高中物理教材思考論文
時(shí)間:2022-07-24 03:58:00
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1990年國家教委對(duì)高中實(shí)行兩項(xiàng)改革,物理課分為必修和選修兩部分,實(shí)行“二·一”分段,這比過去的單一課程結(jié)構(gòu)前進(jìn)了一步,使全體學(xué)生都能學(xué)到比較完整的物理基礎(chǔ)知識(shí)。但對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生存在著前兩年“吃不飽”和后一年“吃不了”的問題。影響了學(xué)習(xí)效率的提高。高中教材究竟怎樣才能有利于提高教學(xué)效率,有利于培養(yǎng)能力,一直是我們不斷思考并希望較好解決的問題。為了適應(yīng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好、水平較高的學(xué)校和學(xué)生的需要,我們?cè)?992年底開始著手編寫供這類學(xué)校和學(xué)生使用的《高中物理試驗(yàn)課本》(以下簡稱試驗(yàn)課本),并先后在一些地區(qū)試驗(yàn),受到歡迎。下面結(jié)合試驗(yàn)課本的編寫和教學(xué)中的問題,談?wù)勎业囊恍┧伎?,和大家共同探討?/p>
一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
開始著手編寫試驗(yàn)課本時(shí),國家教委尚未開始制訂與義務(wù)教育相銜接的新的高中物理教學(xué)大綱,試驗(yàn)課本主要是依據(jù)現(xiàn)行的高中教學(xué)大綱編寫的?,F(xiàn)行大綱包括高中階段應(yīng)有的主干知識(shí),試驗(yàn)課本力求把這些知識(shí)講得更扎實(shí),更清楚。同時(shí)注意處理好主干知識(shí)與非主干知識(shí)之間的關(guān)系。非主干知識(shí)不能過少,只有骨頭沒有肉,主干知識(shí)沒有擴(kuò)展和運(yùn)用的余地,主干知識(shí)將不能學(xué)得透徹;知識(shí)面過窄,眼界不寬闊,思維的靈活性和創(chuàng)造性將受到限制。處理好主干知識(shí)和非主干知識(shí)的關(guān)系,很不容易,在客觀上還要受到課時(shí)的限制,因此更需要提高課堂效率。編寫教材時(shí),不能不考慮這些限制條件。我國的教學(xué)內(nèi)容比國外的知識(shí)面窄,在一定程度上是受到上述條件限制所致。我個(gè)人認(rèn)為,這不能不說是我國在教學(xué)內(nèi)容選擇上的一個(gè)遺憾之點(diǎn)。編寫試驗(yàn)課本時(shí),在這方面做了一些調(diào)整。一是保留和增加了選學(xué)內(nèi)容,如熱學(xué)部分中有關(guān)團(tuán)體和液體的知識(shí),以及物態(tài)變化的知識(shí)。二是保留和增加了閱讀材料,全書共36個(gè)閱讀材料,數(shù)量可說不少。這樣,在學(xué)時(shí)少的條件下,或許可以彌補(bǔ)主干知識(shí)的不足。
課時(shí)的限制,迫使我們思考如何進(jìn)一步改革。主干和非主干,本來是相對(duì)而言的,主干之中還可以有更為主要的知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容的不斷更新,是對(duì)教學(xué)內(nèi)容不斷篩選的過程。內(nèi)容要有增有減,要求需有升有降,重點(diǎn)或許要有所轉(zhuǎn)移。這就不僅涉及教學(xué)內(nèi)容的選擇,而且同時(shí)要考慮教學(xué)內(nèi)容的安排、講法等等,也就是要考慮教材體系的改變。這是一個(gè)重要的課題;是我們即將按新的教學(xué)大綱編寫高中教材時(shí)須切實(shí)做一番探討的課題。
高中物理教學(xué)內(nèi)容要隨著時(shí)代的發(fā)展而有所更新。更新,必須處理好經(jīng)典物理知識(shí)與近代物理知識(shí)之間的關(guān)系。高中物理課主要應(yīng)講述經(jīng)典物理知識(shí)。經(jīng)典物理反映了宏觀、低速條件下的客觀規(guī)律,具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)離不開經(jīng)典物理。學(xué)好經(jīng)典物理,才有可能去學(xué)習(xí)近代物理以至其他現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)。說主要講述經(jīng)典物理,是因?yàn)槎嗄陙砦覈咧形锢硭v述的內(nèi)容已經(jīng)進(jìn)入20世紀(jì)前期,講述了有關(guān)量子論的知識(shí)、原子和原子核物理的知識(shí)等。但不可固步自封,在編寫試驗(yàn)課本中,我們進(jìn)一步尋求各種可行的途徑,加強(qiáng)近代物理的內(nèi)容,希望為處理好經(jīng)典物理和近代物理的關(guān)系積累些經(jīng)驗(yàn)。
