高中物理教學(xué)內(nèi)容的細(xì)膩化處理

張惠作

摘要 教師粗略處理高中物理教學(xué)內(nèi)容的邏輯層次，導(dǎo)致物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的功效缺失。因此。細(xì)膩化處理高中物理教學(xué)內(nèi)容是有效培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的策略之一?；谌S目標(biāo)，融合四個(gè)物理核心素養(yǎng)，運(yùn)用案例分析法，探討了高中物理教學(xué)內(nèi)容的細(xì)膩化處理。

關(guān)鍵詞 高中物理教學(xué) 細(xì)膩化 路徑

受應(yīng)試?yán)砟畹拈L(zhǎng)期影響，教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)普遍嚴(yán)重欠缺，導(dǎo)致課堂教學(xué)病態(tài)常存，“滿堂灌”“滿堂練”“滿堂問(wèn)”“滿堂導(dǎo)”、照本宣科或喧“輔”奪“本”等久治難愈。這些病態(tài)從教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的處理角度看，共性就是課堂教學(xué)內(nèi)容的邏輯層次簡(jiǎn)單粗暴、粗略模糊，學(xué)生只能囫圇吞棗、食不甘味。

例如，人教版新課本必修Ⅰ“牛頓第一定律”的實(shí)際教學(xué)中，就至少有兩處內(nèi)容的教學(xué)邏輯層次粗略，導(dǎo)致該節(jié)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)思維”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)的功能盡失。其一，關(guān)于伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)原因分析的教學(xué)內(nèi)容中已有豐富的邏輯層次，但不少教師在教學(xué)中，卻沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，使得學(xué)生對(duì)伽利略科學(xué)思想方法沒(méi)有清晰的感受，覺(jué)得稀里糊涂。其二，教科書(shū)通過(guò)比較亞里士多德和伽利略的不同觀點(diǎn)來(lái)介紹牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，教材忽略?xún)汕曛星垩芯窟^(guò)程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容，許多教師照本宣科，著力渲染伽利略完勝亞里士多德。這樣的教學(xué)過(guò)程似乎突出了伽利略勇于質(zhì)疑、不畏權(quán)威的高尚品質(zhì)，殊不知這種斷章取義的說(shuō)教已經(jīng)起到了相反的效果，給學(xué)生造成“古人真笨”的印象，無(wú)法理解為什么“兩千年無(wú)人反駁”，更無(wú)法理解“站在巨人肩膀上”的含義，以至于本應(yīng)該充滿生機(jī)活力的物理教學(xué)變得機(jī)械、沉悶和程式化，缺乏情感與靈性的自然流露。

高中物理教學(xué)內(nèi)容細(xì)膩化處理就是將知識(shí)的邏輯層次以及知識(shí)的認(rèn)知邏輯層次展現(xiàn)得細(xì)致入微、豐滿充實(shí)，使學(xué)生的認(rèn)知思維過(guò)程自然流暢、水到渠成，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的全面把握和透徹理解，從而有效提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。基于三維目標(biāo)，融合四個(gè)物理核心素養(yǎng)，將高中物理教學(xué)內(nèi)容細(xì)膩化。

一、知識(shí)梳理細(xì)膩化

1.按照概念、規(guī)律的系統(tǒng)性和完整性以及實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的階段性細(xì)膩化知識(shí)點(diǎn)

例如，對(duì)速度概念的細(xì)膩化梳理。（1）為什么引入？運(yùn)動(dòng)有快慢和方向，為了比較運(yùn)動(dòng)快慢和確定運(yùn)動(dòng)方向。（2）做什么？描述運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，運(yùn)動(dòng)快慢也就是位置變化快慢。（3）是什么？定義方法是比值法；其內(nèi)涵的文字表達(dá)是“位移和時(shí)間的比值”；圖示是有向線段；數(shù)學(xué)表達(dá)式（定義式）是v=△x/△t；量化國(guó)際單位是m/s；外延分類(lèi)是平均速度和瞬時(shí)速度。（4）深化“為什么”。因?yàn)槌藙蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，同一質(zhì)點(diǎn)的不同階段的速度不同，原來(lái)的概念有局限性。（5）深化“做什么”。平均速度只能粗略描述運(yùn)動(dòng)快慢和方向，瞬時(shí)速度精確描述運(yùn)動(dòng)快慢和方向。（6）深化“是什么”。平均速度：某階段的平均速度的方向和相應(yīng)位移方向一致。瞬時(shí)速度：文字表達(dá)是通過(guò)某一位置或某一瞬時(shí)的速度，是無(wú)限短時(shí)間內(nèi)的平均速度，近似等于很短時(shí)間的平均速度（近似測(cè)量原理）；數(shù)學(xué)表達(dá)是v=△x/△t|_△t→0 ；是速度圖象某點(diǎn)的縱坐標(biāo)；是位移圖象的斜率；方向和軌跡相切。（7）不是什么，疑似什么？與其他概念的區(qū)別聯(lián)系以及階段性認(rèn)識(shí)的干擾與融合，如與速率、速度變化、加速度的區(qū)別聯(lián)系，速度和力的關(guān)系，速度和質(zhì)量的關(guān)系。平均速度的大小不是平均速率，瞬時(shí)速度大小就是瞬時(shí)速率，初中學(xué)習(xí)的速度其實(shí)是平均速率，所以初高中速度概念的臺(tái)階很高。

