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新課程計劃下的物理教學(xué)
學(xué)科實(shí)施新課程計劃，目的就是要“因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的自主性，促進(jìn)學(xué)生生動(dòng)活潑主動(dòng)地發(fā)展，促使學(xué)生形成獨立思考、自主學(xué)習的能力；具有科學(xué)精神，形成科學(xué)態(tài)度，學(xué)會(huì )科學(xué)方法；進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力，逐步形成適應學(xué)習化需要的終生學(xué)習的能力”，也就是“知識與技能，過(guò)程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)”三維目標的實(shí)現。美國未來(lái)學(xué)家約·奈斯比在《九十年代的挑戰》一書(shū)中指出：“在不斷變動(dòng)的世界上，沒(méi)有任何一門(mén)或一套課程可供在可見(jiàn)的未來(lái)使用，或可供你終身受用�，F在需要的最重要的技能是學(xué)會(huì )如何學(xué)習�！币虼�，物理教學(xué)過(guò)程，不僅是傳授知識、技能的過(guò)程，而且更應是教會(huì )學(xué)生如何學(xué)習物理的過(guò)程。
物理教學(xué)，原本就有教師的教和學(xué)生的學(xué)兩個(gè)方面。當前，教學(xué)中仍未擺脫“注入式”教學(xué)的影響，學(xué)生死記硬背，大量解題、壓題，使學(xué)生學(xué)習失去主動(dòng)性，學(xué)生沒(méi)有機會(huì )思考應如何學(xué)習，甚至根本就不知道學(xué)習還有學(xué)習方法的問(wèn)題。另外，傳統的中學(xué)物理教學(xué)強調理論的完整性、系統性，與科學(xué)技術(shù)、生活實(shí)際聯(lián)系的不夠。在應試的背景下，學(xué)習物理常常演變?yōu)榻忸}訓練，應用和實(shí)踐似乎與物理不相關(guān)。所涉及的習題大多是模型化的，諸如“小球、輕桿、光滑水平面、木塊在斜面上滑上滑下”等高度理想化的模型。學(xué)生在處理具體問(wèn)題時(shí)很少需要對研究對象和物理情境進(jìn)行抽象和理想化的處理，或者只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的模型化。理論和實(shí)際嚴重脫節，豐富多彩的物變成了枯燥無(wú)味的、干巴巴的物理符號和公式的堆積。這種狀況在很大程度上降低了學(xué)習物理的效率，也不利于培養適合現代社會(huì )需要的人才。
物理學(xué)科實(shí)施新課程計劃，要求教師關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，重視學(xué)生的學(xué)習過(guò)程，目的就是尊重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，使他們能從課堂上獲取到知識的同時(shí)，也形成了科學(xué)的態(tài)度，科學(xué)的學(xué)習方法，培養了他們的學(xué)習能力，為終生學(xué)習打下基礎，真正達到“教是為了不教”的教育目的。無(wú)論是過(guò)去還是將來(lái)，“育人”永遠是教育的根本目的。這就要求在物理教學(xué)中既要注重基礎知識的傳授，又要注意進(jìn)行科學(xué)方法教育和情感教育,而進(jìn)行科學(xué)方法教育和情感教育都應在基礎知識的傳授中完成，將科學(xué)方法教給學(xué)生，就能對學(xué)生的學(xué)習品質(zhì)的提高起到潛移默化的作用。從而達到三維教學(xué)目標的實(shí)現。
物理的科學(xué)方法是指人們在學(xué)習或研究物理問(wèn)題的過(guò)程中為發(fā)現問(wèn)題、提出假設、搜集事實(shí)、做出解釋論證等所遵循的途徑和手段，物理學(xué)的研究方法，主要以觀(guān)察和實(shí)驗為基礎，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象、運用工具、概括出實(shí)驗規律，然后經(jīng)過(guò)實(shí)踐的，發(fā)展為物理理論，但是，科學(xué)方法與一般的科學(xué)，知識不同，它是高度抽象的，并不是直接由科學(xué)知識的內容來(lái)表達的，它往往隱藏在知識的背后。怎樣才能使學(xué)生在學(xué)習知識的同時(shí)，受到科學(xué)方法的熏陶？這就需要教師在知識傳授中融入科學(xué)方法教育，如進(jìn)行質(zhì)點(diǎn)概念教學(xué)時(shí)，應著(zhù)重讓學(xué)生學(xué)會(huì )建立理想物理模型的方法，所謂理想物理模型，是指建立在可靠實(shí)驗基礎上，抓住事物在物理變化中的本質(zhì)特征，在一定條件下忽略其他次要因素，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象而形成的物理模型，質(zhì)點(diǎn)就是忽略了物體的大小、形狀和轉動(dòng)，集中了整個(gè)物體質(zhì)量的幾何點(diǎn)，突出了物體的位置和質(zhì)量的主要特征，至于什么時(shí)候可以把物體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)，要視具體問(wèn)題具體分析。