(一)調(diào)整重點(diǎn)
能量的觀點(diǎn)、守恒定律、波的知識(shí)等在近代物理中具有重要意義,試驗(yàn)課本中試圖有所加強(qiáng)。如在“機(jī)械波”一章中不僅講述一維波;而且講了二維波和三維波;增加波的反射和折射、多普勒效應(yīng)(選學(xué))。試驗(yàn)課本把機(jī)械波由第一冊(cè)移到第二冊(cè),將波動(dòng)形式集中在一起講解,便于類比,有利于加深理解。這樣,在一定程度上強(qiáng)化了對(duì)波這種運(yùn)動(dòng)形式的講授和教學(xué)要求。波的概念在現(xiàn)行大綱中強(qiáng)調(diào)不夠,今后理應(yīng)有所加強(qiáng)。
(二)滲透觀點(diǎn)
即滲透一些近代物理中的觀點(diǎn)。如試驗(yàn)課本在講解分子物理部分時(shí),滲透統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn);講解光的本性時(shí),滲透光的波粒二象性的觀點(diǎn),并比較照片上曝光時(shí)間長短不同時(shí)的情況,說明光波強(qiáng)度與光子到達(dá)的概率關(guān)系等。
(三)開設(shè)講座
試驗(yàn)課本增設(shè)了“近代物理講座”(選學(xué)一章的內(nèi)容,介紹相對(duì)論、量子論及量子力學(xué)初步概念、·基本粒子、宇宙起源以及非線性物理等知識(shí)。這是試驗(yàn)課本在教學(xué)內(nèi)容上最大的變動(dòng),也是一個(gè)嘗試。希望有條件的學(xué)校或年級(jí)對(duì)學(xué)生作些介紹,以開闊學(xué)生的視野和思路更希望和大家一起探討怎樣做更為妥當(dāng)。
(四)尋求“接口”
注意講解或介紹能夠把經(jīng)典物理和近代物理聯(lián)系起來的知識(shí)點(diǎn),在介紹近代物理知識(shí)應(yīng)注意到這種“接口”。如在介紹狹義相對(duì)論時(shí)講了伽利略相對(duì)性原理,說明相對(duì)任何慣性系力學(xué)規(guī)律都具有相同的形式,進(jìn)而介紹狹義相對(duì)論的基本原理。介紹量子力學(xué)初步概念時(shí),介紹物質(zhì)波,進(jìn)而介紹波函數(shù)和概率密度的概念這些都是新的嘗試。目的不僅是讓學(xué)生知道一點(diǎn)近代物理常識(shí),而且能粗略體會(huì)到近代物理是怎樣從經(jīng)典物理發(fā)展起來的,知道在看似平凡的問題中如何蘊(yùn)含著新的、革命性的變革。求“接口”,試驗(yàn)課本只是一個(gè)開端,希望它成為一種有效的途徑。
(五)介紹物理學(xué)的廣泛應(yīng)用
物理知識(shí)有廣泛的應(yīng)用,高中物理教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該包括與基礎(chǔ)知識(shí)有密切聯(lián)系的實(shí)際知識(shí)。高中物理要講述實(shí)際問題中的物理原理,介紹物理學(xué)的廣泛應(yīng)用,介紹與物理知識(shí)有密切聯(lián)系的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就。在這方面,我們作了較多工作,比現(xiàn)行課本有些拓寬。有的內(nèi)容在課文中有所反映,如靜電透鏡;有的安排在習(xí)題中,如靜電分選的原理、高頻焊接、電磁流量計(jì)等;有的寫成閱讀材料,約有二十多個(gè)閱讀材料介紹了物理學(xué)的應(yīng)用,如介紹失重和宇宙開發(fā)、電容傳感器、范德格拉夫起電機(jī)、磁性材料等等。聯(lián)系實(shí)際應(yīng)進(jìn)一步深化,使它成為掌握知識(shí)和提高能力的有效途徑,這是我們今后的努力方向,試驗(yàn)課本在這方面做了些嘗試。如以專題的形式講述示波管的原理、多用電表的原理,希望把理論和實(shí)際密切結(jié)合起來。
二、改進(jìn)教材結(jié)構(gòu)
教材不是學(xué)術(shù)論文或?qū)W術(shù)專著,它的結(jié)構(gòu)不能等同于學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu),它必須考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)規(guī)律。它必須做到科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完好統(tǒng)一。高中教材的結(jié)構(gòu)、順序如何安排更好,是編寫試驗(yàn)課本時(shí)考慮的重點(diǎn)問題之一。
