胡治宏+蔣華

摘 要：本文展示了三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)出的物理原始問題案例：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算；“棒棒軍”所用繩索拉力估算；扶梯上乘客的受力分析。進(jìn)一步闡述了利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)的重要作用。

關(guān)鍵詞：物理；地方課程資源；原始問題；開發(fā)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）9（S）-0070-3

新課程強(qiáng)調(diào)教師要大力開發(fā)課程資源。隨著新課程的實(shí)施，廣大中學(xué)物理教育工作者已經(jīng)開發(fā)出了大量的課程資源，特別是開發(fā)了豐富的地方課程資源。如何利用好已經(jīng)開發(fā)的這些課程資源以發(fā)揮其最大功效，已成為當(dāng)下迫切需要解決的問題。新課程強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)，特別強(qiáng)調(diào)“過程與方法”和“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”這兩個(gè)維度的目標(biāo)達(dá)成。由于學(xué)生日常訓(xùn)練以傳統(tǒng)的抽象問題為主，致使學(xué)生遇到情境復(fù)雜的問題時(shí)就無從下手，缺乏物理建模能力和思維方法，繼而進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生失去物理學(xué)習(xí)興趣。這樣的結(jié)果無疑是不能達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”的。為解決上述問題，筆者將以原始問題為主要載體，在地方課程資源的利用和“三維目標(biāo)”的達(dá)成上建立的有效聯(lián)結(jié)方面做出實(shí)踐嘗試。

1 基本概念

1.1 地方物理課程資源

地方物理課程資源是指源自于本地的，可供有效實(shí)施物理教學(xué)的物質(zhì)條件、自然條件、社會(huì)條件、媒體條件等各種被理論化、系統(tǒng)化后的課堂教學(xué)素材。高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“充分利用現(xiàn)有課程資源，因地制宜、多渠道、多方式開發(fā)新的課程資源。”可見新課程非常重視課程資源的開發(fā)與利用。地方課程資源作為課程資源的重要組成部分，對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)能起到重要的作用。

1.2 物理中的原始問題

物理中的原始問題是指自然界中及社會(huì)生產(chǎn)、生活中客觀存在，能夠反映物理概念、規(guī)律且未被加工的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。與常規(guī)的抽象問題相比，物理原始問題既能夠使學(xué)生經(jīng)歷邏輯思維和非邏輯思維的訓(xùn)練，又能夠使學(xué)生在尋求解題途徑的思考中培養(yǎng)對問題與物理知識(shí)的敏感性，自己悟出一些理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)方法。首都師大邢紅軍教授指出，從習(xí)題到原始問題，是科學(xué)教育方式的重要變革。

1.3 地方課程資源與物理原始問題

學(xué)生對物理問題的解決需要建立在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。地方物理課程資源源于本地或當(dāng)?shù)兀瑢W(xué)生對之熟悉、親切。利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題，契合學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)。物理原始問題解決的能力要求符合學(xué)生能力的最近發(fā)展區(qū)。學(xué)生在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，通過再現(xiàn)問題情境、構(gòu)建物理模型，運(yùn)用邏輯推理將問題順利解答，從而獲得知識(shí)理解上的升華。

2 利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題例析

每個(gè)地區(qū)（區(qū)域）都有著豐富的地方課程資源，以筆者所在的重慶地區(qū)為例，重慶境內(nèi)有著復(fù)雜的地形、地貌，有著大量的科研院所、高校，自然景觀豐富，可供開發(fā)的地方課程資源涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域。下面以重慶特色交通、運(yùn)輸工具方式為主要載體，例舉三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題的案例。

2.1 案例一：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算

問題展示：快速發(fā)展的重慶軌道交通（如圖1所示）為市民的出行帶來了諸多便利，截至2014年，重慶已開通1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線和6號(hào)線，里程全長170公里，覆蓋各大主城區(qū)。乘客乘坐軌道交通一個(gè)明顯的感覺就是，它的啟動(dòng)和制動(dòng)均比較平緩。假如你現(xiàn)在作為一名乘客正在3號(hào)線輕軌列車上，你可以用哪些方法來測量列車啟動(dòng)的加速度？

