在人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》教材中,設(shè)計(jì)了許多開(kāi)放性欄目,如“說(shuō)一說(shuō)”“做一做”“科學(xué)漫步”“STS”等。由于這些欄目是開(kāi)放性的,雖然沒(méi)有具體的教學(xué)要求,但它是教材的有機(jī)組成部分,在一定程度上體現(xiàn)了新課程的理念,是落實(shí)三維課程目標(biāo)的重要載體。在教學(xué)中要把欄目擺在正確的位置,發(fā)揮它應(yīng)有的教學(xué)功能。
本文就人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《物理》(必修1、2)兩冊(cè)開(kāi)放性欄目,筆者談?wù)勛约旱囊恍┙虒W(xué)感受。
一、“說(shuō)一說(shuō)”有利于鞏固和深化理解知識(shí)
例如,“運(yùn)動(dòng)的描述”一章中第19頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”,通過(guò)著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼曾講過(guò)的一則笑話來(lái)引起學(xué)生的深入思考,進(jìn)而分析得出這位女士對(duì)“瞬時(shí)速度”“路程”和“將要走過(guò)的路程”這幾個(gè)概念沒(méi)有弄清。第30頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”提出,日常生活中的“遠(yuǎn)、近”通常是和物理概念中的“路程、位移”相對(duì)應(yīng),“快、慢”與“速度”相對(duì)應(yīng),有時(shí)候又模模糊糊地指“加速度”,請(qǐng)同學(xué)們分別舉例說(shuō)明。這“說(shuō)一說(shuō)”通過(guò)請(qǐng)同學(xué)舉例,深化了學(xué)生對(duì)速度、加速度概念的區(qū)分和理解,是非常必要的。在此一定要重視這“說(shuō)一說(shuō)”,絕不能輕描淡寫(xiě)一帶而過(guò)。
又如,“相互作用”一章中第69頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”提出物體速度從變化到,方向也變了,速度變化應(yīng)該怎樣表示?這個(gè)擴(kuò)展性問(wèn)題一是為了深入研究矢量性質(zhì),提示學(xué)生運(yùn)用教材中剛學(xué)過(guò)的矢量加法來(lái)找出;二是為《物理2》中向心加速度的學(xué)習(xí)作鋪墊。再如,“機(jī)械能守恒定律”中的“說(shuō)一說(shuō)”提出的問(wèn)題:“如果重力做功與路徑有關(guān),還能把mgh叫做重力勢(shì)能嗎?為什么?”學(xué)生要回答此問(wèn)題,必須把剛學(xué)過(guò)的重力做功的特點(diǎn)和重力勢(shì)能表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程重新復(fù)習(xí),起到了鞏固所學(xué)知識(shí)和方法的作用。
二、“說(shuō)一說(shuō)”有利于拓寬知識(shí)面,激發(fā)探究欲望
例如“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系”一節(jié)第39頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”,對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的圖象提出問(wèn)題:“時(shí)間間隔相等,對(duì)應(yīng)的速度變化量相等嗎?”學(xué)生通過(guò)觀察圖象、思考問(wèn)題會(huì)得出相等的時(shí)間間隔內(nèi),速度變化量不相等的結(jié)論,再結(jié)合加速度的定義進(jìn)一步探究得出,這是一個(gè)變加速運(yùn)動(dòng)物體的速度圖象,這個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的加速度越來(lái)越大。學(xué)生會(huì)接著想,如果物體的加速度越來(lái)越小,它的圖象又是怎樣的呢?這“說(shuō)一說(shuō)”激起了同學(xué)們探究變加速運(yùn)動(dòng)的興趣,引導(dǎo)同學(xué)們自然地將勻加速運(yùn)動(dòng)與變加速運(yùn)動(dòng)作比較,從而起到促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思維、拓寬知識(shí)面、培養(yǎng)創(chuàng)新精神的功效。具有此功效的“說(shuō)一說(shuō)”還有不少,如“力學(xué)單位制”一節(jié)后的“說(shuō)一說(shuō)”,提出從單位關(guān)系上看公式的正確與錯(cuò)誤的問(wèn)題,也能激起學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、掌握物理量的單位與公式的關(guān)系,進(jìn)而擴(kuò)展到對(duì)“量綱”概念的認(rèn)識(shí)。又如“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”一節(jié)后的“說(shuō)一說(shuō)”提出的“嘗試推導(dǎo)斜拋物體軌跡的關(guān)系式,討論關(guān)系式中各物理量之間的關(guān)系;討論不能忽略空氣阻力時(shí)炮彈實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡。”對(duì)于這一類(lèi)問(wèn)題,不能因?yàn)閺闹R(shí)層面上來(lái)說(shuō)要求比較高而一概放棄。其實(shí)有一部分同學(xué)是既有興趣又有能力來(lái)探究的。所以,在教學(xué)中要適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生去思考這些問(wèn)題,以此培養(yǎng)他們堅(jiān)忍不拔的進(jìn)取精神和自學(xué)鉆研的能力。