本套試驗(yàn)課本在教學(xué)內(nèi)容未作大變動(dòng)的前提下,依據(jù)高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的一般規(guī)律,對(duì)教材的編排順序、結(jié)構(gòu)安排做了些調(diào)整。多年來。高中一年級(jí)的物理力學(xué)部分是學(xué)生學(xué)習(xí)的一大難關(guān)。雖然教學(xué)中教師想方設(shè)法化解難點(diǎn),但初、高中的“臺(tái)階”仍是高一物理教學(xué)的問題之一。試驗(yàn)課本力求把這個(gè)問題解決得好些。為降低初、高中的臺(tái)階,又不影響知識(shí)的系統(tǒng)性,試驗(yàn)課本把幾何光學(xué)放在第一冊(cè)的開始。這是考慮到這部分內(nèi)容與高中物理的其它部分內(nèi)容聯(lián)系較少,相對(duì)來說比較形象、淺顯,易于為剛上高中的學(xué)生接受,又可在學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維方式、學(xué)習(xí)方法等方面為力學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。這樣做,教學(xué)上利弊如何,尚有不同意見,試驗(yàn)一下,取得經(jīng)驗(yàn),總有好處?!?/p>
力學(xué)的第一章,原是教學(xué)難點(diǎn),集中了力的概念、力的合成和分解、牛頓第三定律、物體力分析等較為抽象和需要綜合運(yùn)用知識(shí)的諸多內(nèi)容。加之,許多學(xué)校對(duì)高中教師采取“大循環(huán)”的教學(xué)安排,教師剛剛輔導(dǎo)完高中三年級(jí)的總復(fù)習(xí),又接著教剛由初中升上來的高一年級(jí),難免忽略了學(xué)生的年齡特征和知識(shí)基礎(chǔ),有意無意地對(duì)學(xué)生要求過高,這就更增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的困難,繼而在牛頓定律的應(yīng)用中又做了不少較難的題目,使學(xué)生一上高中就遇上“當(dāng)頭一棒”。
試驗(yàn)課本對(duì)力學(xué)部分采取了分散難點(diǎn)、減小臺(tái)階的做法。把章劃小,在力學(xué)的起始章“力”中不講牛頓第三定律和物體受力分析,只講力的概念、種類、合成分解,突出力的矢量性。在運(yùn)動(dòng)學(xué)之后將牛頓三個(gè)定律在一章內(nèi)講述,使學(xué)生對(duì)它有個(gè)全面的、初步的認(rèn)識(shí),并只處理最基本的問題。在接下來的“物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)”一章中,讓學(xué)生在比較簡單的情境中結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)運(yùn)用牛頓定律。最后,在“動(dòng)力學(xué)的基本問題”一章中,要求做物體受力分析,處理動(dòng)力學(xué)中較綜合的問題,進(jìn)而分析較難的超重;失重問題和連接體問題。試驗(yàn)地區(qū)反映,這樣做更符合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律,確實(shí)效果較好。
機(jī)械波是高一學(xué)生學(xué)習(xí)的另一個(gè)難點(diǎn)。主要是因?yàn)榍懊嬷v述的都是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),而波動(dòng)要求學(xué)生理解并想象多個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)又不同步運(yùn)動(dòng)的情況,以及這種運(yùn)動(dòng)在空間的傳播,這對(duì)高中一年級(jí)學(xué)生是有相當(dāng)難度的。試驗(yàn)課本把機(jī)械波由第一冊(cè)移至第二冊(cè),將波動(dòng)形式集中在一起講解。這樣,一方面把在高中一年級(jí)學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生感到困難的內(nèi)容移至學(xué)生能力有所提高的高中二年級(jí),相對(duì)降低了難度;另一方面,把幾種形式相同而實(shí)質(zhì)不同的波動(dòng)──機(jī)械波(包括聲波)、電磁波、光波,放在一起講述,便于類比,有利于加深理解。