評析 輕軌列車是重慶獨(dú)特的交通工具，是重要的地方課程資源。大部分學(xué)生都有乘坐輕軌列車的經(jīng)歷，熟悉此題所設(shè)置的情境。該題目為輕軌列車啟動(dòng)加速度的測定。題目沒有給定具體的數(shù)據(jù)或模型，需要學(xué)生根據(jù)實(shí)際物理情境主動(dòng)構(gòu)建物理模型后才能應(yīng)用已有物理知識(shí)作答，屬于一道典型的物理原始問題。學(xué)生解答此題，經(jīng)歷了“還原列車啟動(dòng)物理情景”、“調(diào)動(dòng)與加速度有關(guān)的物理知識(shí)儲(chǔ)備”、“選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ汀焙汀傲蟹匠探獯稹钡然顒?dòng)過程，訓(xùn)練了其觀察能力、思維能力、物理建模能力，加深了對加速度、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)的理解。

2.2 案例二：“棒棒軍”所用繩索拉力估算

問題展示：2014年4月27日，在萬州港碼頭，李克強(qiáng)對“棒棒”們深情地說：“你們很了不起！每一分錢都是流汗掙來的，是中國人民勤勞的象征。”他說，中國發(fā)展有潛力、有韌性，最重要的是人民勤勞。推動(dòng)中國發(fā)展需要負(fù)重前行、爬坡越坎、敢于擔(dān)當(dāng)、不負(fù)重托的“棒棒精神”（如圖3所示）?！鞍舭簟弊畛Ｊ褂玫陌徇\(yùn)工具就是扁擔(dān)和繩索，請你根據(jù)“棒棒”搬運(yùn)東西的實(shí)際需要，估算其使用的繩索能承受的最大拉力為多少？

評析 此原始問題極具地方特色，所述情景學(xué)生熟悉親切，能夠激發(fā)學(xué)生的解題興趣。學(xué)生解決此問題，首先需要在腦海里面搜尋昔日“棒棒”擔(dān)貨的情境，然后抽象出與問題有關(guān)的物理模型，接著尋找該問題與物理模型在物理知識(shí)上的關(guān)聯(lián)，最后列方程求解。經(jīng)歷這樣一系列過程，學(xué)生得到了情境再現(xiàn)、物理建模等思維能力的訓(xùn)練，進(jìn)一步加深了對受力分析等物理知識(shí)的理解。

2.3 案例3：扶梯上乘客的受力分析

問題展示：由于重慶山多，公路交通不便，扶梯成了重慶人上下山的重要交通工具。重慶皇冠大扶梯（見圖5），連接了兩路口和菜園壩火車站，是亞洲第二長的一級(jí)提升坡地大扶梯。假如你現(xiàn)在正乘坐該大扶梯從菜園壩火車站至兩路口，請分析大扶梯對你的作用力。

解析 要解決此題，首先要明確人和扶梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。扶梯正常運(yùn)營時(shí)，人和大扶梯都處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即人所受的合力為零。對站在扶梯上的人做受力分析（如圖6所示）：人受到重力G，扶梯對他的支持力FN，以及可能存在的扶梯對它的水平方向的摩擦力f。又由于人所受合力為零，因此扶梯對它的摩擦力f也為零。綜上所述，扶梯上的人受到了豎直向下的重力G和扶梯對他的豎直向上的支持力FN。若設(shè)人的質(zhì)量m=50kg，則有FN=G=mg=50kg×10N/kg=500N。