如研究地球繞太陽(yáng)公轉時(shí)，就可以不考慮地球的大小、形狀和自轉，把地球看成質(zhì)點(diǎn)，但在研究地球自轉時(shí)，就不能把地球看成質(zhì)點(diǎn)了。經(jīng)過(guò)這樣的分析，學(xué)生學(xué)會(huì )的不單是質(zhì)點(diǎn)的概念，更重要的是運用物理模型建立概念的基本方法。這就為后面學(xué)習單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想變壓器、點(diǎn)光源、光線(xiàn)等概念奠定了基礎。在單擺學(xué)習中，除在確定單擺定義時(shí)用到理想抽象外，在證明單擺回復力時(shí)還運用數學(xué)知識進(jìn)行了合理的近似，在驗證單擺周期公式時(shí)運用了控制變量法。在教學(xué)時(shí)適時(shí)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，能使學(xué)生逐步學(xué)會(huì )處理物理問(wèn)題的方法。
另外，結合物理學(xué)史進(jìn)行方法教育也是一條重要途徑。法國物理學(xué)家拉普拉斯說(shuō)：“認識一位巨人的研究方法對于科學(xué)的進(jìn)步……并不比發(fā)現本身更少用處，科學(xué)研究的方法通常是極具興趣的部分�！敝袑W(xué)物理教材涉及到幾十位物理學(xué)家，他們取得偉大成就的過(guò)程中，所運用的科學(xué)研究方法和實(shí)驗構思精秒絕倫，為我們提供了取之不盡的科學(xué)方法教育素材，結合教學(xué)內容介紹物理學(xué)史上的科學(xué)家研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法，作為學(xué)生學(xué)習的范例，無(wú)疑是實(shí)施科學(xué)方法教育的一條重要途徑。如在學(xué)習《自由落體運動(dòng)》時(shí)，介紹伽利略的科學(xué)方法。亞里士多德通過(guò)觀(guān)察認為，輕重不同的物體同時(shí)下落時(shí)重物先著(zhù)地，亞里士多德的研究方法是“觀(guān)察加直覺(jué)”，伽利略認為研究問(wèn)題不僅需要觀(guān)察，還需要動(dòng)手實(shí)驗，不僅需要定性思考，而且還需要對實(shí)驗結果用數學(xué)方法進(jìn)行定量研究。伽利略設計了斜面滾球 實(shí)驗，經(jīng)過(guò)上百次實(shí)驗研究，得出了物體沿光滑斜面的運動(dòng)是勻變速運動(dòng)，進(jìn)而設想斜面傾角趨于時(shí)，推論得出自由落體運動(dòng)的規律。伽利略的研究方法可以概括為“實(shí)驗加數學(xué)”，其程序是：對現象的一般觀(guān)察——提出假設——運用數學(xué)和推出特殊結論——對假設作修正和推廣——通過(guò)實(shí)驗或理想實(shí)驗對結論加以檢驗。伽利略對對物理學(xué)的重要貢獻之一是創(chuàng )建了科學(xué)的研究方法，愛(ài)因斯坦對伽利略的科學(xué)研究方法給予很高的評價(jià)：“伽利略的發(fā)現以及他所應用的科學(xué)推理方法是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，而且標志著(zhù)物理學(xué)的真正開(kāi)端”。
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學(xué)習的根本目的是學(xué)以致用，學(xué)生獲取知識以后，應該學(xué)會(huì )應用到實(shí)際當中去。因此，中學(xué)的教學(xué)任務(wù)還應當包括培養學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng )新精神。
物主要是在探索一些自然現象規律的過(guò)程中建立和發(fā)展起來(lái)的，它和人類(lèi)的生活、生產(chǎn)、現象有著(zhù)密切的聯(lián)系，那么，如何讓學(xué)生能將所學(xué)的物理知識應用到生活實(shí)際當中去，這就需要培養學(xué)生捕捉信息、篩選信息、將實(shí)際現象進(jìn)行分析、抽象、構建物理模型、轉化為物理問(wèn)題的能力。因此在教學(xué)中應加強情景問(wèn)題的教學(xué)。
情景問(wèn)題創(chuàng )設了一些相對新穎的情境，比較真實(shí)、全面地模擬和再現了生產(chǎn)生活的實(shí)際場(chǎng)景，科學(xué)研究的過(guò)程，科學(xué)上的重大發(fā)現，高科技成果等。加強情境問(wèn)題的教學(xué)，有助于素質(zhì)的實(shí)施，有助于扭轉中長(cháng)期存在的理論嚴重脫離實(shí)際的傾向，有助于培養和提高學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力，有助于培養適合學(xué)習化社會(huì )需要的人才。如何實(shí)施情景教學(xué)呢？筆者認為應從以下幾個(gè)方面著(zhù)手。
