徐獻(xiàn)鶴

(江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)洛陽(yáng)高級(jí)中學(xué) 213104)

如何提升高中物理課堂教學(xué)的實(shí)際效果呢？這是一個(gè)值得深入思考的問(wèn)題，筆者在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了如下嘗試，現(xiàn)本文結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐從建模、實(shí)驗(yàn)和物理學(xué)史三個(gè)視角進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，望能有助于課堂教學(xué)質(zhì)量的提升.

一、注重物理模型的建立過(guò)程

1.在模型建立中滲透理想化思維的方法

當(dāng)我們引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷理想模型的建立過(guò)程時(shí)，務(wù)必要讓學(xué)生明確這樣兩點(diǎn)：其一是讓學(xué)生對(duì)模型的概念、特點(diǎn)和建立目的形成清晰的認(rèn)識(shí)，比如“質(zhì)點(diǎn)”的概念是什么？(一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn))；“質(zhì)點(diǎn)”的特點(diǎn)是什么？(只有質(zhì)量，卻沒(méi)有形狀和體積)；“質(zhì)點(diǎn)”的建模目的是什么？(用其來(lái)替代物體，可以簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)的表述，同時(shí)也可以簡(jiǎn)化問(wèn)題的處理).就學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)講，我們首先任務(wù)是幫助他們明確模型建立的目的，即為什么要建立這個(gè)模型？只有學(xué)生搞清楚基本目的，他們才會(huì)產(chǎn)生建模的心理需求，才會(huì)在具有問(wèn)題處理中形成建模意識(shí).比如磁感線、理想氣體等等，學(xué)生在類似問(wèn)題的處理和分析時(shí)，他們會(huì)將有關(guān)模型信手拈來(lái)，這就是建模意識(shí)的作用.

另一方面，我們也需要讓學(xué)生明確模型適用的范圍，這其實(shí)也是幫助學(xué)生對(duì)模型形成較為深刻的認(rèn)識(shí).比如在研究理想氣體時(shí)，有以下兩個(gè)問(wèn)題情境：

(1)有一份氣體被活塞封閉在氣缸中，現(xiàn)在將活塞迅速下壓，使其體積減小為原來(lái)的一半；

(2)有一份氣體被活塞封閉在導(dǎo)熱性能良好的氣缸中，現(xiàn)在將活塞緩慢下壓，使其體積減小為原來(lái)的一半.這兩個(gè)問(wèn)題情境對(duì)應(yīng)著不同的理想模型，前者對(duì)應(yīng)著氣體的絕熱變化過(guò)程，沒(méi)有熱交換的存在；后者對(duì)應(yīng)著氣體的等溫變化過(guò)程.學(xué)生明確模型的特點(diǎn)，進(jìn)而選擇建立其正確的模型，這是正確選擇規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題的基本前提.

2.在科學(xué)探究中體驗(yàn)理想模型的建立

在學(xué)生的科學(xué)探究過(guò)程中往往也隱含著理想模型的建立過(guò)程，很多內(nèi)容需要我們?cè)诮虒W(xué)中予以顯化處理，如此才能促進(jìn)學(xué)生更加深刻地思考和體會(huì).

比如在研究“加速度與力的關(guān)系”時(shí)，我們經(jīng)常用鉤碼拖著小車運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)研究，通過(guò)控制小車質(zhì)量，改變鉤碼質(zhì)量來(lái)改變拉力，進(jìn)而探索結(jié)論.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們經(jīng)常用鉤碼的重力來(lái)近似替代繩子的拉力，這種理想化的處理需要滿足怎樣的條件呢？隨著鉤碼質(zhì)量不斷增大，最終的實(shí)驗(yàn)圖象會(huì)呈現(xiàn)為怎樣的特點(diǎn)呢？等等.諸如此類的問(wèn)題都可以由學(xué)生在科學(xué)探究中進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)，這樣才能讓學(xué)生更加深刻地探究過(guò)程中的物理思想，也有助于學(xué)生深刻體會(huì)理想建模的價(jià)值所在.