2.化抽象為具體，解釋通俗化

例如，判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的曲、直依據(jù)是速度和合力（或加速度）方向在不在同一直線上。“同一直線”什么含義？需要更加具體的說(shuō)明?！巴恢本€”就是速度矢量圖示和合力矢量圖示平行，包括方向相同或相反。再如，P=Fv應(yīng)用于動(dòng)力機(jī)械（各類(lèi)交通運(yùn)輸工具和起重機(jī)）的發(fā)動(dòng)機(jī)，各量的意義具體解釋為：P表示發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，F(xiàn)表示發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力（或牽引力），v表示受到動(dòng)力的物體沿動(dòng)力方向的速度。

3.挖掘教材中欠缺的知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系

新教材不少地方更粗放，前后知識(shí)的邏輯聯(lián)系沒(méi)有顯性呈現(xiàn)出來(lái)，這便于促使學(xué)生“獨(dú)立”探究，教材如果寫(xiě)得很明了，學(xué)生在探究時(shí)，就會(huì)自覺(jué)不自覺(jué)地去翻書(shū)找答案，而不獨(dú)立思考。所以，教材粗枝大葉有利于逼迫學(xué)生主動(dòng)獨(dú)立思考和探究。例如，行星運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓，在高中階段近似處理為圓周，為什么運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？教材上略去這一結(jié)論的推理過(guò)程，教師應(yīng)當(dāng)設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)開(kāi)普勒定律經(jīng)過(guò)推理得到結(jié)論：因?yàn)闄E圓十分接近圓，所以處理為圓，太陽(yáng)在圓心上；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)“面積”定律可知，行星運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期關(guān)系中半長(zhǎng)軸應(yīng)改為軌道半徑。又如，關(guān)于重力勢(shì)能教學(xué)，教材中缺少一個(gè)重要的邏輯層次：重力勢(shì)能變化為什么與重力功密切相關(guān)？鄭青岳老師發(fā)表的關(guān)于重力勢(shì)能的教學(xué)設(shè)計(jì)中，就設(shè)計(jì)了這一認(rèn)知邏輯層次。

4.發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解概念、規(guī)律之間的混淆層次

例如，重力和壓力的區(qū)分，對(duì)于不少學(xué)生并非易事。有三個(gè)混淆層次：“重力就是壓力”“重力的大小等于壓力”“重力是產(chǎn)生壓力的原因”。又如，在分析帶電粒子受力情況時(shí)，常有學(xué)生默默地把忽略重力和忽略質(zhì)量等同。

二、技能訓(xùn)練細(xì)膩化

1.細(xì)化技能要領(lǐng)

例如，使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作技能：（1）會(huì)打開(kāi)開(kāi)關(guān)，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，顯示出不少學(xué)生這一技能很低。如掀翻了小車(chē)軌道，推倒了鐵架臺(tái)，他們往往以打開(kāi)墻壁上固定牢固的開(kāi)關(guān)技能來(lái)處置電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)關(guān)。（2）連接紙帶技能。把紙帶接到車(chē)上、重錘上，把紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器。（3）會(huì)安裝計(jì)時(shí)器。特別是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中需要把計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，是比較難的技能。（4）會(huì)更換復(fù)寫(xiě)紙或墨粉紙。