一、加強理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)，讓生活走入課堂，將生產(chǎn)、生活中的實(shí)際現象轉化為物理問(wèn)題。這要求教師要多觀(guān)察生活，處處留心，注意收集和整理與物理知識相關(guān)的素材，盡可能選擇身邊的事例，為絕大多生所熟悉，以期引起學(xué)生的共鳴，但不能過(guò)難或過(guò)易，過(guò)難會(huì )使學(xué)生望而卻步，過(guò)易則缺乏探索性，激發(fā)不起學(xué)生的興趣，還應注意所需的知識與能力應與目前中學(xué)物理的知識結構與能力要求相適應。像柯受良飛越黃河、蹦極跳、觀(guān)日出、估算心臟功率、百貨商場(chǎng)中的電動(dòng)扶梯等，這些事例都可以在學(xué)習相關(guān)知識時(shí)加以分析探討。
二、應用科學(xué)方法，提高構建物理模型的能力�？茖W(xué)方法比知識本身更富有創(chuàng )造價(jià)值，在前面的探討中已經(jīng)著(zhù)重強調了對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育的重要性與迫切性，那么學(xué)生在領(lǐng)會(huì )了這些科學(xué)方法后，教師應發(fā)揮主導作用，可以在課堂上重點(diǎn)剖析一些綜合性和探索性較強、能充分體現方法的情境問(wèn)題，實(shí)現方法的遷移，給學(xué)生以示范和啟發(fā)，使學(xué)生體會(huì )并領(lǐng)悟怎樣應用方法，從而感受到科學(xué)方法的無(wú)窮魅力，在潛移默化中受到科學(xué)方法的熏陶和教育。從書(shū)本的理論知識到實(shí)際應用，關(guān)鍵在于從問(wèn)題中抽象出物理模型。模型是連接理論和應用的橋梁，經(jīng)驗、實(shí)驗事實(shí)和背景知識是構建物理模型的基礎，而抽象、等效、假設、類(lèi)比等則是構建物理模型的基本方法。怎樣從錯綜復雜的實(shí)際問(wèn)題中抽象出物理模型呢？這就需要對所給的信息進(jìn)行提煉和加工，突出主要因素，忽略次要因素，通過(guò)思維加工，采用恰當的方法，找到新問(wèn)題與熟悉的物理模型之間的聯(lián)系，使新信息與原有知識之間的聯(lián)系通道保持暢通無(wú)阻，就可以使新問(wèn)題順利地實(shí)現模型化，構建起符合情境的物理模型。
三、培養創(chuàng )新意識，提高創(chuàng )新能力。知識是能力的載體，創(chuàng )新是能力的靈魂，素質(zhì)教育的重要目的之一就是培養學(xué)生的創(chuàng )新精神。一個(gè)好的教師不是把課講得學(xué)生沒(méi)有問(wèn)題可問(wèn)，而是啟發(fā)學(xué)生提出深刻的問(wèn)題。長(cháng)期以來(lái)，在我們的物理教學(xué)中，重視基礎知識的教學(xué)，而創(chuàng )新教育相對薄弱，學(xué)生的創(chuàng )造欲望被壓抑，創(chuàng )新能力得不到充分的發(fā)揮，這與知識時(shí)代的要求是極不相稱(chēng)的。
現行教材中涉及一些研究性課題，但目前教學(xué)中幾乎不去問(wèn)津，而這些問(wèn)題卻非常有助于培養學(xué)生的發(fā)散思維能力、獨立思考能力和獨立解決問(wèn)題的能力，能夠有效地培養學(xué)生創(chuàng )造性的思考、發(fā)現問(wèn)題、尋求答案的探索精神。
教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者，要在基礎教育中完成對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法，科學(xué)方法的教育，培養學(xué)生的學(xué)習能力以及運用知識的能力，培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新精神，教師的觀(guān)念、能力、學(xué)識等素養，直接影響到教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，直接關(guān)系到教學(xué)活動(dòng)的成效。
教師首先要轉變教育教學(xué)觀(guān)念，“學(xué)生對知識的掌握，是自己學(xué)會(huì )的，而不是教師教會(huì )的；學(xué)生能力的提高，是自己在實(shí)踐逐步完成的，而不是老師手把手的教所完成的”。教師在教學(xué)中，應該始終體現“學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體”這一觀(guān)念，堅持這一觀(guān)念，才能切實(shí)關(guān)注學(xué)生的“個(gè)體差異”。尤其在學(xué)生研究性學(xué)習過(guò)程中，學(xué)生是通過(guò)直接體驗探索獲得直接知識。教師作為“知識的傳授者”的角色已經(jīng)不適應研究性學(xué)習。體現專(zhuān)題性、綜合性和開(kāi)放性的研究性學(xué)習課程的特點(diǎn)，決定了教師在課程中需要體現“課程的組織者、情感的支持者、學(xué)習的參與者、信息的咨詢(xún)者”等角色。
在物理學(xué)科實(shí)施新課程計劃的過(guò)程，轉變教師的角色是刻不容緩的，教師應該由“知識的傳授者轉化為學(xué)生學(xué)習的促進(jìn)者；由教學(xué)者轉化為學(xué)生學(xué)習的引導者；由居高臨下的“權威”轉化為教與學(xué)平等中的“首席”，教師應該是學(xué)生學(xué)習的“合作者、引導者、參與者”。
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