能力和表達能力提出了更高要求：更加重視情境分析；實驗題更加注重對實驗思想、實驗原理和實驗方法的理解及表達，不是單純的測量與計算數據；非選擇題中出現了“論述與計算題”這一新題型，并賦予“論述過程”一定的分值．這是一個極好的信號，有利于一線物理教師更新自身的教學理念、調整教學策略，引導一線物理教學重視對學生論述能力、說理能力的訓練，即對學生物理語言能力的培養．

1.3 提高物理語言能力對終身學習的意義

物理，極其強調“證據”，“證據”是物理研究的基礎，倡導用簡單直接的證據表達自己的觀點；而一篇完整且規范的實驗報告，實際上就是正確表達科學探究的過程與結果，是物理語言文本化的成果．發展科學素養，要求培養學生具有設計探究方案和獲取證據的能力，能正確使用不同手段及方法分析、處理信息，描述并解釋探究結果；具有交流的意愿與能力，能準確表述、評估探究過程及其結果[2]．其中“描述”“解釋”“交流”“表述”不僅是物理語言能力的體現，更是自主學習,獲取知識的途徑，一種終身受用的能力與品質．

新時代，科技與社會發展一日千里，學生在學校所學的知識大多是相對穩定的基礎知識,這顯然無法滿足科學技術的迅猛發展和社會生產的需要．確實，隨著科學的發展,新科學成果不斷涌現，如引力波的探測，驗證了愛因斯坦廣義相對論的引力波預言、激光干涉引力波的探測原理等[3]．這就要求我們在課堂內外要加速獲取新知識,這就需要努力培養學生終身受用的能力,即自學能力．閱讀理解能力是自學能力的最基礎技能，檢驗理解的最直接的方法就是語言表達． 物理語言能力中強調的“簡單直接”“科學嚴謹”，無疑會讓學習者在閱讀理解上更具邏輯性和合理性，當學習者能用自己的語言表達出自己學習到的知識，那才算是基本掌握了該知識．

2 物理教學中的普遍現狀——重數學輕語言

“數學物理方法”為許多高中物理教師所熟知，但“物理語言能力”卻被很多人忽略．實際上語言和數學一樣，是學習物理的基礎，是物理教學的基本工具．對學生語言能力的培養不單純是語文課的任務，實際上由于學科的差異性，不同學科對語言的要求自然不同．物理學科的實踐性以及理論的嚴謹性，對學生的“物理語言能力”提出了更高的要求．在核心素養的理念下，物理教學不僅僅是傳授物理必備知識,還肩負著培養學生各種關鍵能力的任務，而物理語言能力就是關鍵能力之一．《中國高考評價體系說明》指出：“物理學基于觀察與實驗，建構物理模型，應用數學等工具，通過科學推理和論證，形成系統的研究方法和理論體系．”[1]從中可看出，除了物理屬性的內容外，還專門提到了“數學”這個工具．毫無疑問，數學是學習物理與進行物理科學研究的重要工具，也正是基于此，高中物理教學中一直強調運用數學解決物理問題的能力．但正如趙凱華先生所言：物理學是探討物質結構和運動基本規律的學科[4]，所以研究和學習物理學決不僅僅是運用數學這一工具來解物理題．

現實的高中物理課堂常出現以下情況：對于概念，大部分學生能流利背出來,但對文字的理解并不重視；對于實驗，學生只想看到理想(或預設)中的正確的結果,對于現實實驗過程中所出現的現象的描述和誤差分析卻不感興趣，實情是物理語言能力的缺失造成的對物理過程“訥于表達”“懼于表達”“懶于表達”；對于計算題，大部分學生更多地是追求計算的準確性,而思路沒有形成邏輯，這一點直接呈現于學生書寫的答題卡上，部分學生，把解物理題過程變成一個解數學題的過程．筆者聽取了多次物理觀摩課，從中感到一絲不安：現實的高中物理教學中普遍存在的重數學輕語言的情況,一方面是教師自身缺乏對物理語言能力的足夠重視，另一方面則是學生在初中時已養成一個重數學輕語言的學習物理的慣性，學生在物理課中缺少討論過程，自然也缺少提升自身物理語言能力的契機．

筆者并不否認數學工具的重要性，但從自身的教學經歷中，目睹到學生表達、說理及論證能力較差,缺乏規范性,當遇到說理及論證題時更是邏輯混亂，辭不達意；深切感受到學生物理語言能力的缺失，讓諸君難以真正感知物理學的魅力，難以領會“物”中之“理”，而“形成系統的研究方法和理論體系”更是無從談起．

