在人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理》教材中,設計了許多開放性欄目,如“說一說”“做一做”“科學漫步”“STS”等。由于這些欄目是開放性的,雖然沒有具體的教學要求,但它是教材的有機組成部分,在一定程度上體現(xiàn)了新課程的理念,是落實三維課程目標的重要載體。在教學中要把欄目擺在正確的位置,發(fā)揮它應有的教學功能。
本文就人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理》(必修1、2)兩冊開放性欄目,筆者談談自己的一些教學感受。
一、“說一說”有利于鞏固和深化理解知識
例如,“運動的描述”一章中第19頁的“說一說”,通過著名物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼曾講過的一則笑話來引起學生的深入思考,進而分析得出這位女士對“瞬時速度”“路程”和“將要走過的路程”這幾個概念沒有弄清。第30頁的“說一說”提出,日常生活中的“遠、近”通常是和物理概念中的“路程、位移”相對應,“快、慢”與“速度”相對應,有時候又模模糊糊地指“加速度”,請同學們分別舉例說明。這“說一說”通過請同學舉例,深化了學生對速度、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“說一說”,絕不能輕描淡寫一帶而過。
又如,“相互作用”一章中第69頁的“說一說”提出物體速度從變化到,方向也變了,速度變化應該怎樣表示?這個擴展性問題一是為了深入研究矢量性質(zhì),提示學生運用教材中剛學過的矢量加法來找出;二是為《物理2》中向心加速度的學習作鋪墊。再如,“機械能守恒定律”中的“說一說”提出的問題:“如果重力做功與路徑有關,還能把mgh叫做重力勢能嗎?為什么?”學生要回答此問題,必須把剛學過的重力做功的特點和重力勢能表達式的推導過程重新復習,起到了鞏固所學知識和方法的作用。
二、“說一說”有利于拓寬知識面,激發(fā)探究欲望
例如“勻變速直線運動的速度與時間的關系”一節(jié)第39頁的“說一說”,對變速運動的圖象提出問題:“時間間隔相等,對應的速度變化量相等嗎?”學生通過觀察圖象、思考問題會得出相等的時間間隔內(nèi),速度變化量不相等的結論,再結合加速度的定義進一步探究得出,這是一個變加速運動物體的速度圖象,這個運動物體的加速度越來越大。學生會接著想,如果物體的加速度越來越小,它的圖象又是怎樣的呢?這“說一說”激起了同學們探究變加速運動的興趣,引導同學們自然地將勻加速運動與變加速運動作比較,從而起到促進學生主動思維、拓寬知識面、培養(yǎng)創(chuàng)新精神的功效。具有此功效的“說一說”還有不少,如“力學單位制”一節(jié)后的“說一說”,提出從單位關系上看公式的正確與錯誤的問題,也能激起學生主動學習、掌握物理量的單位與公式的關系,進而擴展到對“量綱”概念的認識。又如“拋體運動的規(guī)律”一節(jié)后的“說一說”提出的“嘗試推導斜拋物體軌跡的關系式,討論關系式中各物理量之間的關系;討論不能忽略空氣阻力時炮彈實際運動軌跡。”對于這一類問題,不能因為從知識層面上來說要求比較高而一概放棄。其實有一部分同學是既有興趣又有能力來探究的。所以,在教學中要適時引導學生去思考這些問題,以此培養(yǎng)他們堅忍不拔的進取精神和自學鉆研的能力。
在“基本相互作用”一節(jié)第56頁的“說一說”提出:“質(zhì)子帶正電,但質(zhì)子(與中子一起)卻能聚在一起構成原子核。根據(jù)你的推測,原因可能是什么?”該問題對學生來說是開放性的,它體現(xiàn)了科學探究中的猜想因素,即在已知事實與已有知識矛盾的情況下,猜想可能存在另一種力,并且可以推測這種力的某些特征。這些問題極大地激發(fā)了學生科學探究的欲望。
三、“做一做”,從生活走向物理,從物理走向社會
物理教學應該引導學生從身邊熟悉的自然和生活現(xiàn)象中探索、認識物理規(guī)律,并盡量把認識到的知識和研究的方法與生活、生產(chǎn)中的應用聯(lián)系起來,體現(xiàn)物理學在社會進步中的作用。
例如,第18頁的“做一做”提出:“設計方法,分別測量自行車在不同的情況下行駛(如長距離和短距離)時的速度;測量蚊香燃燒的速度。對測量結果的可靠性做出評估。”“做一做”能使學生體驗日常生活中的速度;對測量結果可靠性評估既可以讓學生體會到:通過實驗得到的物理數(shù)據(jù)應該符合實際情況,又可以此判斷自己探究過程和設計的實驗方法是否正確可行,從而達到培養(yǎng)科學素養(yǎng)之目的。“摩擦力”一節(jié)中第63頁的“做一做”,第55頁“用懸掛法確定薄板的重心”,《物理2》中“曲線運動”一節(jié)后的“做一個顯示拋體運動的飛鏢”,都是起到促使學生積極自主學習而又增強動手能力的作用。
《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、周圍各種機械外,還可以收集說明書、廣告等,調(diào)查思路相當寬泛。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器(或器具)的效能之間的聯(lián)系等。這個學習方式把我們的物理教學從課本、課堂、實驗室擴展到了家庭生活,使物理走向了社會,充分體現(xiàn)了新課程理念和目標。堅持“做一做”一定能使學生的觀察能力、學習能力、創(chuàng)新能力得到極大的提高。