評析 學(xué)生在平日里坐地鐵、逛商場都要乘坐扶梯，因此對題目所述的情景并不陌生。解答此題，學(xué)生需要掌握解決力學(xué)問題的常規(guī)思路：首先，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即扶梯和人做勻速運(yùn)動(dòng)；其次，構(gòu)建模型做受力分析，對實(shí)際場景中的人的質(zhì)量做估測；最后，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程解答。通過對這樣的一道原始問題的處理，能夠讓學(xué)生高效地掌握力學(xué)問題的解題步驟。

3 總 結(jié)

上述三個(gè)案例所展示的是從重慶地方課程資源中開發(fā)出來的物理原始問題。通過案例問題、解析、評析的展示，我們可以看到，這樣的原始問題的訓(xùn)練對于達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”具有重要作用。第一，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對于知識(shí)與技能的理解。由于原始問題都基于真實(shí)的物理情境，學(xué)生解決問題時(shí)需要將平時(shí)所學(xué)的物理知識(shí)、技能與目標(biāo)問題建立聯(lián)接，靈活處理所遇的每個(gè)難點(diǎn)。通過一番努力后所得到的解題結(jié)果具有實(shí)際意義。第二，更加關(guān)注學(xué)生的解題過程和方法。從原始問題到問題的答案，中間需要學(xué)生自己還原物理情境、建構(gòu)物理模型、設(shè)置估算數(shù)據(jù)、建立方程求解。相比起常規(guī)的抽象問題解答過程，原始問題的解答明顯地增加了學(xué)生對于解題過程、解題方法的訓(xùn)練。第三，更有利于學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)。基于地方課程資源開發(fā)的物理原始問題由于其“地方性”特征，學(xué)生在解題過程中一方面加深了對家鄉(xiāng)特色文化的了解，同時(shí)也切身感受到知識(shí)對于解決我們身邊實(shí)際問題的用處，激發(fā)了物理學(xué)習(xí)興趣。這將促使學(xué)生在對家鄉(xiāng)、對物理知識(shí)熱枕的“愛”中持續(xù)地學(xué)習(xí)好物理知識(shí)。

實(shí)際上，基于地方課程資源所能開發(fā)的物理原始問題遠(yuǎn)不止上述幾個(gè)。筆者希望通過本文案例的展示，能夠?qū)V大物理教育同仁在地方課程資源的有效利用和原始問題的開發(fā)等方面起到拋磚引玉的作用。同時(shí)，希望和廣大物理教育同行一道，為提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生思維能力，做出更多的創(chuàng)新實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]封小超，王力邦.物理課程與教學(xué)論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]張飛，曹會(huì).挖掘資源創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓教學(xué)從原始問題出發(fā)[J].物理教師，2013，（8）：42.（欄目編輯 鄧 磊）

摘 要：本文展示了三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)出的物理原始問題案例：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算；“棒棒軍”所用繩索拉力估算；扶梯上乘客的受力分析。進(jìn)一步闡述了利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)的重要作用。

關(guān)鍵詞：物理；地方課程資源；原始問題；開發(fā)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）9（S）-0070-3

新課程強(qiáng)調(diào)教師要大力開發(fā)課程資源。隨著新課程的實(shí)施，廣大中學(xué)物理教育工作者已經(jīng)開發(fā)出了大量的課程資源，特別是開發(fā)了豐富的地方課程資源。如何利用好已經(jīng)開發(fā)的這些課程資源以發(fā)揮其最大功效，已成為當(dāng)下迫切需要解決的問題。新課程強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)，特別強(qiáng)調(diào)“過程與方法”和“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”這兩個(gè)維度的目標(biāo)達(dá)成。由于學(xué)生日常訓(xùn)練以傳統(tǒng)的抽象問題為主，致使學(xué)生遇到情境復(fù)雜的問題時(shí)就無從下手，缺乏物理建模能力和思維方法，繼而進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生失去物理學(xué)習(xí)興趣。這樣的結(jié)果無疑是不能達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”的。為解決上述問題，筆者將以原始問題為主要載體，在地方課程資源的利用和“三維目標(biāo)”的達(dá)成上建立的有效聯(lián)結(jié)方面做出實(shí)踐嘗試。