2.明確技能培養(yǎng)程序

該程序?yàn)橐I(lǐng)、示范、講解、訓(xùn)練、矯正（預(yù)設(shè)矯正和過(guò)程矯正和反饋矯正）。

三、過(guò)程展開(kāi)細(xì)膩化

1.融合教學(xué)過(guò)程與思維過(guò)程

教學(xué)過(guò)程是明線，思維過(guò)程是暗線，二者要相輔相成，運(yùn)用問(wèn)題化手段，使明線服務(wù)于暗線。例如，“探究合力求法”的教學(xué)中，記錄了兩個(gè)分力和合力大小方向之后的教學(xué)邏輯層次設(shè)計(jì)：（1）先用同一標(biāo)度，做出各力圖示；（2）觀察、猜想它們之間有什么關(guān)系？有學(xué)生說(shuō)：“四邊形關(guān)系”；（3）任意四邊形是不是規(guī)律？（4）假設(shè)是平行四邊形關(guān)系；（5）如何驗(yàn)證假設(shè)？以?xún)蓚€(gè)分力圖示為鄰邊做平行四邊形，做出對(duì)角線，與合力圖示對(duì)比；（6）結(jié)論；（7）重復(fù)驗(yàn)證。從（2）到（5）教學(xué)過(guò)程，運(yùn)用問(wèn)題導(dǎo)向使思維過(guò)程落到實(shí)處。

2.改變傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程

教學(xué)過(guò)程要改變滿堂灌、滿堂練、滿堂問(wèn)，照本宣科的現(xiàn)象，要認(rèn)知化，教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)要符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，以認(rèn)知化策略處置教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)過(guò)程細(xì)膩化。根據(jù)“抑制”“思維定勢(shì)負(fù)遷移”等認(rèn)知心理障礙，增設(shè)激發(fā)認(rèn)知沖突、知識(shí)比較以及變式訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)豐富充實(shí)教學(xué)邏輯層次。

例如，“力的分解”教學(xué)過(guò)程的邏輯層次設(shè)計(jì)。（1）演示一個(gè)“四兩撥千斤”實(shí)驗(yàn)（興趣化）。（2）引出課題，界定概念。把一個(gè)已知的力作為合力，求等效替代它的幾個(gè)分力（重視思想方法）。（3）尋求策略和方法。策略：一分為二、二分為四、四分為八…，一分為二是基礎(chǔ)，是二合為一的逆運(yùn)算，遵守平行四邊形定則。方法：圖示法和計(jì)算法。圖示法基本步驟是：作圖（規(guī)范圖示），測(cè)量出鄰邊長(zhǎng)度和鄰邊與對(duì)角線夾角，按標(biāo)度比例計(jì)算出分力大??；計(jì)算法的基本步驟是：作圖（示意圖），解三角形（方法細(xì)膩化）。（4）把一個(gè)力的圖示作為對(duì)角線，你能做出多少平行四邊形？無(wú)數(shù)！這樣的工作沒(méi)有實(shí)際意義！有實(shí)際意義的分解是在限定條件下的分解。（5）解決具體問(wèn)題時(shí)，我們常常根據(jù)實(shí)際作用效果判斷分力方向或指定兩個(gè)互相垂直的方向分解（正交分解），按照實(shí)際效果分解靜止在斜面上物體的重力。（6）一個(gè)力的實(shí)際作用效果是固定不變的嗎？（運(yùn)用變式）。（7）分析“四兩撥千斤”現(xiàn)象。（8）再問(wèn)：靜止在斜面上物體受幾個(gè)力？排除力的分解對(duì)受力分析的抑制效應(yīng)。

四、方法教學(xué)細(xì)膩化

方法要講細(xì)講透，避免囫圇吞棗，需要教師心中知方法。一知方法有分類(lèi)，如物理思想和方法、思維方法、數(shù)學(xué)方法、解決問(wèn)題的方法（強(qiáng)方法，弱方法）等；二知方法之間的搭配邏輯關(guān)系；三知方法有步驟；四要知輕重，要從注重解題技巧向重視科學(xué)方法轉(zhuǎn)變，從重視“強(qiáng)方法”向重視“弱方法”轉(zhuǎn)變。

比如，前面例子談到，力的合成、分解的方法有許多，“圖示法”“計(jì)算法”“平行四邊形法”“三角形法”“相似三角形法”“輔助線轉(zhuǎn)化法”“余弦定理法”“正弦定理法”（推論：拉密定理法）、“動(dòng)態(tài)作圖法”等。如果教師毫無(wú)邏輯地講這些方法，學(xué)生會(huì)不知所措，無(wú)法融會(huì)貫通，只好生搬硬套。而學(xué)生需要厘清這些方法之間的搭配邏輯關(guān)系以及步驟，才能靈活應(yīng)用。

