石磊

摘要：物理是高中階段最為重要的自然學(xué)科之一，教師在教學(xué)過程中采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，從而實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的最優(yōu)化，對(duì)于學(xué)生知識(shí)水平的提高具有重要意義，本文在對(duì)高中物理教學(xué)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，闡述優(yōu)化高中物理教學(xué)的若干教學(xué)策略，希望能夠?yàn)閺V大教育工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高中教育 物理教學(xué) 教學(xué)策略

高中物理是學(xué)生在基礎(chǔ)教育階段學(xué)習(xí)的最重要的自然基礎(chǔ)學(xué)科，它在小學(xué)科學(xué)和初中物理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是學(xué)生接受高等教育學(xué)習(xí)相關(guān)理工科知識(shí)的前提，在人的終身學(xué)習(xí)中占有重要地位。與小學(xué)科學(xué)、初中物理相比，高中物理逐漸脫離社會(huì)生活這一研究范疇，研究內(nèi)容朝向科學(xué)化邁進(jìn)：在研究方法方面，高中物理逐漸脫離簡單的定性描述，開始運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析：與更高一級(jí)的大學(xué)物理相比較，高中物理的教學(xué)內(nèi)容大多局限于經(jīng)典物理學(xué)中的重要內(nèi)容，對(duì)于量子力學(xué)、相對(duì)論等物理學(xué)知識(shí)的講解相對(duì)淺顯，在研究方法方面，雖然高中與大學(xué)物理都強(qiáng)調(diào)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行定量分析，但大學(xué)物理大多運(yùn)用微積分解決問題，數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用相對(duì)簡單，而高中物理的數(shù)學(xué)方法種類繁多，不成體系，且運(yùn)用技巧的地方較多。由此可見，高中物理的教學(xué)內(nèi)容在整個(gè)物理知識(shí)體系中處于入門水平，難度不大。然而，由于學(xué)生現(xiàn)有數(shù)學(xué)知識(shí)水平的限制，高中物理的問題解決方法較復(fù)雜，有的時(shí)候即使學(xué)生讀懂題意也無從下手。考慮到高中物理的上述特點(diǎn)，特提出若干優(yōu)化高中物理教學(xué)的策略。

一、了解先前經(jīng)驗(yàn)。激發(fā)認(rèn)知沖突

物理教學(xué)最早來源于對(duì)日常生活中的現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，因此，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生自然而然地受到先前生活經(jīng)驗(yàn)的影響。在學(xué)生已有的先前經(jīng)驗(yàn)中，有一部分是促進(jìn)學(xué)生理解物理問題的，但有一大部分是對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生干擾的，因此，優(yōu)化高中物理課堂，最先需要關(guān)注的問題就是學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)。有研究表明，學(xué)生會(huì)將已有的科學(xué)概念或錯(cuò)誤的科學(xué)概念帶入學(xué)習(xí)情境中，因此，在物理教學(xué)中，首先需要做的就是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己先前經(jīng)驗(yàn)的不足之處。在具體實(shí)施中，需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)即對(duì)學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)特別是錯(cuò)誤概念有較充分的了解，將其納入到課堂中。在課堂上的新課引入環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自己的先前經(jīng)驗(yàn)解決問題，得到錯(cuò)誤的答案，再運(yùn)用多媒體或演示實(shí)驗(yàn)等手段將正確的結(jié)果展示出來，使得學(xué)生真切體會(huì)到自己的方法不能準(zhǔn)確解決物理問題，由此引發(fā)學(xué)生認(rèn)知上的沖突。當(dāng)學(xué)生意識(shí)到自己曾經(jīng)的方法不能準(zhǔn)確解決問題時(shí)，學(xué)生便產(chǎn)生了建立新方法的需要，此時(shí)正是將物理新知識(shí)傳授給學(xué)生的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)。

以“平拋運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例，教師首先了解到，由于平拋運(yùn)動(dòng)自身的特點(diǎn)，學(xué)生在日常生活中很難進(jìn)行細(xì)致觀察，而一些影視作品或動(dòng)畫片里的鏡頭會(huì)給學(xué)生帶來對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)的先前經(jīng)驗(yàn)，備課時(shí)應(yīng)該予以注意。在開始上課時(shí)的新課引入環(huán)節(jié)中，教師可以從動(dòng)畫片、武俠劇中摘取部分違背平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的鏡頭，引導(dǎo)學(xué)生探討這樣的現(xiàn)象是否可以實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生在座位上通過自由發(fā)言的方式向教師表達(dá)自己的觀點(diǎn)，教師對(duì)于學(xué)生的錯(cuò)誤答案予以關(guān)注，讓這類學(xué)生肯定自己的看法。接下來，教師通過多媒體設(shè)備進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng)的演示，對(duì)相同時(shí)間間隔內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的水平方向、豎直方向分位移進(jìn)行測量，結(jié)合數(shù)學(xué)上的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行講解，為使教學(xué)內(nèi)容更具說服力，教師可以對(duì)武俠劇中違背平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的鏡頭的拍攝方法進(jìn)行講解，讓學(xué)生真正意識(shí)到自己的先前經(jīng)驗(yàn)無助于問題解決。完成上述新課引入環(huán)節(jié)后，再對(duì)學(xué)生開展正式教學(xué)。