在“基本相互作用”一節(jié)第56頁(yè)的“說(shuō)一說(shuō)”提出:“質(zhì)子帶正電,但質(zhì)子(與中子一起)卻能聚在一起構(gòu)成原子核。根據(jù)你的推測(cè),原因可能是什么?”該問(wèn)題對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是開(kāi)放性的,它體現(xiàn)了科學(xué)探究中的猜想因素,即在已知事實(shí)與已有知識(shí)矛盾的情況下,猜想可能存在另一種力,并且可以推測(cè)這種力的某些特征。這些問(wèn)題極大地激發(fā)了學(xué)生科學(xué)探究的欲望。
三、“做一做”,從生活走向物理,從物理走向社會(huì)
物理教學(xué)應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從身邊熟悉的自然和生活現(xiàn)象中探索、認(rèn)識(shí)物理規(guī)律,并盡量把認(rèn)識(shí)到的知識(shí)和研究的方法與生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用聯(lián)系起來(lái),體現(xiàn)物理學(xué)在社會(huì)進(jìn)步中的作用。
例如,第18頁(yè)的“做一做”提出:“設(shè)計(jì)方法,分別測(cè)量自行車(chē)在不同的情況下行駛(如長(zhǎng)距離和短距離)時(shí)的速度;測(cè)量蚊香燃燒的速度。對(duì)測(cè)量結(jié)果的可靠性做出評(píng)估。”“做一做”能使學(xué)生體驗(yàn)日常生活中的速度;對(duì)測(cè)量結(jié)果可靠性評(píng)估既可以讓學(xué)生體會(huì)到:通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的物理數(shù)據(jù)應(yīng)該符合實(shí)際情況,又可以此判斷自己探究過(guò)程和設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法是否正確可行,從而達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)之目的。“摩擦力”一節(jié)中第63頁(yè)的“做一做”,第55頁(yè)“用懸掛法確定薄板的重心”,《物理2》中“曲線運(yùn)動(dòng)”一節(jié)后的“做一個(gè)顯示拋體運(yùn)動(dòng)的飛鏢”,都是起到促使學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)而又增強(qiáng)動(dòng)手能力的作用。
《物理2》中“功率”一節(jié)后的“做一做”是調(diào)查,除了察看身邊的家用電器、周?chē)鞣N機(jī)械外,還可以收集說(shuō)明書(shū)、廣告等,調(diào)查思路相當(dāng)寬泛。調(diào)查不只是收集數(shù)據(jù),還要充分利用這些數(shù)據(jù),如分析功率的大小與機(jī)器(或器具)的效能之間的聯(lián)系等。這個(gè)學(xué)習(xí)方式把我們的物理教學(xué)從課本、課堂、實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到了家庭生活,使物理走向了社會(huì),充分體現(xiàn)了新課程理念和目標(biāo)。堅(jiān)持“做一做”一定能使學(xué)生的觀察能力、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力得到極大的提高。
四、“做一做”實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與物理學(xué)科的整合
學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)都很熟悉,知道計(jì)算機(jī)通過(guò)各種軟件可以發(fā)揮強(qiáng)大的功能。但是,從初中學(xué)習(xí)中能體會(huì)到的還是停留在:讓計(jì)算機(jī)做文字處理、打游戲、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找信息、傳遞信息等!段锢1》中第25頁(yè)“做一做”,介紹了“借助傳感器用計(jì)算機(jī)測(cè)速度”的基本原理和操作過(guò)程。學(xué)校有條件當(dāng)然不應(yīng)該放棄這“做一做”的機(jī)會(huì),讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于物理研究有一個(gè)切身的體會(huì),實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與物理學(xué)科教學(xué)的整合。學(xué)校沒(méi)有條件也應(yīng)該介紹“做一做”的內(nèi)容,讓學(xué)生了解信息技術(shù)和物理學(xué)之間的關(guān)系。通過(guò)學(xué)生的體會(huì)或教師的介紹,使學(xué)生知道讓計(jì)算機(jī)直接參與物理實(shí)驗(yàn)必須借助于“傳感器”,這里介紹了“運(yùn)動(dòng)傳感器”,同學(xué)們禁不住會(huì)聯(lián)想,今后學(xué)習(xí)到電學(xué)、熱學(xué),會(huì)不會(huì)有電流、電壓傳感器、熱傳感器呢?“牛頓第三定律”一節(jié)的“做一做”,又一次介紹了“用力傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系”,使得學(xué)生對(duì)傳感器有了一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。
《物理1》第35頁(yè)的“做一做”,用計(jì)算機(jī)常用數(shù)表軟件Excel來(lái)繪制v-t圖象;《物理2》第18頁(yè)“做一做”同樣提出用Excel繪制W-v圖象或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過(guò)這兩個(gè)“做一做”,使同學(xué)們?cè)谛畔⒓夹g(shù)課上學(xué)到的現(xiàn)代信息技術(shù)手段直接運(yùn)用于物理實(shí)驗(yàn)繪圖、分析數(shù)據(jù)。對(duì)于這兩個(gè)“做一做”的處理,家庭有條件的可以回家做一做,也可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶到信息技術(shù)課上作為Excel練習(xí)。