如何調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)或體系,這是需要深入探討的一個(gè)大課題。既要考慮學(xué)科體系,又要研究學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,注意循序漸進(jìn),分散難點(diǎn)。這兩方面結(jié)合得好,可以使學(xué)生更加有效地學(xué)習(xí)。我們?cè)敢饨窈笤谶@方面再有些進(jìn)步。
三、力求思路順暢
學(xué)習(xí)高中物理,基礎(chǔ)在理解。要使學(xué)生便于理解、真正理解,必須講清道理,理順?biāo)悸贰?duì)同樣的問題,教材或教學(xué)的思路順暢、輕快,則學(xué)習(xí)時(shí)感到輕松、容易,有利于學(xué)生舉一反三、提高能力,教學(xué)必事半功倍;思路晦澀、繁瑣,則學(xué)習(xí)時(shí)感到艱深、困難,易于就事論事,教學(xué)必事倍功半。教材的編排和敘述是否思路順暢,會(huì)潛移默化地影響學(xué)生的思維習(xí)慣。一部編排和敘述繁瑣的教材,很難培養(yǎng)出思維明快的學(xué)生。要提高教學(xué)效率,必須在思路順暢上下功夫。這是在編寫試驗(yàn)課本時(shí),重點(diǎn)考慮的又一問題。
(一)抓住知識(shí)體系中和學(xué)生認(rèn)識(shí)過程中的最基本、最關(guān)鍵的問題講清楚。
這些地方講清了,其它就迎刃而解了,可以收到以一當(dāng)十的功效。除了我們一貫強(qiáng)調(diào)的基本概念、基本規(guī)律之外,這里特別還指一些看似明白,而實(shí)則不清楚的“小”地方,這是學(xué)習(xí)過程中的“誤區(qū)”。比如,近幾年高考中學(xué)生屢犯錯(cuò)誤的眼睛看物體或透鏡成實(shí)像、虛像等問題,關(guān)鍵是要真正理解“光線”這一物理模型,以及明確認(rèn)識(shí)到“只有光線進(jìn)入眼睛,才能看到發(fā)出光線的物體”這個(gè)最基本且又不難理解的事實(shí)。再如,在電路的分析和運(yùn)算中,理解“電勢降”的概念是很重要的。試驗(yàn)課本注意講清這類關(guān)鍵性的問題,在這方面比過去的教材有所加強(qiáng)。
(二)在課文敘述或例題分析中,著重分析物理過程和物理情景,理清問題的“來龍去脈”。
如對(duì)動(dòng)量守恒問題的分析,對(duì)“水流星”受力的分析,對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)為什么能說明分子在不停運(yùn)動(dòng)的分析,對(duì)理想氣體內(nèi)能的分析,對(duì)電勢和電勢差的講法,對(duì)電阻的微觀意義的分析,對(duì)電路中電勢降的分析,對(duì)電功率的講法等等,都比現(xiàn)行的教材有所加強(qiáng)。
(三)對(duì)于那些對(duì)深化認(rèn)識(shí)起重要作用,又是學(xué)生可以接受的一些“高觀點(diǎn)”不回避,而是盡量做到“一語道破”。
這樣不會(huì)增加學(xué)習(xí)的難度,反而會(huì)提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。如對(duì)力的獨(dú)立作用原理和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理,在試驗(yàn)課本中都明確給出。實(shí)踐說明,這樣做有利于學(xué)生深入理解知識(shí),又不增加學(xué)習(xí)困難。比如,把運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理弄清楚了,平拋的問題就不必死記公式,而可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理靈活地處理問題。
(四)對(duì)有些雖費(fèi)筆墨或唇舌,在高中階段卻不易講清的問題,則不強(qiáng)求講清楚。
比如對(duì)電動(dòng)勢的物理本質(zhì),試驗(yàn)課本就沒有介紹它是電源中非靜電力做功與電荷之比,也沒有給出公式,比現(xiàn)行教材的要求有所降低。
因?yàn)?,照現(xiàn)行的講法,學(xué)生也并未真正理解其實(shí)質(zhì),又造成思路不暢。能講清的地方,盡可能講清楚;不能講清的,則不必硬性提高,費(fèi)力大,而收效甚微,很不值得。這樣的看法和處理是否妥當(dāng),希望聽到大家的意見。