四、“做一做”實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術與物理學科的整合
學生對計算機都很熟悉,知道計算機通過各種軟件可以發(fā)揮強大的功能。但是,從初中學習中能體會到的還是停留在:讓計算機做文字處理、打游戲、通過網(wǎng)絡查找信息、傳遞信息等。《物理1》中第25頁“做一做”,介紹了“借助傳感器用計算機測速度”的基本原理和操作過程。學校有條件當然不應該放棄這“做一做”的機會,讓學生對現(xiàn)代信息技術應用于物理研究有一個切身的體會,實現(xiàn)信息技術與物理學科教學的整合。學校沒有條件也應該介紹“做一做”的內(nèi)容,讓學生了解信息技術和物理學之間的關系。通過學生的體會或教師的介紹,使學生知道讓計算機直接參與物理實驗必須借助于“傳感器”,這里介紹了“運動傳感器”,同學們禁不住會聯(lián)想,今后學習到電學、熱學,會不會有電流、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系”,使得學生對傳感器有了一個初步認識。
《物理1》第35頁的“做一做”,用計算機常用數(shù)表軟件Excel來繪制v-t圖象;《物理2》第18頁“做一做”同樣提出用Excel繪制W-v圖象或進行數(shù)據(jù)處理。通過這兩個“做一做”,使同學們在信息技術課上學到的現(xiàn)代信息技術手段直接運用于物理實驗繪圖、分析數(shù)據(jù)。對于這兩個“做一做”的處理,家庭有條件的可以回家做一做,也可以將實驗數(shù)據(jù)帶到信息技術課上作為Excel練習。
“做一做”通過信息技術與學科課程的有效整合,讓學生親切感受和親密接觸奧妙無窮的物理世界,在物理學習中醞釀了創(chuàng)新意識。
五、讀一讀“科學漫步”,找尋科學的思想方法,培養(yǎng)學生樹立科學的情感、態(tài)度和價值觀
《物理1》第13頁“科學漫步”欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”,學生自己閱讀后,一部分學生對此很感興趣,教師若適時鼓勵他們查找資料,寫一篇小小的研究報告,并給予交流的機會,這將激勵他們對現(xiàn)代科學技術探究的欲望,增強學好物理的自信心。又如,《物理1》第31頁“科學漫步”欄目介紹的“變化率”,其目的是把物理課中學到的速度、加速度的概念拓展到物理課之外,自然現(xiàn)象甚至社會現(xiàn)象中的許多道理都是相通的。學習要形成一種習慣,把在學校中學到的某課程原理遷移到其他領域。第74頁的“慣性參考系”則是把牛頓第一定律的認識縱向遷移到更深層次;第82頁“動力學方法測質(zhì)量”介紹了牛頓第二定律應用于人造天體質(zhì)量測定的一個實驗。它讓學生感覺到,學過物理課程之后,看待世界的視角與以前不同了,開闊了,加深了。這就是科學方法、科學態(tài)度以及科學的價值觀。
《物理2》第76頁“科學漫步”欄目的“黑洞”,告訴了學生有關科學家探究黑洞的經(jīng)歷。經(jīng)典的牛頓引力理論與黑洞的實際情況并不一致,愛因斯坦創(chuàng)立的廣義相對論使得黑洞理論有了全新的進展,并介紹了黑洞探測的全新成果。最后霍金的一句話非常有哲理地回答了“人們?yōu)槭裁匆芯亢诙矗繛槭裁匆芯孔匀唬?span lang="EN-US">”這樣一個十分深刻的問題。“黑洞”將科學的魅力展現(xiàn)在了每一個同學面前!段锢2》中第80頁的“時間和空間是什么”又進一步提出:大家認為自己最了解的時間和空間的概念還有待研究和改變。這個問題又將誘惑一代人去思索,去探究。
六、走進“STS”,充分領略科學、技術、社會發(fā)展的關系和人文精神
“STS”欄目強調(diào)的是科學技術與社會的關系,《物理1》第19頁“速度與現(xiàn)代社會”講的是由于交通工具速度的提高,城市規(guī)模擴大了,戰(zhàn)爭觀念更新了,不同文化的交融加快了。本節(jié)“STS”還借協(xié)和式客機停飛一事,引導學生討論“交通工具是不是越快越好?”等這樣的問題。讀一讀“從伽利略的一生看科學與社會”,可使學生知道伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上的偉大成就之一,伽利略的一生說明了科學與社會發(fā)展的關系。“航天事業(yè)改變著人類的生活”列舉了諸多航天跟人類生活相關的事例。從氣象衛(wèi)星到天氣預報,從衛(wèi)星定位系統(tǒng)到自動導航出租車,從地球資源衛(wèi)星到我國西部開發(fā)整體規(guī)劃,從軍用衛(wèi)星到現(xiàn)代防務,從失重現(xiàn)象到微重力實驗室,從太空輻射到太空育種,等等。它引導學生進行科學與生活、社會聯(lián)系的思考。當學生收看到電視臺天氣預報的衛(wèi)星云圖時,就感到物理學就在我們的身邊。
教育的最終目的是教會學生學會求知、學會做人、學會生存、學會發(fā)展、學會審美、學會合作,其核心就是要具有創(chuàng)新意識。在教學中用好“說一說”“做一做”“科學漫步”“STS”等欄目,有利于從應試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變,有利于達成新課程的三維教育目標。