物理的主要研究對(duì)象是宇宙萬物的運(yùn)動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理教學(xué)最先從學(xué)生能夠接觸到的運(yùn)動(dòng)人手，學(xué)生在日常生活中對(duì)這些運(yùn)動(dòng)的觀察是有局限性的，主要原因是學(xué)生沒有使用科學(xué)的方法將無關(guān)因素排除，無法看到事物的本質(zhì)。對(duì)學(xué)生展開物理教學(xué)，首要任務(wù)是讓學(xué)生看到自己的先前經(jīng)驗(yàn)無法解決物理問題，摒棄先前經(jīng)驗(yàn)，形成學(xué)生在問題解決方法上的真空，在這種情況下，再對(duì)學(xué)生開展正式的教學(xué)，學(xué)生在這樣的引導(dǎo)下可以明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容是什么，有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)定的知識(shí)與技能教學(xué)目標(biāo)，從而產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。

二、示范有解樣例。傳授研究方法

激發(fā)認(rèn)知沖突的目的在于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)部動(dòng)機(jī)，而接下來的任務(wù)則在于怎樣才能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的高效進(jìn)行。因此，在正式授課的過程中傳授研究方法對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)具有重要意義。研究表明，學(xué)生在解決高中物理問題時(shí)，在解題思維方面存在三方面問題：找不準(zhǔn)研究對(duì)象：分析不出來運(yùn)動(dòng)過程與關(guān)鍵狀態(tài)；不會(huì)運(yùn)用已學(xué)的物理概念、規(guī)律、方法、對(duì)過程中或狀態(tài)下的對(duì)象列方程。學(xué)生存在上述三方面問題主要由于學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)的影響，學(xué)生在進(jìn)行物理問題研究時(shí)傾向于運(yùn)用直觀的方法進(jìn)行分析，其分析方法缺乏理論依據(jù)，不具有科學(xué)性，分析結(jié)果往往是錯(cuò)誤的。對(duì)于絕大多數(shù)的高中物理問題，都可以遵循一定的研究方法，例如在解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律或機(jī)械能守恒定律的問題時(shí)，學(xué)生可以遵循這樣的問題解決步驟：明確研究對(duì)象一對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析一對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析一根據(jù)受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析明確考點(diǎn)列出方程。教師在進(jìn)行課堂講解時(shí)應(yīng)將例題按照問題解決步驟進(jìn)行完整的解答，給學(xué)生呈現(xiàn)有解樣例，避免盲目自主嘗試。

以“超重與失重”問題為例，在教學(xué)過程中，教師選取如下例題親自示范問題解決過程：

例：質(zhì)量為20kg的物體放置在電梯里的臺(tái)秤上，當(dāng)電梯以1n以。的加速度加速上升時(shí)，臺(tái)秤顯示的示數(shù)是多少？（重力加速度g=10m/s2）

首先，明確研究對(duì)象，該題中質(zhì)量為20kg的物體是研究對(duì)象；其次，對(duì)研究對(duì)象做受力分析，分析可知，物體在臺(tái)秤上受到兩個(gè)力的作用，分別是重力和臺(tái)秤給物體的彈力：再次，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，可知物體在以1m/s的加速度向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：最后，根據(jù)受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析列方程，分析可得，該問題為超重問題，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決，于是列出方程，并得到最終結(jié)果。整個(gè)問題解決過程并非在教師的啟發(fā)下要求學(xué)生獨(dú)立完成，而是要求教師親自示范，最終使問題得以解決，學(xué)生通過觀察的方式學(xué)習(xí)物理問題的分析方法。

在學(xué)生眼中，物理是最難的學(xué)科之一，而在教師眼中，高中物理學(xué)習(xí)又是非常簡單的，之所以產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象，其中一個(gè)重要原因就是學(xué)生沒有掌握科學(xué)的物理問題分析方法，教師因?yàn)檎莆樟朔椒?，能夠運(yùn)用該方法解決各種類型的物理問題，而學(xué)生對(duì)方法的掌握與運(yùn)用能力十分有限，無法運(yùn)用問題分析方法對(duì)各種類型的物理問題進(jìn)行有效分析。教師在課堂講解的過程中，選取典型例題進(jìn)行有解樣例示范，直接將問題解決的研究方法示范給學(xué)生，避免學(xué)生通過盲目探究形成無助于學(xué)習(xí)的錯(cuò)誤研究方法，對(duì)于學(xué)生實(shí)現(xiàn)過程與方法教學(xué)目標(biāo)具有重要作用，從而使得學(xué)生從物理問題研究方法角度得到提高。