(五)注意敘述中的鋪墊、伏筆和前后呼應(yīng)把前后知識(shí)密切聯(lián)系起來,利于學(xué)生逐步地形成知識(shí)結(jié)構(gòu)。
如關(guān)于靜摩擦的方向以及靜摩擦力是否總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的問題,在一開始“力”那一章講靜摩擦?xí)r,很難要求學(xué)生初學(xué)就把“靜摩擦力的方向跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反”這一論斷弄得很清楚,試驗(yàn)課本在后面講到“連接體”時(shí)加以呼應(yīng)(該節(jié)例題2),并進(jìn)一步設(shè)“思考與討論”,應(yīng)使學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)這個(gè)問題。摩擦力是個(gè)難點(diǎn),難點(diǎn)要分散,在講到“功”時(shí),設(shè)“思考與討論”,讓學(xué)生考慮滑動(dòng)摩擦做正功和負(fù)功的問題,也是進(jìn)一步呼應(yīng)。教材企圖讓學(xué)生自己經(jīng)過獨(dú)立思考,形成知識(shí)結(jié)構(gòu)。比如第七章的“本章小結(jié)”中提出壓力和拉力作為知量時(shí)“要根據(jù)什么規(guī)律來確定它”的問題。如果學(xué)生把這個(gè)問題真正弄清楚了,并能舉一三,旁及靜摩擦力(壓力、拉力以及靜摩擦力實(shí)際上都是約束反力)時(shí),那就把力的分析、牛頓第二定律、物體平衡條件聯(lián)系起來用活了,知識(shí)和能力都會(huì)大大提高一步。使學(xué)生把所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,形成正確的知識(shí)結(jié)構(gòu),不能單靠教師總結(jié)出幾條準(zhǔn)給學(xué)生,必須依靠學(xué)生獨(dú)立思考,真正把前后知識(shí)聯(lián)系起來。一部好的課本應(yīng)該在這方面為師生提供條件,我們將努力朝這個(gè)方向去做。
提高觀點(diǎn)而又循序漸進(jìn),使學(xué)生逐步達(dá)到融會(huì)貫通,這是我們追求的目標(biāo),鋪墊和呼應(yīng)等等目標(biāo)的手段。既要考慮學(xué)科的體系,又要考慮學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,盡力做到科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完好統(tǒng)一。這個(gè)問題解決得好些,“有效地學(xué)習(xí)”這一思想才不致落空。
四、加強(qiáng)能力培養(yǎng)
物理教學(xué)中加強(qiáng)能力的培養(yǎng),是近些年教材編寫和教學(xué)一貫重視和注意探討的重要問題,也是這次試驗(yàn)課本編寫中重點(diǎn)考慮的問題。對(duì)能力的要求和培養(yǎng)途徑是多方面的,我們?cè)诳偨Y(jié)自己和大家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上只就以下幾個(gè)方面做了一點(diǎn)努力,談一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
(一)注意適當(dāng)進(jìn)行科學(xué)方法教育
能力的高低,一定程度上表現(xiàn)為掌握方法的多少和熟練程度。在物理教學(xué)中的方法教育要重在“潛移默化”和“滲透”,而不宜在物理教學(xué)中將方法當(dāng)作知識(shí)來講,或作過多方法論的介紹。但對(duì)一些重要和普遍應(yīng)用的方法,則應(yīng)適時(shí)點(diǎn)明,也就是在學(xué)生對(duì)某一方法了解或認(rèn)識(shí)到一定程度時(shí),及時(shí)“畫龍點(diǎn)睛”,以幫助學(xué)生總結(jié)和強(qiáng)化,以利于形成能力。
在試驗(yàn)課本中用“旁批”、“花邊”、“思考和小結(jié)”等方式,對(duì)高中物理中常用的基本物理方法,如理想化模型、等效、分類、類比等,進(jìn)行有層次的和“畫龍點(diǎn)睛”式的說明,強(qiáng)化了教學(xué)中方法教育的因素;對(duì)諸如控制變量法、極限的思想等在論述過程中進(jìn)行了較明顯的滲透。教材講述了伽利略對(duì)自由落體的研究,介紹了伽利略所開創(chuàng)且至今仍具有重要意義的觀察實(shí)驗(yàn)、抽象思維和數(shù)學(xué)運(yùn)用相結(jié)合的基本研究方法,介紹了假設(shè)一推理一驗(yàn)證一外推等具體的研究方法。