3 探索發展物理語言能力的教學模式

培養學生物理語言能力，要從物理教師自身做起．有些物理教師自己語言基礎差，講課時語法錯誤，邏輯混亂，表達不清，給物理教學造成許多損失，物理教師必須在重視數學、加強實驗的同時，努力掌握與運用語言及邏輯知識，才能提高物理教學質量．

3.1 教學中用語要注意語法

物理語言的語義是用量化的方式來描述物體各種性質的物理量；而由這些物理量通過數學法則構成的方程，在表達了各種物理量之間關系的同時，也反映出各種自然法則，即物理定律；物理學家努力將物理定律再進一步統合成為物理理論，以期實現用簡潔、完備、精確的語言描繪自然[5]．當然，無論用公式表示，還是用語言表述，在邏輯性、科學性上必須都是準確而嚴謹的．用數學公式表示，一般沒有問題，因為這些公式都是經典的且各國通用．但用語言表述，卻不是完全沒有問題的，有時因翻譯不當，造成語法錯誤，有時則因編者或講者語言知識欠缺，造成不妥，或者讓讀者在理解上較為費勁．

以楞次定律為例，1978年南京工學院等7所工科院校校編的《物理學》，這樣描述：“閉合的導線回路中所產生的感應電流，總是使它自己所產生的磁場反抗任何引起電磁感應的變化．”高中物理課本選修3-2(2004人教版)，這樣描述：“感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化.”選擇性必修2(2017新課標人教版)也是如此描述．相比之下，后面一種譯法相對較好，從語法結構上看，對后半句進行縮句，變為：“……磁場……阻礙……磁通變化.”如此一看，這里側重提到了原磁場中“磁通量”的變化，而磁通量Φ=BS,B和S任一個量發生變化都可使其中的磁通量發生變化，這樣也暗示對“感生”及“動生”兩類進行學習(當然也有可能是,B和S同時變化的情況)．當然，教師在授課中也要注意 “磁通量”與“磁場”的區別，因為“磁場”通常是側重于磁感應強度B,比如勻強磁場，認為是B不變．

掌握語法，特別是在講新課內容，在物理觀念形成初期，就容易在物理教學中抓住要點，有利于學生掌握好基礎知識，將“長句變短句”是一種可行的方法，如：

高中物理課本選修3-1(2004人教版)，這樣描述：“電動勢在數值上等于非靜電力將1 C的正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功.”

將此話縮句為“電動勢在數值上等于功”.

再加定語“非靜電力對1 C的正電荷所做的功”.

再加地點狀語“電源內”.

再加“從負極移送到正極”確定方向．

如此一來，長句變短句，然后再做進一步探討與分析，學生就比較容易理解．

3.2 教學中用語要注意邏輯性

物理教學的用詞與詩歌、小說等作品中講究的用詞不同，畢竟物理教學不是寫文藝作品，物理教學中講究用詞，主要是使物理意義的闡述更為精準、邏輯性更強．邏輯是一門科學，研究的是思維規律及其形式．掌握邏輯知識,有助于我們科學地進行思維活動和表達思想．物理公式、定律、法則等都有著嚴密的邏輯性．邏輯包括概念、推理、判斷．物理概念是物理學體系中最基礎知識的基礎．在物理教學中,運用概念等知識講述教學內容時,用語必須明確,表達必須準確,容不得含糊或片面．

在選擇題中經常出現“不一定是”“一定不是”“全不是”“不全是”“不一定全是” “不全等于”“全不等于”“不一定可能”“除此之外可能”等等，這些詞匯所涉及的就是條件與結果的邏輯關系，教師在平常教學中也應結合具體的物理知識將以上詞匯的用法滲透于教學．筆者在教學中常將“選擇題改編為判斷題”給學生思考,如下：

(1)摩擦力總是與物體運動方向相反．(不全面)

(2)同一物體，受的合外力越大,速度越大．(概念不明確,合外力變大,影響的是加速度的大小,不是速度的大小)

(3)感生電動勢的大小和磁通量變化量成正比．(概念錯誤)

(4)某段導體上的電壓跟電流成正比,跟這段導體的電阻成反比．(因果關系顛倒,不合邏輯,因為電流才是由電壓和電阻決定的)

語言、邏輯知識與物理教學有密切的關系，物理教師自覺掌握、運用邏輯知識并將其滲透于課堂教學, 會使得學生更容易理解相關文字中所表達的物理含義，也就大大改進了教學效果．