1 基本概念

1.1 地方物理課程資源

地方物理課程資源是指源自于本地的，可供有效實(shí)施物理教學(xué)的物質(zhì)條件、自然條件、社會(huì)條件、媒體條件等各種被理論化、系統(tǒng)化后的課堂教學(xué)素材。高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“充分利用現(xiàn)有課程資源，因地制宜、多渠道、多方式開發(fā)新的課程資源。”可見新課程非常重視課程資源的開發(fā)與利用。地方課程資源作為課程資源的重要組成部分，對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)能起到重要的作用。

1.2 物理中的原始問題

物理中的原始問題是指自然界中及社會(huì)生產(chǎn)、生活中客觀存在，能夠反映物理概念、規(guī)律且未被加工的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。與常規(guī)的抽象問題相比，物理原始問題既能夠使學(xué)生經(jīng)歷邏輯思維和非邏輯思維的訓(xùn)練，又能夠使學(xué)生在尋求解題途徑的思考中培養(yǎng)對問題與物理知識(shí)的敏感性，自己悟出一些理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)方法。首都師大邢紅軍教授指出，從習(xí)題到原始問題，是科學(xué)教育方式的重要變革。

1.3 地方課程資源與物理原始問題

學(xué)生對物理問題的解決需要建立在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。地方物理課程資源源于本地或當(dāng)?shù)?，學(xué)生對之熟悉、親切。利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題，契合學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)。物理原始問題解決的能力要求符合學(xué)生能力的最近發(fā)展區(qū)。學(xué)生在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，通過再現(xiàn)問題情境、構(gòu)建物理模型，運(yùn)用邏輯推理將問題順利解答，從而獲得知識(shí)理解上的升華。

2 利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題例析

每個(gè)地區(qū)（區(qū)域）都有著豐富的地方課程資源，以筆者所在的重慶地區(qū)為例，重慶境內(nèi)有著復(fù)雜的地形、地貌，有著大量的科研院所、高校，自然景觀豐富，可供開發(fā)的地方課程資源涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域。下面以重慶特色交通、運(yùn)輸工具方式為主要載體，例舉三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題的案例。

2.1 案例一：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算

問題展示：快速發(fā)展的重慶軌道交通（如圖1所示）為市民的出行帶來了諸多便利，截至2014年，重慶已開通1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線和6號(hào)線，里程全長170公里，覆蓋各大主城區(qū)。乘客乘坐軌道交通一個(gè)明顯的感覺就是，它的啟動(dòng)和制動(dòng)均比較平緩。假如你現(xiàn)在作為一名乘客正在3號(hào)線輕軌列車上，你可以用哪些方法來測量列車啟動(dòng)的加速度？

評析 輕軌列車是重慶獨(dú)特的交通工具，是重要的地方課程資源。大部分學(xué)生都有乘坐輕軌列車的經(jīng)歷，熟悉此題所設(shè)置的情境。該題目為輕軌列車啟動(dòng)加速度的測定。題目沒有給定具體的數(shù)據(jù)或模型，需要學(xué)生根據(jù)實(shí)際物理情境主動(dòng)構(gòu)建物理模型后才能應(yīng)用已有物理知識(shí)作答，屬于一道典型的物理原始問題。學(xué)生解答此題，經(jīng)歷了“還原列車啟動(dòng)物理情景”、“調(diào)動(dòng)與加速度有關(guān)的物理知識(shí)儲(chǔ)備”、“選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ汀焙汀傲蟹匠探獯稹钡然顒?dòng)過程，訓(xùn)練了其觀察能力、思維能力、物理建模能力，加深了對加速度、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)的理解。