(二)加強(qiáng)數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用
數(shù)學(xué)對(duì)物理學(xué)的發(fā)展和學(xué)生的學(xué)習(xí),都有極為重要的作用。對(duì)此,這里不再贅述。至于在物理教學(xué)中過分?jǐn)?shù)學(xué)化和忽視物理過程的分析,并不是“數(shù)學(xué)”的過錯(cuò),而恰恰是沒有用好數(shù)學(xué)。我們的認(rèn)識(shí)是,首先要講清物理過程和物理實(shí)質(zhì),并充分運(yùn)用好數(shù)學(xué)這一簡潔、準(zhǔn)確的工具,促進(jìn)和深化對(duì)物理問題的理解。
在這次試驗(yàn)課本的編寫中,著重加強(qiáng)了以下幾方面數(shù)學(xué)方法的講述和要求:
1.對(duì)圖線有所加強(qiáng)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)中不但都加強(qiáng)了用圖線處理數(shù)據(jù),還用圖線講解概念和規(guī)律。比如,在直線運(yùn)動(dòng)一章中對(duì)加速度概念的擴(kuò)展,對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式的推導(dǎo)等,都是應(yīng)用圖線進(jìn)行的。
2.矢量的觀念有所加強(qiáng)。除了力之外,對(duì)速度、動(dòng)量等處都增加了矢量圖示。在運(yùn)動(dòng)的合成和分解中,也加強(qiáng)了矢量圖。比如,動(dòng)量是矢量,學(xué)生會(huì)知道,但由于高中階段主要用動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律處理一維運(yùn)動(dòng),因而動(dòng)量的矢量性在具體問題中往往被淡化了,增加矢量圖(包括二維碰撞的矢量圖),目的是加深學(xué)生對(duì)動(dòng)量矢量性的認(rèn)識(shí),便于正確運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律處理問題。至于矢量的運(yùn)算,則不做更高的要求。
3.注意訓(xùn)練學(xué)生用代數(shù)方法求解。列出方程,進(jìn)行文字運(yùn)算,聯(lián)立求解。還結(jié)合力的獨(dú)立作用原理和運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理,引入正交分解法處理問題。
此外,為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生推理和邏輯思維能力的訓(xùn)練,對(duì)有些規(guī)律或公式的推導(dǎo),課文中沒有給出結(jié)果,而是讓學(xué)生自行推出。教師則可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況對(duì)學(xué)生做恰當(dāng)?shù)囊?,或在教師指?dǎo)下進(jìn)行,或要求學(xué)生獨(dú)立完成。而對(duì)有些不能或不宜在教學(xué)推導(dǎo)的,則直接告訴學(xué)生,“可以推導(dǎo)”或“可以證明”,只是在現(xiàn)階段學(xué)習(xí)中不加推導(dǎo)或證明而已。這也可以說是使思路順暢的一種做法。例如,動(dòng)量定理不僅適用于恒力,也適用于變力,正因?yàn)樗m用于變力,才有了廣泛的應(yīng)用。課本上的許多實(shí)例(包括習(xí)題中的實(shí)例)處理的是變力問題,如果不加說明地讓學(xué)生硬套恒力情形下推出的公式,雖然解題可以照用,但這不能說是一種正確學(xué)習(xí)物理的方法。點(diǎn)明變力的沖量的大小,點(diǎn)明適用于變力,且“可以證明”,這就開闊了學(xué)生的思路,同時(shí)可以激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的愿望,而又不增加什么負(fù)擔(dān)。對(duì)動(dòng)能定理的講法做了類似的處理。在“功”那一節(jié)對(duì)如何計(jì)算變力做功的思路作了介紹,在這里滲透“極限”的方法,希望學(xué)生將來進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí)用微積分處理問題時(shí),不會(huì)感到那么陌生,由所謂“恒量”進(jìn)入“變量”也許會(huì)更順利些。
(三)注意對(duì)問題進(jìn)行定性和半定量的分析