3.3 教學中用語要厘清生活用語與科學用語

科學的概念最初總是日常生活中所用的普通概念，但它們經過發展就完全不同．它們已經過變換并失去了普通語言中所帶有的含糊性質，進而獲得了嚴格的定義，這樣它們就能應用于科學的思維[6]．物理教學中常常要舉出一些生活中的實例, 目的在于引導學生把直觀的感性知識上升為理性知識,但感性知識與科學概念畢竟有質的區別．在物理教學中,不能把生活語言與科學概念混淆起來．

生活用語在日常生活中可以表達思想,不會引起誤解,因此處不要求較嚴格的科學性，但在物理教學中則不行．要糾正這些錯誤,關鍵在于理解清楚物理概念,要達到這一點,教師用語一定要注意科學性,不能含糊,要用科學語言講述物理概念，遇到有可能出現混淆的情況，要認真與學生厘清其中的區別．

4 探索發展學生物理語言能力教學模式的反思

學生物理語言能力提升并非朝夕間可達成，反思諸己，需教師能充分利用并調動各種教學資源相配合，培養學生主動開口表達的習慣；教師得將教學理念滲透于教學常規中，并能及時做好評價工作．

4.1 教師調動各種教學資源相配合創造情境

隨著教育技術的發展,課本已經不再是唯一的教學資料了．多媒體、實驗儀器、科普讀物、圖表、生活用品，甚至教室內張貼的勵志漫畫都可以為物理課堂所用，教師要合理地利用這些教學資源[7]，以最大限度地為學生的物理語言表達訓練創造有利的條件，營造一種能刺激學生開口表達的氛圍．比如：在講到圓周運動中的同軸轉運模型時，筆者請班里的籃球隊長上講臺，用手指轉動籃球，籃球在繞手指上方的豎直軸轉動時，學生們均被這個場景刺激到了，都能主動表達球上各點的周期相同、角速度相同(處于轉動軸上的兩個點可以認為是不動的)．而對于一些難以將實物“搬進”課堂的例子，如汽車的運動，那就可以通過視頻呈現出，為學生的表達創造一種情境．

4.2 教師應將培養語言能力滲透于常規物理教學中

與專門進行口語訓練的英語課不同,物理課堂中對語言能力的培養更多的是“潤物細無聲”地滲透到本學科的“常規”教學中．在一節教授物理知識的課堂中,要安排一個小時間段，供學生用于交流與討論，讓學生對知識進行描述、復述、討論，逐漸使這種“愿意說,主動說”的過程“常態化”，當然，教師也要及時評價并進行必要的糾正．積跬步方可至千里，如此堅持，自己的物理語言能力自然有所提升；不僅如此，更會提升自身的學習能力及對知識的頓悟，頓悟是自身經驗及思考的升華，平時多思考多表達，就比較容易抓住稍縱即逝的頓悟良機．

4.3 培養學生主動表達且愿意交流的學習習慣

主動的語言表達才能真實地反映一個人的認知狀態．有效的學習，除了需要教師在課堂上創造一個外部條件外，還需通過學生本人高度的積極性、旺盛的未知欲及自覺的堅持性等主觀因素才能實現[8]．物理課堂中學生的主動表達才能代表學生的思考過程．而在課堂上的主動表達，不僅是訓練自身物理語言能力的過程，更是一個交流分享的過程.比如，在課堂上，當某一學生發言完畢后，教師應引導學生之間對彼此的觀點或論證過程進行互評，在激發學生

利用證據論證自己觀點的同時，也提高了學生的物理語言能力．物理課堂不能只有“低頭悶聲刷題”，也需培養學生“愿意說,主動說”的習慣．

4.4 物理語言能力的培養可以通過“寫物理”的方式

課堂上時間較有限,因此課堂上對于物理語言能力方面的培養更多的是對口語表達的訓練和規范，但在課外也可以通過 “寫物理”這種書面表達的方式來培養，比如通過對學生的答題卡中計算題的書寫來訓練．一張答題卡中學生的解題書與過程，在一定程度上能反映學生的物理語言能力．計算題中要考慮：選取研究對象(整體或隔離)、劃分過程、選用規律(定律或定理，要求用物理術語且用詞要準確)、列方程式(字母要規范且清楚)、運算求解．這一“寫物理”過程，實際上是一種自我物理語言能力的提升過程，所以教師在試題評析課上，不要單純校對答案后就草草了事，應抓住這契機規范學生的書面表達，當然，也可以引導學生在課后寫一段“解題反思”，這些不但有利于學科的備考，更有利于學生物理語言能力的提升、物理素養的形成，更培養了一種學習的品質．