漫步科學世界 追尋科學足跡 提升物理素養(yǎng)

張玲燕

摘 要：本文針對教師與學生在“教”與“學”的過程中忽視教材擴展欄目存在的現(xiàn)象，從“教材擴展欄目也是高考考查的內(nèi)容”、“教材擴展欄目是教材內(nèi)容的重要組成部分”闡明教材擴展欄目在教學中的重要地位，從教師課堂內(nèi)的落實和學生課堂外的自學引導學生實現(xiàn)以教材擴展欄目為載體，推動學生自主學習過程的形成，進而提升物理素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：擴展欄目 物理素養(yǎng) 提升

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2019）01-0-02

一、課題研究的緣起

教材，教師教之依據(jù)、學生學之根本。新課改后，我們高中物理教材上出現(xiàn)了“思考和討論”、“想一想”、“說一說”、“做一做”、“科學足跡”、“科學漫步”、“STS”、“課外讀物”等擴展欄目。高中《物理課程標準》的總目標是要求學生了解人、自然及社會的關(guān)系，使學生可提升自己的科學素養(yǎng)并激發(fā)學習興趣，為自己的終身學習奠定良好基礎(chǔ)。這正是教材擴展欄目中所涉及的。但是，在實際的物理教學中，不管是作為學習主體學生還是學習的引領(lǐng)者教師，對教材這部分的利用都不是很充分。因此，筆者認為這之間存在著一些這樣的問題：

1.學生層面

1.1內(nèi)容枯燥乏味

初中物理在知識的呈現(xiàn)上，大多都運用了生動、直觀的圖片或演示實驗。而這些在高中物理教學中也是存在的，但往往因老師過多地關(guān)注于教授教材上的知識點和解題方法思路，從而忽視了對學生學習興趣的激發(fā)。

1.2學習有短板

平時學生做的比較多的題目都是對教學主要知識點的落實和解題思維訓練。不管是學了一年的高一學生，還是高二高三學生，對于物理學史、物理思想方法類題目反而變成了易錯題，這成為他們的薄弱環(huán)節(jié)。

2.教師層面

2.1認識有誤區(qū)

在物理教學中進行擴展性欄目教學尚存在一些困難和制約因素：因高考中關(guān)于考查教科書上的那些擴展材料比如科學漫步、科學足跡及STS等內(nèi)容的考題很少，所以我們在平時的教學中往往就削弱了對于這些內(nèi)容的教學重視。老師面臨課時少、內(nèi)容多，尤其現(xiàn)在新高考在高三10月份進行第一次選考，沒有更多的時間來對擴展欄目進行組織學習?？偨Y(jié)一句話：花時間對擴展性欄目的教學性價比不高。

2.2教學有難度

教材擴展欄目內(nèi)容信息量大、覆蓋面廣、專業(yè)性強，在物理教學中存在困難：（1）我們自身知識儲備不夠。高中教師物理專業(yè)知識參差不齊，對物理前沿知識的了解也不夠全面和及時，有些還要具備跨學科知識.（2）有些擴展材料專業(yè)性太強，學生接受起來很難，反而會打擊一部分人的學習興趣和積極性。（3）一部分老師雖也認識到這些欄目對學生的長久發(fā)展是有利的，但為趕教學進度，對某些實在不能舍去的擴展內(nèi)容區(qū)塊也只是一種慣用套路，那就是課后學生自己閱讀材料。

二、課題研究的基本原則

1.因材施教原則

教材中的擴展欄目所包含的“思考和討論”、“做一做”、“科學漫步”、“STS”等所包含的內(nèi)容有些是物理學史、有些是物理方法、有些是學生可就地取材的物理小實驗，也有一些是前沿科學知識介紹，可謂包羅萬象。因此我們在落實擴展欄目時，要做好因材施教，因地制宜。

2.理論和實踐相結(jié)合原則

我們要掌握科學的理論，從實際情況出發(fā)做到實事求是?？茖W的世界觀和方法論是需要以科學的理論作為指導的，而科學的理論便是從實踐中產(chǎn)生的?？梢哉f科學理論是實踐經(jīng)驗的科學總結(jié)。由此可見，科學理論只有面向?qū)嵺`，指導實踐，受實踐檢驗，隨實踐發(fā)展，它才能更具生命力和戰(zhàn)斗力。