定性和半定量分析對(duì)物理研究和物理學(xué)習(xí)有重要意義。對(duì)這一問題,趙凱華教授在他所著的《定性與半定量物理學(xué)》中有精辟的論述。一位成熟的物理學(xué)家在進(jìn)行探索性的科學(xué)研究時(shí),常常需要從定性或半定量的方法入手,力求先對(duì)問題的性質(zhì)、概貌取得總體的估計(jì)和理解;而對(duì)初學(xué)者來說,具有這種定性或半定量分析問題的能力卻是相當(dāng)困難的,它需要有清晰的物理概念和物理圖象,能抓住物理過程的主要因素,還要具有一定的物理直覺和洞察力。
顯然,在這方面對(duì)高中學(xué)生不可能有較高要求。但是,在高中物理教學(xué)中增強(qiáng)對(duì)這方面的認(rèn)識(shí),在諸如守恒量的利用、數(shù)量級(jí)的估計(jì)、極限情形和特例的討論等方面有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行恰當(dāng)而不拔高的要求和訓(xùn)練,”對(duì)于促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理問題的深入理解,抓住事物本質(zhì)進(jìn)而融會(huì)貫通,提高學(xué)生多方面的能力,都是十分有益的。對(duì)這方面,過去我們注意不夠,在試驗(yàn)課本中對(duì)此有所加強(qiáng)。例如在說明解決動(dòng)力學(xué)問題的方法時(shí),強(qiáng)調(diào)先作必要的定性和半定量分析,諸如物體受幾個(gè)力,哪個(gè)為大,哪個(gè)力小,物體做什么運(yùn)動(dòng),速度是增大還是減小等,先弄清所給問題的物理情景,然后再進(jìn)行定量計(jì)算。在這部分內(nèi)容的習(xí)題中對(duì)此也有體現(xiàn)。又如,在分子運(yùn)動(dòng)中,增加了估算的題目,強(qiáng)調(diào)了數(shù)量級(jí)的重要。但這些仍是初步的,我們要進(jìn)一步在教材中體現(xiàn)這一思想,也希望通過教學(xué)實(shí)踐在這方面能取得更多的經(jīng)驗(yàn),以便今后再前進(jìn)一步。
(四)注意擴(kuò)展知識(shí)
對(duì)有些問題敘述上稍有擴(kuò)展,以開闊學(xué)生思路,利于知識(shí)的運(yùn)用和遷移,提高能力。學(xué)生的知識(shí)面越寬,越利于知識(shí)的遷移和聯(lián)想,能力越強(qiáng)。試驗(yàn)課本在一些地方比大綱的要求稍加拓寬,如講勻加速運(yùn)動(dòng)之后,給出了速度圖線不是直線的情況,提到了非勻變速運(yùn)動(dòng);講簡諧運(yùn)動(dòng)和正弦式電流之后,給出了幾幅非簡諧運(yùn)動(dòng)和非正弦式電流的圖象;講導(dǎo)體伏安特性曲線時(shí),提到了非線性元件等等。這既開闊學(xué)生思路,又使教學(xué)增加了彈性。但需說明,對(duì)這些內(nèi)容僅僅“點(diǎn)到為止”,絕不可“深究”?!包c(diǎn)到”本身就達(dá)到了教學(xué)要求。出于同樣的考慮,在習(xí)題中也設(shè)了少量的“開放式”的、沒有唯一確定答案的題目,以啟發(fā)學(xué)生思維,開闊思路。我們看到的不少外國教材,題目一般比較靈活,很需要物理思考,對(duì)訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散思維,提高思維的靈活性很有幫助”,值得我們今后借鑒。。
現(xiàn)行大綱對(duì)知識(shí)的講解做了某些限制,意在減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),限制高考題的難度。但如果學(xué)生的基礎(chǔ)較好,有的知識(shí)稍加擴(kuò)展,可以使學(xué)生學(xué)得更靈活些、更豐滿些。我國教材注重概念和規(guī)律的嚴(yán)謹(jǐn),注重系統(tǒng)性,利于使學(xué)生學(xué)到扎扎實(shí)實(shí)的知識(shí),打好基礎(chǔ),這一優(yōu)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)繼承。但不夠“開放”,致使學(xué)生的知識(shí)面不寬,思維方式偏重系統(tǒng)性,缺少靈活性。對(duì)知識(shí)的縱向深入挖掘顯得有些過分,橫向擴(kuò)展顯得有些不足。使學(xué)生把系統(tǒng)學(xué)習(xí)與靈活滲透地獲取知識(shí)結(jié)合起來,和諧地統(tǒng)一起來,這將是教材編寫的一個(gè)突破。試驗(yàn)課本只是朝這方面做了一點(diǎn)努力,還有待于繼續(xù)探索。