2.2 案例二：“棒棒軍”所用繩索拉力估算

問題展示：2014年4月27日，在萬州港碼頭，李克強(qiáng)對“棒棒”們深情地說：“你們很了不起！每一分錢都是流汗掙來的，是中國人民勤勞的象征?！彼f，中國發(fā)展有潛力、有韌性，最重要的是人民勤勞。推動(dòng)中國發(fā)展需要負(fù)重前行、爬坡越坎、敢于擔(dān)當(dāng)、不負(fù)重托的“棒棒精神”（如圖3所示）。“棒棒”最常使用的搬運(yùn)工具就是扁擔(dān)和繩索，請你根據(jù)“棒棒”搬運(yùn)東西的實(shí)際需要，估算其使用的繩索能承受的最大拉力為多少？

評析 此原始問題極具地方特色，所述情景學(xué)生熟悉親切，能夠激發(fā)學(xué)生的解題興趣。學(xué)生解決此問題，首先需要在腦海里面搜尋昔日“棒棒”擔(dān)貨的情境，然后抽象出與問題有關(guān)的物理模型，接著尋找該問題與物理模型在物理知識(shí)上的關(guān)聯(lián)，最后列方程求解。經(jīng)歷這樣一系列過程，學(xué)生得到了情境再現(xiàn)、物理建模等思維能力的訓(xùn)練，進(jìn)一步加深了對受力分析等物理知識(shí)的理解。

2.3 案例3：扶梯上乘客的受力分析

問題展示：由于重慶山多，公路交通不便，扶梯成了重慶人上下山的重要交通工具。重慶皇冠大扶梯（見圖5），連接了兩路口和菜園壩火車站，是亞洲第二長的一級(jí)提升坡地大扶梯。假如你現(xiàn)在正乘坐該大扶梯從菜園壩火車站至兩路口，請分析大扶梯對你的作用力。

解析 要解決此題，首先要明確人和扶梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。扶梯正常運(yùn)營時(shí)，人和大扶梯都處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即人所受的合力為零。對站在扶梯上的人做受力分析（如圖6所示）：人受到重力G，扶梯對他的支持力FN，以及可能存在的扶梯對它的水平方向的摩擦力f。又由于人所受合力為零，因此扶梯對它的摩擦力f也為零。綜上所述，扶梯上的人受到了豎直向下的重力G和扶梯對他的豎直向上的支持力FN。若設(shè)人的質(zhì)量m=50kg，則有FN=G=mg=50kg×10N/kg=500N。

評析 學(xué)生在平日里坐地鐵、逛商場都要乘坐扶梯，因此對題目所述的情景并不陌生。解答此題，學(xué)生需要掌握解決力學(xué)問題的常規(guī)思路：首先，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即扶梯和人做勻速運(yùn)動(dòng)；其次，構(gòu)建模型做受力分析，對實(shí)際場景中的人的質(zhì)量做估測；最后，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程解答。通過對這樣的一道原始問題的處理，能夠讓學(xué)生高效地掌握力學(xué)問題的解題步驟。

3 總 結(jié)

上述三個(gè)案例所展示的是從重慶地方課程資源中開發(fā)出來的物理原始問題。通過案例問題、解析、評析的展示，我們可以看到，這樣的原始問題的訓(xùn)練對于達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”具有重要作用。第一，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對于知識(shí)與技能的理解。由于原始問題都基于真實(shí)的物理情境，學(xué)生解決問題時(shí)需要將平時(shí)所學(xué)的物理知識(shí)、技能與目標(biāo)問題建立聯(lián)接，靈活處理所遇的每個(gè)難點(diǎn)。通過一番努力后所得到的解題結(jié)果具有實(shí)際意義。第二，更加關(guān)注學(xué)生的解題過程和方法。從原始問題到問題的答案，中間需要學(xué)生自己還原物理情境、建構(gòu)物理模型、設(shè)置估算數(shù)據(jù)、建立方程求解。相比起常規(guī)的抽象問題解答過程，原始問題的解答明顯地增加了學(xué)生對于解題過程、解題方法的訓(xùn)練。第三，更有利于學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)?；诘胤秸n程資源開發(fā)的物理原始問題由于其“地方性”特征，學(xué)生在解題過程中一方面加深了對家鄉(xiāng)特色文化的了解，同時(shí)也切身感受到知識(shí)對于解決我們身邊實(shí)際問題的用處，激發(fā)了物理學(xué)習(xí)興趣。這將促使學(xué)生在對家鄉(xiāng)、對物理知識(shí)熱枕的“愛”中持續(xù)地學(xué)習(xí)好物理知識(shí)。