三、策略研究

物理學是一門和學生實際生活有著密切聯(lián)系的基礎(chǔ)性學科，例如：和現(xiàn)代社會、自然現(xiàn)象、日常生活等都有著千絲萬縷的聯(lián)系。也正是由于物理學科的這種特殊性，使我們老師在實際教學中能把課本中穿插的擴展欄目及課堂內(nèi)容和實際生活聯(lián)系起來，把這些和學生生活中密切相關(guān)的物理知識用一種貼近生活的方式呈現(xiàn)給學生，讓學生學會用學到的物理知識去認識這個大千世界，然后解答疑惑。

1.在物理課堂上引導教材擴展欄目教學的策略研究

課堂教學是我國現(xiàn)階段教學的基本形式和主要形式，在課堂上實施擴展欄目教學是學生獲得科學、技術(shù)、社會所需的基礎(chǔ)物理知識以及終身受益的基本學習方法的最有效途徑。

1.1化靜為動

事實上，我們物理教材涉及到的問題大多數(shù)都是現(xiàn)實生活中遇到的實際問題。這些現(xiàn)實問題也是教材中擴展欄目的主要素材來源，這些問題往往與人們的實際生活密切相關(guān)。從這一點來看，便體現(xiàn)了物理是來源于生活，也應用于生活的一門學科。在物理教材中，一部分生活中遇到的物理學原理都是以圖片的形式展示的，還有一部分是以“做一做”或“思考與討論”的形式來展開的。對于這些簡單的小思考或小實驗來說，我們的任課教師不妨把這些紙質(zhì)的、靜態(tài)的素材轉(zhuǎn)化為動態(tài)的、形象的教學實例。

1.2慢滲透教學

教師在教學中能傳授給學生的不僅僅是學科知識，更重要也更難的是讓學生有正確的價值觀、道德觀，以及能找到獲得知識的能力和解決問題的基本方法------物理學科的特殊性和重要性也體現(xiàn)在此。而這些素養(yǎng)的獲得不可能是一蹴而就的，它需要在長期的認知和實踐中獲取。在物理課堂教學中，擴展欄目就成為我們滲透這些物理思想和方法的載體。

在擴展欄目中我們經(jīng)常能看到一些物理學家的介紹，比如必修1中48頁的“STS”-----從伽利略的一生看科學和社會，必修2中51頁的“科學足跡”----- 牛頓的科學生涯等，選修3—1中第37頁中“科學足跡”---- 密立根實驗，介紹了科學家的貢獻和某些重大成就的發(fā)現(xiàn)過程，但科學家為這些榮譽一生所做出的艱辛努力卻不能全面闡述或呈現(xiàn)。所以老師們要把擴展欄目中提到的科學家事跡進行拓展，不要單一的只對大成就的發(fā)現(xiàn)過程進行解讀，同時也要對科學家為科學事業(yè)做出的艱辛努力做出解讀。讓學生聽完故事之后，能了解到科學成果也是來之不易的。只有學會理解技術(shù)、科學以及社會之間的關(guān)系，才能培養(yǎng)學生辯證看待問題的能力，才能讓學生體會到學習重在堅持不懈、實事求是、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度和科學精神。

1.3利用習題

物理習題很多源于生活，是生活中有關(guān)現(xiàn)象簡化后的模型，比如題目中常見汽車轉(zhuǎn)彎、過山車?，F(xiàn)在的高考題更注重物理情境，變得鮮活，與日常生活、生產(chǎn)過程及現(xiàn)代高新科技結(jié)合密切，這些也在擴展欄目中有較多出現(xiàn)。有些擴展欄目教學內(nèi)容的本身也是教學內(nèi)容的深化和延伸，我們可通過習題來重視和強化擴展欄目的有關(guān)內(nèi)容。