(五)設(shè)置專題,有重點(diǎn)地培養(yǎng)能力
為深化對(duì)知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力,在試驗(yàn)課本中嘗試設(shè)了幾個(gè)“專題”。如研究自由落體運(yùn)動(dòng),帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng),多用電表的原理和使用。這些雖是現(xiàn)行教材原有的內(nèi)容,但作為專題安排,教學(xué)指導(dǎo)思想及教學(xué)要求卻有所不同。專題安排在章末,要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下應(yīng)用已有的知識(shí)綜合分析、解決較為實(shí)際的問題,要求學(xué)生有更多的獨(dú)立思考和動(dòng)手活動(dòng),希望通過“專題”形式的教學(xué)活動(dòng),進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力,促進(jìn)手腦并用,有助于提高綜合分析問題和探索、創(chuàng)造的能力。
(六)習(xí)題有所改進(jìn)
習(xí)題應(yīng)是物理課本的有機(jī)組成部分,它對(duì)鞏固、深化知識(shí),提高能力有重要作用。它的基本要求是:內(nèi)容正確,所述情境合理;注意解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能產(chǎn)生的普遍性問題,有針對(duì)性;程度要分層次,數(shù)量要適度,有彈性;盡可能聯(lián)系實(shí)際,不生造。試驗(yàn)課本的習(xí)題注意到這些要求。題量有所增加,適當(dāng)增加了基本題和聯(lián)系實(shí)際的題目,并注意習(xí)題的循序漸進(jìn)。將章后習(xí)題分為A、B兩個(gè)層次,使師生有選擇的余地。還增設(shè)有啟發(fā)性的思考和討論題。
課本不同于復(fù)習(xí)資料(復(fù)習(xí)資料怎樣改進(jìn)也需探討)。課本要把基本知識(shí)講清,但不能將所有問題都巨細(xì)無遺地、不分主次地在課文中講到,要給學(xué)生以思考、探究、獨(dú)立開拓的余地。課本不能忽略課文的講解,而把注意力放在習(xí)題上。課本中要設(shè)適量的習(xí)題,教給學(xué)生分析問題的方法,提高他們的能力;但又不能分類過細(xì),企圖把習(xí)題都嚼碎了喂給學(xué)生,這樣做,“培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力”將會(huì)落空。把課本編成復(fù)習(xí)資料式的,將會(huì)失去課本的意義。怎樣掌握這個(gè)“度”,需要很好地探討。除了“度”,還有“質(zhì)”。那就是真正脫開應(yīng)試的習(xí)題安排,切實(shí)地提高分析、解決問題的能力。課本上如何安排練習(xí)和習(xí)題,如數(shù)量、難度、類型、風(fēng)格、要求以及怎樣循序漸進(jìn)等等,都需要進(jìn)行認(rèn)真、具體、深入的研究,我們?cè)冈谶@方面作出進(jìn)一步努力。
五、注意形式活潑
試驗(yàn)課本改為16開本,并在每頁的正文旁留出一豎列放置插圖或留給學(xué)生利用。在視覺和心理上給出了較為寬闊的空間。對(duì)此,試驗(yàn)地區(qū)的師生都很歡迎。在課文的欄目設(shè)置上,力求有利于啟發(fā)學(xué)生思考,有利于培養(yǎng)能力和活躍思維。除正文外,有夾在課文中的問題、思考與討論、旁批、花邊框內(nèi)的討論、閱讀、章后小結(jié)、小實(shí)驗(yàn)等等。力求結(jié)合教學(xué)過程,有針對(duì)性地、循序漸進(jìn)地啟發(fā)學(xué)生,幫助學(xué)生提高能力,使學(xué)生受到多方面的教育和熏陶。試驗(yàn)課本還增加了插圖,特別是示意圖和漫畫式插圖,力求生動(dòng)形象,有助于理解內(nèi)容和激發(fā)興趣。還利用多種不同字體表示不同的欄目內(nèi)容,做到醒目、活潑。我們的初衷是想努力做到圖文并茂,內(nèi)容和形式統(tǒng)一,相得益彰。
編寫一部好的課本,是我們的努力方向。需要對(duì)諸多問題進(jìn)行深入探索,有新的觀點(diǎn)和作法,這樣,編出的教材才能有望利于教學(xué)并有新意。愿今后能更多地與中學(xué)物理教學(xué)界和各方面的朋友們交換意見,受到啟發(fā),提高認(rèn)識(shí)在大家?guī)椭?,編好新的課本,為教材建設(shè)做出努力。
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