實(shí)際上，基于地方課程資源所能開發(fā)的物理原始問題遠(yuǎn)不止上述幾個(gè)。筆者希望通過本文案例的展示，能夠?qū)V大物理教育同仁在地方課程資源的有效利用和原始問題的開發(fā)等方面起到拋磚引玉的作用。同時(shí)，希望和廣大物理教育同行一道，為提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生思維能力，做出更多的創(chuàng)新實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]封小超，王力邦.物理課程與教學(xué)論[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]張飛，曹會(huì).挖掘資源創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓教學(xué)從原始問題出發(fā)[J].物理教師，2013，（8）：42.（欄目編輯 鄧 磊）

摘 要：本文展示了三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)出的物理原始問題案例：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算；“棒棒軍”所用繩索拉力估算；扶梯上乘客的受力分析。進(jìn)一步闡述了利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)的重要作用。

關(guān)鍵詞：物理；地方課程資源；原始問題；開發(fā)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）9（S）-0070-3

新課程強(qiáng)調(diào)教師要大力開發(fā)課程資源。隨著新課程的實(shí)施，廣大中學(xué)物理教育工作者已經(jīng)開發(fā)出了大量的課程資源，特別是開發(fā)了豐富的地方課程資源。如何利用好已經(jīng)開發(fā)的這些課程資源以發(fā)揮其最大功效，已成為當(dāng)下迫切需要解決的問題。新課程強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)，特別強(qiáng)調(diào)“過程與方法”和“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”這兩個(gè)維度的目標(biāo)達(dá)成。由于學(xué)生日常訓(xùn)練以傳統(tǒng)的抽象問題為主，致使學(xué)生遇到情境復(fù)雜的問題時(shí)就無從下手，缺乏物理建模能力和思維方法，繼而進(jìn)一步導(dǎo)致學(xué)生失去物理學(xué)習(xí)興趣。這樣的結(jié)果無疑是不能達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”的。為解決上述問題，筆者將以原始問題為主要載體，在地方課程資源的利用和“三維目標(biāo)”的達(dá)成上建立的有效聯(lián)結(jié)方面做出實(shí)踐嘗試。

1 基本概念

1.1 地方物理課程資源

地方物理課程資源是指源自于本地的，可供有效實(shí)施物理教學(xué)的物質(zhì)條件、自然條件、社會(huì)條件、媒體條件等各種被理論化、系統(tǒng)化后的課堂教學(xué)素材。高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“充分利用現(xiàn)有課程資源，因地制宜、多渠道、多方式開發(fā)新的課程資源?！笨梢娦抡n程非常重視課程資源的開發(fā)與利用。地方課程資源作為課程資源的重要組成部分，對學(xué)生“三維目標(biāo)”的培養(yǎng)能起到重要的作用。

1.2 物理中的原始問題

物理中的原始問題是指自然界中及社會(huì)生產(chǎn)、生活中客觀存在，能夠反映物理概念、規(guī)律且未被加工的典型科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。與常規(guī)的抽象問題相比，物理原始問題既能夠使學(xué)生經(jīng)歷邏輯思維和非邏輯思維的訓(xùn)練，又能夠使學(xué)生在尋求解題途徑的思考中培養(yǎng)對問題與物理知識(shí)的敏感性，自己悟出一些理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)方法。首都師大邢紅軍教授指出，從習(xí)題到原始問題，是科學(xué)教育方式的重要變革。