2.在物理課堂外落實教材擴展欄目的策略研究

教材中的內(nèi)容依據(jù)課程標準進行編寫，有很多板塊的擴展欄目是專門為學生提供的，例如教材中很多的“科學漫步”、“科學足跡”和“STS”等。單靠老師的努力來把擴展欄目滲透到物理教學中是遠遠不夠的，培養(yǎng)學生自己在教材中初步了解物理學的發(fā)展，物理學與科學、生活和生產(chǎn)間聯(lián)系的習慣也是很重要的手段。這樣能讓學生在自學的過程中產(chǎn)生興趣，也凸顯學生學習的主動性。但在實際操作中，如只是簡單的讓學生自己閱讀教材，學生也只會聽話的去看一遍，不會留下過多的印象和感受。所以，我們努力的方向是把學生討厭的“死”知識變?yōu)楦信d趣的“活”知識。

2.1自學

物理學是“來源于生活，又走向社會”的學科，實用性強，也最切合實際。老師首先找到擴展欄目中容易讓學生感興趣的內(nèi)容，引導他們自己閱讀后能產(chǎn)生問題并去分析解決問題。 當學生產(chǎn)生疑問時，老師不直接給出答案，而是引導學生自己學會利用相關(guān)知識去分析問題解決問題。當所學內(nèi)容不能全面解決問題時，老師應給予資料和設(shè)備的幫助，讓學生借助各種媒介，自己尋找答案。又比如在必修2第46頁的“科學漫步”----黑洞，學生本來對這塊知識興趣很大，但也會存在很多問題，老師完全可用相同的方法處理。這種自學已不是傳統(tǒng)意義上的自己學習，而是提升學生面對實際問題時隨機應變的能力。

2.2自演

學生如果能通過上面的“自學”來提升自己，能對感興趣的教材擴展欄目有屬于自己的理解，這時應讓學生把自己的學習成果與其他同學和老師分享，讓孩子的表現(xiàn)欲得到釋放，從而獲得學習上的成就感，通過這種“成就感”去激發(fā)學生對物理這門學科的學習欲望。另一方面，也可從分享的過程中相互探討學習，揚長補短。課外組織學習小組，舉辦“小演講”，或課堂內(nèi)最后給5分鐘做“專題報告”。通過“自學”、“自演”不但可提升學生的物理成績，還能提升學生解決問題的能力。

3.實驗是提升物理素養(yǎng)的著力點

3.1激發(fā)學習興趣，促進知識掌握

實驗現(xiàn)象的趣味性，對學生會有很大的學習興趣的激發(fā)。在擴展欄目中不乏一些實驗介紹、生活現(xiàn)象，因介紹篇幅較小，學生在理解上產(chǎn)生困難，需一個物理情境。在物理課堂上，老師要盡可能的創(chuàng)造條件給學生演示實驗。

在必修1第24頁的“科學漫步”----氣墊導軌和數(shù)字計時器中，雖有文字介紹和如圖3.1-1的圖片呈現(xiàn)，但學生的理解仍存在難點（1）滑塊受到的阻力很小，怎么實現(xiàn)？（2）計時擋光時間的計時開始和結(jié)束在哪個狀態(tài)？ 這些難點老師可直接演示實驗來突破。（1）氣泵打開后，讓學生上臺用手感受小孔中沖出的空氣沖力。（2）老師利用實物幫助學生找到用來被擋的光線，滑塊“慢動作”經(jīng)過光電門。這樣學生也就不難理解這時為何可測瞬時速度。

圖 3.1-1

比如在教材3-4第66頁的“科學漫步”----立體電影和偏振光中，學生日常接觸較多，但對3D電影拍攝和觀看的立體感原理理解有困難。老師可通過設(shè)計幾個小實驗解釋。實驗1：一同學橫向拿筆置于另一同學前，保持一定距離。另一位同學僅用一只眼睛，拿筆套去套筆；實驗2：用3D眼鏡旋轉(zhuǎn)觀察電腦屏或手機屏。從兩個實驗能看出，一只眼只能確定物體平面圖像，立體感需要物體發(fā)出光線同時進入兩眼后被大腦感知。2D電影在拍攝時是一臺攝像機拍攝，好比是一只眼看。如此再結(jié)合教材中的問題敘述，學生就可很好理解。