“做一做”通過(guò)信息技術(shù)與學(xué)科課程的有效整合,讓學(xué)生親切感受和親密接觸奧妙無(wú)窮的物理世界,在物理學(xué)習(xí)中醞釀了創(chuàng)新意識(shí)。
五、讀一讀“科學(xué)漫步”,找尋科學(xué)的思想方法,培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的情感、態(tài)度和價(jià)值觀
《物理1》第13頁(yè)“科學(xué)漫步”欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”,學(xué)生自己閱讀后,一部分學(xué)生對(duì)此很感興趣,教師若適時(shí)鼓勵(lì)他們查找資料,寫(xiě)一篇小小的研究報(bào)告,并給予交流的機(jī)會(huì),這將激勵(lì)他們對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)探究的欲望,增強(qiáng)學(xué)好物理的自信心。又如,《物理1》第31頁(yè)“科學(xué)漫步”欄目介紹的“變化率”,其目的是把物理課中學(xué)到的速度、加速度的概念拓展到物理課之外,自然現(xiàn)象甚至社會(huì)現(xiàn)象中的許多道理都是相通的。學(xué)習(xí)要形成一種習(xí)慣,把在學(xué)校中學(xué)到的某課程原理遷移到其他領(lǐng)域。第74頁(yè)的“慣性參考系”則是把牛頓第一定律的認(rèn)識(shí)縱向遷移到更深層次;第82頁(yè)“動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量”介紹了牛頓第二定律應(yīng)用于人造天體質(zhì)量測(cè)定的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。它讓學(xué)生感覺(jué)到,學(xué)過(guò)物理課程之后,看待世界的視角與以前不同了,開(kāi)闊了,加深了。這就是科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度以及科學(xué)的價(jià)值觀。
《物理2》第76頁(yè)“科學(xué)漫步”欄目的“黑洞”,告訴了學(xué)生有關(guān)科學(xué)家探究黑洞的經(jīng)歷。經(jīng)典的牛頓引力理論與黑洞的實(shí)際情況并不一致,愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的廣義相對(duì)論使得黑洞理論有了全新的進(jìn)展,并介紹了黑洞探測(cè)的全新成果。最后霍金的一句話非常有哲理地回答了“人們?yōu)槭裁匆芯亢诙?為什么要研究自然?span lang="EN-US">”這樣一個(gè)十分深刻的問(wèn)題。“黑洞”將科學(xué)的魅力展現(xiàn)在了每一個(gè)同學(xué)面前!段锢2》中第80頁(yè)的“時(shí)間和空間是什么”又進(jìn)一步提出:大家認(rèn)為自己最了解的時(shí)間和空間的概念還有待研究和改變。這個(gè)問(wèn)題又將誘惑一代人去思索,去探究。
六、走進(jìn)“STS”,充分領(lǐng)略科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)發(fā)展的關(guān)系和人文精神
“STS”欄目強(qiáng)調(diào)的是科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系,《物理1》第19頁(yè)“速度與現(xiàn)代社會(huì)”講的是由于交通工具速度的提高,城市規(guī)模擴(kuò)大了,戰(zhàn)爭(zhēng)觀念更新了,不同文化的交融加快了。本節(jié)“STS”還借協(xié)和式客機(jī)停飛一事,引導(dǎo)學(xué)生討論“交通工具是不是越快越好?”等這樣的問(wèn)題。讀一讀“從伽利略的一生看科學(xué)與社會(huì)”,可使學(xué)生知道伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類(lèi)思想史上的偉大成就之一,伽利略的一生說(shuō)明了科學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。“航天事業(yè)改變著人類(lèi)的生活”列舉了諸多航天跟人類(lèi)生活相關(guān)的事例。從氣象衛(wèi)星到天氣預(yù)報(bào),從衛(wèi)星定位系統(tǒng)到自動(dòng)導(dǎo)航出租車(chē),從地球資源衛(wèi)星到我國(guó)西部開(kāi)發(fā)整體規(guī)劃,從軍用衛(wèi)星到現(xiàn)代防務(wù),從失重現(xiàn)象到微重力實(shí)驗(yàn)室,從太空輻射到太空育種,等等。它引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)與生活、社會(huì)聯(lián)系的思考。當(dāng)學(xué)生收看到電視臺(tái)天氣預(yù)報(bào)的衛(wèi)星云圖時(shí),就感到物理學(xué)就在我們的身邊。
教育的最終目的是教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)求知、學(xué)會(huì)做人、學(xué)會(huì)生存、學(xué)會(huì)發(fā)展、學(xué)會(huì)審美、學(xué)會(huì)合作,其核心就是要具有創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)中用好“說(shuō)一說(shuō)”“做一做”“科學(xué)漫步”“STS”等欄目,有利于從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變,有利于達(dá)成新課程的三維教育目標(biāo)。