1.3 地方課程資源與物理原始問題

學(xué)生對物理問題的解決需要建立在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。地方物理課程資源源于本地或當(dāng)?shù)?，學(xué)生對之熟悉、親切。利用地方課程資源開發(fā)的物理原始問題，契合學(xué)生已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)。物理原始問題解決的能力要求符合學(xué)生能力的最近發(fā)展區(qū)。學(xué)生在已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，通過再現(xiàn)問題情境、構(gòu)建物理模型，運(yùn)用邏輯推理將問題順利解答，從而獲得知識(shí)理解上的升華。

2 利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題例析

每個(gè)地區(qū)（區(qū)域）都有著豐富的地方課程資源，以筆者所在的重慶地區(qū)為例，重慶境內(nèi)有著復(fù)雜的地形、地貌，有著大量的科研院所、高校，自然景觀豐富，可供開發(fā)的地方課程資源涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域。下面以重慶特色交通、運(yùn)輸工具方式為主要載體，例舉三個(gè)利用地方課程資源開發(fā)物理原始問題的案例。

2.1 案例一：輕軌列車啟動(dòng)加速度的推算

問題展示：快速發(fā)展的重慶軌道交通（如圖1所示）為市民的出行帶來了諸多便利，截至2014年，重慶已開通1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線和6號(hào)線，里程全長170公里，覆蓋各大主城區(qū)。乘客乘坐軌道交通一個(gè)明顯的感覺就是，它的啟動(dòng)和制動(dòng)均比較平緩。假如你現(xiàn)在作為一名乘客正在3號(hào)線輕軌列車上，你可以用哪些方法來測量列車啟動(dòng)的加速度？

評析 輕軌列車是重慶獨(dú)特的交通工具，是重要的地方課程資源。大部分學(xué)生都有乘坐輕軌列車的經(jīng)歷，熟悉此題所設(shè)置的情境。該題目為輕軌列車啟動(dòng)加速度的測定。題目沒有給定具體的數(shù)據(jù)或模型，需要學(xué)生根據(jù)實(shí)際物理情境主動(dòng)構(gòu)建物理模型后才能應(yīng)用已有物理知識(shí)作答，屬于一道典型的物理原始問題。學(xué)生解答此題，經(jīng)歷了“還原列車啟動(dòng)物理情景”、“調(diào)動(dòng)與加速度有關(guān)的物理知識(shí)儲(chǔ)備”、“選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ汀焙汀傲蟹匠探獯稹钡然顒?dòng)過程，訓(xùn)練了其觀察能力、思維能力、物理建模能力，加深了對加速度、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)的理解。

2.2 案例二：“棒棒軍”所用繩索拉力估算

問題展示：2014年4月27日，在萬州港碼頭，李克強(qiáng)對“棒棒”們深情地說：“你們很了不起！每一分錢都是流汗掙來的，是中國人民勤勞的象征?！彼f，中國發(fā)展有潛力、有韌性，最重要的是人民勤勞。推動(dòng)中國發(fā)展需要負(fù)重前行、爬坡越坎、敢于擔(dān)當(dāng)、不負(fù)重托的“棒棒精神”（如圖3所示）?！鞍舭簟弊畛Ｊ褂玫陌徇\(yùn)工具就是扁擔(dān)和繩索，請你根據(jù)“棒棒”搬運(yùn)東西的實(shí)際需要，估算其使用的繩索能承受的最大拉力為多少？

評析 此原始問題極具地方特色，所述情景學(xué)生熟悉親切，能夠激發(fā)學(xué)生的解題興趣。學(xué)生解決此問題，首先需要在腦海里面搜尋昔日“棒棒”擔(dān)貨的情境，然后抽象出與問題有關(guān)的物理模型，接著尋找該問題與物理模型在物理知識(shí)上的關(guān)聯(lián)，最后列方程求解。經(jīng)歷這樣一系列過程，學(xué)生得到了情境再現(xiàn)、物理建模等思維能力的訓(xùn)練，進(jìn)一步加深了對受力分析等物理知識(shí)的理解。