又如，平拋運(yùn)動(dòng)的分解過(guò)程，應(yīng)當(dāng)從兩個(gè)方面細(xì)膩化。一個(gè)方面先畫(huà)出速度矢量和重力矢量，提出問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)提出分解方案。分解初速度，再分解合力，這個(gè)分解的過(guò)程一般被忽略了，教師認(rèn)為太簡(jiǎn)單，忽視分解初速度和分解合力的過(guò)程，因而“分解方法”的基本步驟沒(méi)有學(xué)習(xí)，所以，很少有學(xué)生能夠運(yùn)用這一方法去處理其他曲線運(yùn)動(dòng)。另一方面應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)過(guò)程：沿斜上為軸建立直角坐標(biāo)系分解，大家判斷分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？比較而言，前者分解的分運(yùn)動(dòng)更簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)這樣的兩個(gè)過(guò)程，曲線運(yùn)動(dòng)的“分解”方法才比較有效地落實(shí)了。

五、情感、態(tài)度和價(jià)值觀落實(shí)細(xì)膩化

1.要善于滲透

比如，讓學(xué)生算一算從高速行駛的汽車(chē)釋放一個(gè)礦泉水瓶的動(dòng)能，體驗(yàn)其具有的破壞力，這個(gè)知識(shí)的應(yīng)用過(guò)程就培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的態(tài)度；重視某一物理現(xiàn)象的應(yīng)用與防護(hù)知識(shí)，則培養(yǎng)學(xué)生一分為二的哲學(xué)思想和辯證思維方法；理想模型的教學(xué)體驗(yàn)，能夠培養(yǎng)學(xué)生抓主要矛盾的哲學(xué)思想和方法論。

2.要充分挖掘

實(shí)施物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)要求教師深入研究物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程，清楚其中所蘊(yùn)含的科學(xué)思想和方法，創(chuàng)設(shè)鮮活、真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，帶領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)略物理學(xué)的價(jià)值，體驗(yàn)物理學(xué)研究過(guò)程中的科學(xué)精神，促進(jìn)他們科學(xué)素養(yǎng)的提升。教學(xué)中，要精心研究有關(guān)科學(xué)方法的物理學(xué)史內(nèi)容的教學(xué)邏輯層次，運(yùn)用問(wèn)題化手段，讓學(xué)生重蹈人類(lèi)思想發(fā)展中那些最關(guān)鍵的步子。

3.要巧妙融合

把現(xiàn)實(shí)探究和探究的歷史巧妙融合，著力為學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的形成提供營(yíng)養(yǎng)。例如，探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件教學(xué)中，教師對(duì)一部分導(dǎo)體切割磁感線實(shí)驗(yàn)做了以下細(xì)膩化處理：學(xué)生用量程電流表探究失?。粨Q用靈敏電流計(jì)，依然失敗；選用微電流傳感器，成功；穿越時(shí)空，法拉第研究時(shí)沒(méi)有電流表，怎么辦？經(jīng)歷這些細(xì)膩的教學(xué)過(guò)程，學(xué)生切身體會(huì)到成功來(lái)之不易，感悟到法拉第的科學(xué)精神和思想方法，有利于科學(xué)態(tài)度的形成。

4.要嚴(yán)拘小節(jié)

情感、態(tài)度和價(jià)值觀落實(shí)的實(shí)質(zhì)是學(xué)科教育的落實(shí)，教育無(wú)小節(jié)，教師不經(jīng)意的一個(gè)“隨便”，都可能給學(xué)生造成極大沖擊。實(shí)際教學(xué)中，存在教師演示隨便、放任學(xué)生隨意探究、教師一味“鼓勵(lì)”式評(píng)價(jià)等“隨便”現(xiàn)象，導(dǎo)致不少學(xué)生認(rèn)為科學(xué)探究就是敢于隨便玩玩。比如，一些簡(jiǎn)單的探究實(shí)驗(yàn)，常常忽略收集數(shù)據(jù)的記錄表格設(shè)計(jì)等重要的探究環(huán)節(jié)。所以，對(duì)于探究實(shí)驗(yàn)，即使簡(jiǎn)單也切不可隨便，要嚴(yán)拘小節(jié)，精心設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，重視言傳身教、規(guī)范管理、中肯評(píng)價(jià)。

[責(zé)任編輯 郭振玲]