管建紅

(江蘇省西亭高級(jí)中學(xué) 226300)

物理學(xué)知識(shí)、概念與原理不僅和科學(xué)史之間存在著廣泛的聯(lián)系，因?yàn)闀r(shí)代、科技不斷發(fā)展而發(fā)展的物理知識(shí)其實(shí)也是人們對(duì)世界本質(zhì)的認(rèn)識(shí).筆者以為，以文化價(jià)值為主線而組織的高中物理課堂教學(xué)必然能令學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)知更為準(zhǔn)確、深刻而全面.

一、“準(zhǔn)歷史現(xiàn)象”在物理文化展現(xiàn)中的運(yùn)用

物理知識(shí)的產(chǎn)生必然有其根源可循，前人對(duì)物理知識(shí)的研究又是怎樣進(jìn)行的呢？這些研究對(duì)于今天的學(xué)習(xí)是否會(huì)產(chǎn)生影響？如何影響呢？筆者以為，歷史教材中的“準(zhǔn)歷史現(xiàn)象”這一概念運(yùn)用于物理課堂教學(xué)必然也能產(chǎn)生其積極的意義.將相關(guān)的物理學(xué)史與課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠唇?、重組并使人物、事件、思想得以重現(xiàn)，學(xué)生必定能在知識(shí)與規(guī)律的獲得過(guò)程中獲得更好的理解、掌握和應(yīng)用.

“準(zhǔn)歷史現(xiàn)象”于物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用能更好地凸顯物理文化的雙重價(jià)值并因此實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育與人文教育的統(tǒng)一.從物理學(xué)史來(lái)看待物理知識(shí)的形成與發(fā)展過(guò)程，不難發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程同樣也是塑造物理文化的過(guò)程，知識(shí)、方法充斥其中的這個(gè)過(guò)程也是人類(lèi)對(duì)真、善、美的追求過(guò)程，執(zhí)著鉆研的高尚情操也會(huì)在這一過(guò)程中一一體現(xiàn)出來(lái).

因此，基于物理文化發(fā)展而創(chuàng)設(shè)的“準(zhǔn)歷史現(xiàn)象”的學(xué)習(xí)情境在客觀上是完全符合學(xué)生的認(rèn)知邏輯發(fā)展的，學(xué)生在文化發(fā)展的順序上進(jìn)行物理規(guī)律間邏輯性的探究與學(xué)習(xí)，能使其更好地突破認(rèn)知上的難點(diǎn).不僅如此，經(jīng)歷物理學(xué)知識(shí)形成與發(fā)展過(guò)程的學(xué)生在提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論和實(shí)踐檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)中也會(huì)因此獲得獨(dú)到的體會(huì)和理解，并因此更為完善而系統(tǒng)地建立物理知識(shí)的框架.

二、“雙線法”在物理文化延展中的運(yùn)用

筆者所理解的“雙線”即為物理課堂教學(xué)中的兩條主線，也就是我們通常所講的知識(shí)線和物理學(xué)史線，也就是說(shuō)，我們?cè)诮虒W(xué)的過(guò)程中應(yīng)著眼于知識(shí)點(diǎn)教學(xué)和知識(shí)背景滲透這兩個(gè)雙重的層面.

比如，教師在“牛頓第一定律”的教學(xué)中，首先應(yīng)該意識(shí)到學(xué)生對(duì)于“不受外力”這一狀態(tài)應(yīng)該是沒(méi)有切身體會(huì)的，因此學(xué)生對(duì)于“慣性”、“牛頓第一定律”的理解往往會(huì)因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的物理情境而感覺(jué)難以理解和具象化，以強(qiáng)灌、硬塞的教學(xué)行為往往會(huì)使學(xué)生的理解難以深入并因此在認(rèn)知上頓覺(jué)模糊.筆者在這一內(nèi)容的教學(xué)上，將知識(shí)的延展和亞里士多德、伽利略、牛頓研究這一知識(shí)的歷史進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生在大腦中建立正確的物理圖景并有效剔除了原先較為模糊、甚至錯(cuò)誤的觀點(diǎn).