二、提升實(shí)驗(yàn)的交互性，擴(kuò)大學(xué)生的參與度

在新課程的物理教學(xué)中，我們強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極而主動(dòng)地參與到探究之中，這樣才能為學(xué)生提供直接和深切的體驗(yàn).為了擴(kuò)大學(xué)生的參與度，我們要充分運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的交互性，須知任何一項(xiàng)交互活動(dòng)都需要學(xué)生能夠圍繞一個(gè)確定的主題，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們指導(dǎo)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)為話題展開(kāi)溝通，這樣可以讓學(xué)生的討論能夠落在實(shí)處.最重要的是，實(shí)驗(yàn)本身就存在著很多可變性和隨機(jī)性，這些地方都是學(xué)生能夠啟動(dòng)思維、相互討論的重要節(jié)點(diǎn)，因此在教學(xué)過(guò)程中，我們放開(kāi)對(duì)學(xué)生的約束，讓他們結(jié)合自己的設(shè)想展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中暴露出的問(wèn)題予以積極的應(yīng)對(duì)和處理，這樣的教學(xué)更能促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)該要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮突驹?，?duì)于學(xué)生過(guò)程中所搭建的實(shí)驗(yàn)思路或遇到的實(shí)驗(yàn)困難，我們都要讓學(xué)生自主進(jìn)行討論，甚至相互爭(zhēng)論，學(xué)生將這樣的氛圍中相互啟發(fā)，并由此形成更加深刻地理解和認(rèn)識(shí).

比如測(cè)定電阻的組織，我們讓學(xué)生采用伏安法進(jìn)行測(cè)定，那么學(xué)生大多會(huì)設(shè)計(jì)出如圖1所示的兩個(gè)電路，這兩種電路有什么差別嗎？在學(xué)生原本的知識(shí)體系里，他們大多是將電壓表和電流表視為理想化的電表，因此兩種電路是等效的.教師在教學(xué)中沒(méi)有必要直接和學(xué)生從理論層面展開(kāi)分析，而應(yīng)該將討論和研究的權(quán)力交給學(xué)生，讓他們自主展開(kāi)分析和研究.為了激起學(xué)生的討論，我們可以為學(xué)生提供兩個(gè)待測(cè)電阻，一個(gè)阻值大一些，一個(gè)阻值小一些，讓學(xué)生按照自己的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在最后讓他們比較答案，他們將在更加深入地分析和探討中明確其中隱含的系統(tǒng)誤差，而且在更深層次地分析中，他們還將明確測(cè)定不同電阻時(shí)如何選擇電路以避免較大的相對(duì)誤差.

教師要結(jié)合物理教學(xué)的基本特點(diǎn)，同時(shí)也要密切聯(lián)系學(xué)生的需要，精心做好各項(xiàng)設(shè)計(jì)，以便讓物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋佑行У卮龠M(jìn)學(xué)生的發(fā)展.

三、注重物理學(xué)史，促使學(xué)生系統(tǒng)化建構(gòu)認(rèn)識(shí)

在物理教學(xué)過(guò)程中，物理學(xué)史應(yīng)該是我們幫助學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知的一項(xiàng)重要素材，教師要積極發(fā)掘隱含于其中的教育功能，在促使學(xué)生提升認(rèn)識(shí)的同時(shí)，也能對(duì)學(xué)生的情感培養(yǎng)起到積極的作用，這樣的處理當(dāng)然也會(huì)有助于我們教學(xué)效果的提升.

如，選修3-5模塊最大的特點(diǎn)就是知識(shí)比較離散，體系性較差.如果教師只是照本宣科，學(xué)生的記憶和理解很容易發(fā)生困難.但是，我們?nèi)绻軌虬凑罩R(shí)發(fā)展的順序來(lái)建構(gòu)教學(xué)，通過(guò)物理學(xué)史將知識(shí)組織起來(lái)，就能讓學(xué)生對(duì)知識(shí)形成更具體系性的認(rèn)識(shí).比如原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，從湯姆孫的模型開(kāi)始，我們要指導(dǎo)學(xué)生研究其理論的依據(jù)和缺陷，進(jìn)而提出盧瑟福的模型，在同樣分析過(guò)依據(jù)和缺陷之后，我們?cè)僖霾柕哪Ｐ?，類似的操作不斷進(jìn)行，由此建構(gòu)一個(gè)循環(huán)上升的認(rèn)知程序.這也正是歷史發(fā)展的順序，按照這一順序來(lái)建構(gòu)課堂，其實(shí)也正是按照人們的一般性認(rèn)知的規(guī)律來(lái)理解物理知識(shí)的發(fā)展歷程.這樣的教學(xué)讓學(xué)生的思路更加清晰，知識(shí)的體系也更加完整且更具體系性，而且也方便學(xué)生的記憶.