3.2培養(yǎng)科學態(tài)度，提高動手能力

從實驗中來，到實踐中去。實驗需要我們“動手”去做。動手能力不僅讓學生獲得知識，也能讓學生獲得知識的一種技能。實驗的“實”要求實事求是，有助于學生尊重科學、用于克服困難的科學態(tài)度。例如23頁的“思考與討論”有關(guān)電磁感應中的通電和斷電自感。在實驗中，我們能看到燈泡的放光有無延時，但若要考慮這些問題，只能理論上分析。老師可引導學生想辦法“眼見為實”。針對“思考與討論”如何顯現(xiàn)斷路時線圈中感應電流的方向？如何確定斷路電流的大小變化？學生會思考給出這樣的答案：電流表，靈敏電流計，晶體二極管等。老師能知道學生思考實驗可行性，儀器安全性。讓學生自己動手實驗檢驗方案合理否。老師也可引導學生用電流傳感器來顯示電流的方向和大小變化，這樣更直觀、方便。

四、成效

從高中物理教育利用擴展欄目教學來提升物理素質(zhì)的策略來看，老師在教學中結(jié)合擴展欄目的思路是沒有問題的，且更能吸引學生的注意力，使學生對物理學習更能產(chǎn)生興趣。這種教學模式更加注重應用科學的方法進行教學，如師生或生生討論法、實驗探究法、推理演繹法等，把物理學知識和技術(shù)，科學及社會更好的結(jié)合在一起，使學生和老師對物理學科的認知和教學上也有較大的變化。

1.學生的改變

通過注重教材擴展欄目教學，發(fā)現(xiàn)學生的科學興趣、科學素養(yǎng)有明顯提高，原本只會生搬硬套公式的學生明顯的減少了很多。單從實際教學效果來看，學生們的提出問題、分析問題、解決問題的能力都得到了大幅提高，其具體表現(xiàn)為：

1.1學生對結(jié)合擴展欄目教學的課程很感興趣，總是抱著很大的好奇心去聽課，也會很積極的去查閱一些教材中介紹不全面的資料，拿來與老師和同學分享。課堂上也會很用心、積極的與老師互動，用于發(fā)表自己的觀點和意見。

1.2擴展欄目的內(nèi)容大多與生活、社會及前沿科學有關(guān)，因課內(nèi)課后經(jīng)常性的接觸，學生在平時對發(fā)生身邊的事就有了更多的關(guān)注。比如日常生活中的電磁爐、微波爐是怎么加熱的；橋是怎么來承重的；這次神州十一號發(fā)射有什么任務等這些問題的討論或向老師提問時有發(fā)生。

2.教師的改變

在這種教學模式下，老師大多認識到自己身上的不足之處，他們明確了在今后教學中要不斷的提升自身的綜合素質(zhì)，為跟上學生成長的步伐，回答每天總有那么幾個“好奇寶寶”的問題，教師不得不及時了解新科學文化知識的動態(tài)和物理學科與其他學科的關(guān)聯(lián)的“邊緣”問題，這就強化了教師的不斷學習意識。通過一個多學期有意識的培養(yǎng)，學生不僅學習成績沒有落下，反而學習物理的興趣更加濃厚，人也變得自信、有活力。從對學生學習狀態(tài)的觀察中教師認識到物理教育不能被應試教育牽著鼻子走，而要有足夠的信心和魄力在教學中提升學生物理素養(yǎng)。

新課程不僅在教材欄目和內(nèi)容上做了更新，在教學理念上更是做了更新。我們要學會領(lǐng)會科學漫步的意圖，在“漫步”“足跡”中凸顯科學的內(nèi)涵。然后把新理念落實在每一節(jié)課程中、教材的每一個環(huán)節(jié)和每一個欄目中。擴展性欄目的作用絕不僅限于上述幾點，相信只要我們的教育者能對擴展欄目足夠重視，擴展欄目就一定會在培養(yǎng)學生全面發(fā)展的實際教學中發(fā)揮積極的作用。

參考文獻

[1]劉忠強.高中生應具備的物理素養(yǎng)研究[D].四川師范大學. 2009：47

[2]孫文錦.“STS”教育與物理教學淺談[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟.2002（S1）： 352-353