當(dāng)然，將這兩根線在教學(xué)中進(jìn)行交替式延展也是同樣可行的.比如，“自由落體動(dòng)用的規(guī)律”和“伽利略研究這一規(guī)律的過(guò)程”這兩條主線在這一內(nèi)容的教學(xué)中就可以清晰地體現(xiàn)出來(lái).將這兩根線融為一體并進(jìn)行交替式延展就能夠促進(jìn)知識(shí)和方法的更好生成.如圖1所示，即為筆者課堂教學(xué)中的具體實(shí)施過(guò)程.

三、“習(xí)題”延展性作用的充分運(yùn)用和發(fā)揮

反對(duì)以“題?！睘椴呗缘膴Z分戰(zhàn)術(shù)并不意味著是對(duì)“習(xí)題”價(jià)值的否定.筆者以為，創(chuàng)設(shè)較大信息量的習(xí)題能使學(xué)生在閱讀習(xí)題中獲得對(duì)信息的加工并再次習(xí)得物理知識(shí)，學(xué)生在解決以問(wèn)題形式呈現(xiàn)的習(xí)題過(guò)程中往往會(huì)主動(dòng)、積極地提取儲(chǔ)存的知識(shí)，充分思考問(wèn)題解決方法的同時(shí)還能更好地體會(huì)其中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神.

1.選編和生活緊密相關(guān)的習(xí)題以凸顯物理文化的價(jià)值

創(chuàng)設(shè)和生活緊密相關(guān)的習(xí)題能使學(xué)生充分感受到生活中的物理現(xiàn)象以及物理學(xué)習(xí)的應(yīng)用價(jià)值.

例1一輛汽車(chē)在平直公路上勻速行駛，其質(zhì)量和速度分別是m和v，該車(chē)上安裝的防抱死剎車(chē)系統(tǒng)(ABS)所產(chǎn)生的制動(dòng)力的大小恒為f，若司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間是t0，則汽車(chē)在司機(jī)發(fā)現(xiàn)緊急情況并剎車(chē)至完全停止時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)多少距離？

2.一題多解以促進(jìn)物理研究思想方法的拓展

物理文化價(jià)值的體現(xiàn)并不僅僅局限于知識(shí)與文化的延展，促進(jìn)學(xué)生思考并拓展學(xué)生思維也是物理文化價(jià)值的重要體現(xiàn).

例如，教師在“變力做功”的教學(xué)上就可以從多個(gè)渠道來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生能夠在充分感受物理知識(shí)與數(shù)學(xué)方法應(yīng)用的巧妙中實(shí)現(xiàn)思維的拓展和延伸.

例2已知質(zhì)量為m的小物塊在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓軌道半徑為R，物塊和圓軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)及其速度分別為μ和v，那么該物塊從最低點(diǎn)滑到最高點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力做功有多少？

摩擦力這一變力不僅體現(xiàn)在方向上在變，大小上一樣也是變化的，那么這一變力做功的問(wèn)題又應(yīng)該怎樣解決呢？圖像法解法如下：

運(yùn)用圖像對(duì)稱(chēng)性這一知識(shí)點(diǎn)對(duì)圖3中的圖像進(jìn)行分析不難發(fā)現(xiàn)，割補(bǔ)法所得圖象和橫軸所圍成的面積與圖3中陰影部分的矩形面積是相等的，因此可知該物塊克服摩擦力做功為：Wf=-f2·πR=-πμmv2.

運(yùn)用圖象法解題之后，我們還可以啟發(fā)學(xué)生探索其他的途徑進(jìn)行解題，對(duì)于學(xué)生思考所得的新解法應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的肯定與展示，若學(xué)生的思維受阻，我們可以進(jìn)行啟發(fā)并滲透化曲為直的思想以促進(jìn)學(xué)生對(duì)解題方法獲得思考，使學(xué)生能夠在代數(shù)和這一方法之外獲得微元法這一良好的解題途徑.