三、引導(dǎo)問題歸類，構(gòu)建知識(shí)體系

在前一部分內(nèi)容中，需要學(xué)生根據(jù)受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析確定問題類型，并以此列方程。由此可見，如讓學(xué)生能夠順利解決物理問題，一方面需要在形成內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上掌握物理問題的研究方法，另一方面需要學(xué)生能夠根據(jù)研究對(duì)象的受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析確定問題的類型，簡言之，學(xué)生需要具備問題歸類并構(gòu)建完整的物理知識(shí)體系的能力。通過分析可以看出，高中物理問題可以劃分為牛頓運(yùn)動(dòng)定律與能量兩大類，其中牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以從兩個(gè)角度進(jìn)行討論，第一個(gè)角度是運(yùn)動(dòng)，高中階段討論的運(yùn)動(dòng)有勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)即平拋運(yùn)動(dòng)，變速曲線運(yùn)動(dòng)即勻速圓周運(yùn)動(dòng)與豎直面圓周運(yùn)動(dòng)；第二個(gè)角度是力，高中階段學(xué)習(xí)的力主要有重力與萬有引力、彈力、摩擦力、電場力、安培力與洛倫茲力。運(yùn)動(dòng)問題主要描述物體的運(yùn)動(dòng)方式，不關(guān)心物體運(yùn)動(dòng)的原因，力的問題主要描述物體的受力情況，不關(guān)心力對(duì)物體的影響。而二者的銜接點(diǎn)是牛頓第二定律，公式F=ma中a集中體現(xiàn)了物體的運(yùn)動(dòng)情況，F(xiàn)則體現(xiàn)出物體的受力情況。在能量方面，主要學(xué)習(xí)三個(gè)定律分別是動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律。其中動(dòng)能定理主要應(yīng)用于單個(gè)物體之中，機(jī)械能守恒定律主要應(yīng)用于系統(tǒng)中，而能量守恒定律則普遍適用于宇宙中的各種研究對(duì)象。在教學(xué)過程中，教師要采取一定的手段將各種問題的特征突出來，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各種不同的問題進(jìn)行系統(tǒng)歸類，并明確不同類型問題的特征，從而促進(jìn)學(xué)生列出準(zhǔn)確的方程。

以“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的教學(xué)為例，在該部分內(nèi)容中，教師共講解四種類型題，分別是已知力求加速度、已知加速度求力、共點(diǎn)力作用下的物體平衡問題、超重與失重問題，教師在完成上述四種類型題的講解之后，可以將力、加速度、牛頓第二定律方程等題中共有的元素突出顯示出來，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自主學(xué)習(xí)與小組討論等方式對(duì)問題進(jìn)行歸類，從而明確，這四種類型的問題雖然表面上看各不相同，但究其本質(zhì)而言，基本方法都是利用牛頓第二定律的方程解決問題，方程中的F和a分別可能是已知量或待求量。由此完成學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的問題歸類。

需要指出的是，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題歸類并非物理教學(xué)的最終目標(biāo)，根據(jù)建構(gòu)主義心理學(xué)的基本思想，學(xué)生的認(rèn)知過程是一個(gè)構(gòu)建自身知識(shí)體系的過程，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題種類的劃分，要有助于學(xué)生形成完整的高中物理知識(shí)體系。對(duì)于初學(xué)者而言，高中物理的教學(xué)內(nèi)容涉及面較廣，內(nèi)容也較復(fù)雜，教師在教學(xué)過程中注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題歸類，并構(gòu)建出完整的高中物理知識(shí)體系，會(huì)使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中將零散的知識(shí)構(gòu)成有機(jī)整體，能夠從一個(gè)知識(shí)點(diǎn)出發(fā)引出其他相關(guān)知識(shí)，學(xué)生也就不再為物理學(xué)習(xí)而發(fā)愁。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理問題歸類，構(gòu)建知識(shí)體系，可以讓學(xué)生體會(huì)到其中的物理思想，這對(duì)于學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

物理在高中教學(xué)中占有重要地位，同時(shí)，物理是高中教學(xué)的難點(diǎn)，解決好高中物理的學(xué)習(xí)問題不僅有助于學(xué)生一科成績的提高，而且對(duì)于學(xué)生整體知識(shí)水平的發(fā)展具有重要作用。本研究主張?jiān)诹私鈱W(xué)生先前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而引起學(xué)生的內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生在積極主動(dòng)的心態(tài)下學(xué)習(xí)，在知識(shí)傳授過程中，教師要通過有解樣例示范研究方法，幫助學(xué)生形成自主研究問題的能力，最后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理問題進(jìn)行系統(tǒng)歸類，并形成完整的知識(shí)體系，幫助學(xué)生形成對(duì)高中物理知識(shí)的全面把握。上述三條策略分別從引起學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、掌握研究方法、構(gòu)建知識(shí)體系三個(gè)角度出發(fā)，討論高中物理教學(xué)過程中，需要教師予以關(guān)注的教學(xué)策略，目的在于優(yōu)化高中物理教學(xué)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三維教學(xué)目標(biāo)?？傊?，教學(xué)有法，但無定法，教師的視野不應(yīng)只局限于知識(shí)傳授方面，應(yīng)該在新課改的精神指引下，充分了解學(xué)生的心理特征與需求，深刻把握高中物理教材特點(diǎn)，以三維教學(xué)目標(biāo)為方向，采取能夠促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)效果的最優(yōu)化。