2.3 案例3：扶梯上乘客的受力分析

問題展示：由于重慶山多，公路交通不便，扶梯成了重慶人上下山的重要交通工具。重慶皇冠大扶梯（見圖5），連接了兩路口和菜園壩火車站，是亞洲第二長的一級(jí)提升坡地大扶梯。假如你現(xiàn)在正乘坐該大扶梯從菜園壩火車站至兩路口，請分析大扶梯對你的作用力。

解析 要解決此題，首先要明確人和扶梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。扶梯正常運(yùn)營時(shí)，人和大扶梯都處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即人所受的合力為零。對站在扶梯上的人做受力分析（如圖6所示）：人受到重力G，扶梯對他的支持力FN，以及可能存在的扶梯對它的水平方向的摩擦力f。又由于人所受合力為零，因此扶梯對它的摩擦力f也為零。綜上所述，扶梯上的人受到了豎直向下的重力G和扶梯對他的豎直向上的支持力FN。若設(shè)人的質(zhì)量m=50kg，則有FN=G=mg=50kg×10N/kg=500N。

評析 學(xué)生在平日里坐地鐵、逛商場都要乘坐扶梯，因此對題目所述的情景并不陌生。解答此題，學(xué)生需要掌握解決力學(xué)問題的常規(guī)思路：首先，分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即扶梯和人做勻速運(yùn)動(dòng)；其次，構(gòu)建模型做受力分析，對實(shí)際場景中的人的質(zhì)量做估測；最后，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程解答。通過對這樣的一道原始問題的處理，能夠讓學(xué)生高效地掌握力學(xué)問題的解題步驟。

3 總 結(jié)

上述三個(gè)案例所展示的是從重慶地方課程資源中開發(fā)出來的物理原始問題。通過案例問題、解析、評析的展示，我們可以看到，這樣的原始問題的訓(xùn)練對于達(dá)成新課程的“三維目標(biāo)”具有重要作用。第一，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對于知識(shí)與技能的理解。由于原始問題都基于真實(shí)的物理情境，學(xué)生解決問題時(shí)需要將平時(shí)所學(xué)的物理知識(shí)、技能與目標(biāo)問題建立聯(lián)接，靈活處理所遇的每個(gè)難點(diǎn)。通過一番努力后所得到的解題結(jié)果具有實(shí)際意義。第二，更加關(guān)注學(xué)生的解題過程和方法。從原始問題到問題的答案，中間需要學(xué)生自己還原物理情境、建構(gòu)物理模型、設(shè)置估算數(shù)據(jù)、建立方程求解。相比起常規(guī)的抽象問題解答過程，原始問題的解答明顯地增加了學(xué)生對于解題過程、解題方法的訓(xùn)練。第三，更有利于學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的培養(yǎng)?；诘胤秸n程資源開發(fā)的物理原始問題由于其“地方性”特征，學(xué)生在解題過程中一方面加深了對家鄉(xiāng)特色文化的了解，同時(shí)也切身感受到知識(shí)對于解決我們身邊實(shí)際問題的用處，激發(fā)了物理學(xué)習(xí)興趣。這將促使學(xué)生在對家鄉(xiāng)、對物理知識(shí)熱枕的“愛”中持續(xù)地學(xué)習(xí)好物理知識(shí)。

實(shí)際上，基于地方課程資源所能開發(fā)的物理原始問題遠(yuǎn)不止上述幾個(gè)。筆者希望通過本文案例的展示，能夠?qū)V大物理教育同仁在地方課程資源的有效利用和原始問題的開發(fā)等方面起到拋磚引玉的作用。同時(shí)，希望和廣大物理教育同行一道，為提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生思維能力，做出更多的創(chuàng)新實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張飛，曹會(huì).挖掘資源創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓教學(xué)從原始問題出發(fā)[J].物理教師，2013，（8）：42.（欄目編輯 鄧 磊）