从中学物理教学过程的特点看研究性学习方式的实施

　　摘要：中学物理教学过程具有五大特点。这些特点要求在教学过程中必须实施研究性学习方式，真正体现新课程的理念，顺应新课程改革的潮流。
　　
　　关键词：中学物理教学过程；特点；研究性学习方式
　　
　　宓子宏教授在其所著的《物理教育学》一书中指出，物理学有四大特点：第一，物理学是一门以实验为基础的科学。物理学的发展充分表明，实验不仅仅是一种研究物理问题的科学方法或手段，更重要的是，当把实验升华成一种观念，作为一种科学的思想，它就为人们从更深层次上把握物理思维的方式，揭示客观世界的规律奠定了基础。第二，物理学是一门结构严谨的精密科学。物理学中基本概念和规律的定性表述与精确的定量表述的结合构成了物理学区别于其他学科的又一显著特点。第三，物理学是自然科学的基础学科拥有广泛的应用领域。自然科学的发展充分表明，每当物理学的基础理论研究有重大进展或重大突破，就会极大地推动科学技术的发展，引起重大的技术革命和技术革新。第四，物理学是辨证唯物主义哲学的重要科学基础。物理学所揭示出的许多基本规律、定律和原理，特别是物理学中的一系列重大发现为阐述辩证唯物主义哲学的一般规律和原理提供了重要的科学事实，使辩证唯物主义的基本原理更加丰富并不断向前发展。物理学中丰富的辩证唯物主义观点，一方面为物理学的研究指明了方向，同时也深刻影响着人们进行物理思维的方式。
　　
　　基于物理学有以上特点，中学物理教学过程也就具备了五大特点。本文结合对中学物理教学过程的特点的认识，谈谈在中学物理教学过程中实施研究性学习方式的做法和体会。
　　
　　特点之一：以观察和实验为基础
　　
　　观察和实验作为一种手段，特别是作为一种物理学的基本思想或基本观点，在物理学的形成和发展中起着十分重要的作用。中学物理教学过程作为一种探索物理世界、掌握物理基础知识的特殊认识过程，与人类探究物理知识的过程有许多相似之处。因此，物理学研究中的观察和实验的思想和方法，必然影响和制约着物理教学过程的教学指导思想，这种影响和制约作用具体表现为：要求物理教学必须建立在观察和实验的基础上，使学生理解问题是如何提出的、问题是如何研究的以及问题是如何解决的，从而实现从感性认识到理性认识的飞跃。
　　
　　在概念的引入时，我们可以通过实验提出问题；在定理、定律的讲解里，我们可以通过实验得出结论；在习题的解决中，我们可以通过实验帮助学生建立物理模型。例如在讲解《电磁感应现象》一节时，摈弃了“教师喋喋不休地讲、学生被动无奈地听”的传统做法，代之以在让学生回忆初中所学相关内容后，提出问题：“闭合回路中的一部分导体切割磁感线产生感应电流的本质原因到底是什么？”在学生大胆假设出“是穿过回路的磁通量发生变化”后再提出由同学自行设计实验加以验证，由于磁通量的变化可以是由磁场的变化引起，也可以由闭合回路在磁场中的正对面积发生变化引起，甚至是二者同时变化引起，而其变化的方式又可多种多样。结果同学们设计出了三十多种方案。在进行交流的基础上，由实验室提供器材让同学们完成实验，检验其实验方案，探索实验结论。这样的处理方法体现了物理学中“大胆假设、细心求证”的研究方法，也使学生体验到探索的乐趣和成功的喜悦。从本节课的效果来看，学生不仅知道了电磁感应现象发生的原因，而且深刻理解了磁通量变化的几种情况；学生们不仅学到了电磁感应知识，而且锻炼了实验设计能力、动手能力和口头表达能力。教师教得轻松，学生学得愉快。
　　
　　在教学过程中体会到要强化实验教学必须注意实验教学与概念教学、习题教学的有机结合；必须注意演示实验、分组实验、课外实验以及课题研究的有机结合；必须注意验证性实验、探索性实验以及设计性实验的有机结合；必须注意教师对实验方法的提炼与学生创造性思维的有机结合。
　　
　　特点之二：以形成概念、掌握规律为中心
　　
　　物理概念和规律是构成物理学严谨学科体系的最基本的组成部分。重视和加强物理概念和规律的教学是学生理解和掌握学科基本结构的核心。它有利于学生通过自身的努力生成全方位的物理图象，有利于激发学生的智慧，发展其记忆力，促进知识的迁移，缩小高级知识和低级知识间的差距，有利于训练和培养学生的思维方法和思维能力。要实现以上目的，就要抛弃传统的直接给出概念和规律的做法，代之以先进的“过程教学法”。即重视在课堂上与学生共同探讨概念和规律的形成过程：为什么要引入？怎样引入？使学生理解知识的来龙去脉，加深对概念和规律的认识。
　　
　　在《平抛物体的运动》一节课的教学中，笔者首先通过一些具体的事例让学生体会到平抛运动是一种常见的运动，从而使学生产生强烈的探究愿望。接着根据物体做平抛运动时一边下落一边向前运动的特点，引导学生思考平抛运动可以怎样分解？然后学生分组研究设计实验，研究平抛运动分运动的特征。在此基础上再引导学生运用牛顿第二定律从理论上加以分析平抛运动的两个分运动为何具有如此特征。这样的处理不仅使课堂更加生动，而且学生的参与性和参与热情更高，更重要的是学生对平抛运动的分解的理解更加深刻，对知识的综合运用能力更强。
　　
　　在概念和规律的教学中，作为教者首先要抛弃应试教育的功利主义思想，着眼于学生的终身发展，让学生在学会知识的同时学会物理研究的思想和方法，正所谓授之以渔也。
　　
　　特点之三：以数学方法为重要手段
　　
　　数学所具有的高度概括性特征，为描述具有深刻内涵的物理概念和规律提供了最佳表达形式；数学所具有的简捷而又严密的逻辑思维方式，简化和加速了人们进行物理思维的进程。此外，数学作为计算工具所表现出的严密性、逻辑性和可操作性等特点，在物理理论的建立、发展和应用等方面更显示出其重大的作用。物理概念的形成，物理规律的掌握，离不开数学的方法和数学的思维，学生分析和解决物理问题的能力的培养更离不开数学。
　　
　　以物理图象问题的教学为例：在高中物理教学中所涉及的图象很多，有运动图象、气体状态变化图象、伏安特性曲线等。在教学过程中如果只是就事论事，就图象讲图象，学生的理解只能很肤浅。相反，如果我们能引导学生从图象横坐标和纵坐标的意义、图线所反映的函数关系、图线斜率的物理意义、图线间交点及图线与坐标轴的交点的物理意义、图线和坐标轴所包围的“面积”的物理意义等方面对物理图象加以整体理解，将极大地提高学生对图象的认识，更有助于学生对图象的灵活运用。
　　
　　在物理教学中必须重视数学方法的教学。运用数学方法解决物理问题的能力是高考物理科考试说明中所明确的五大能力要求之一，应该说数学方法的教学在各地、各学校的物理教学中受重视的程度是很高的，但我以为要防止将物理问题纯数学的倾向，撇开物理概念和规律、撇开物理过程来讲数学方法将毫无意义。
　　
　　特点之四：密切联系实际
　　
　　在物理教学过程中不断强化联系实际的教学指导思想主要是由物理学科的特点和人的认识规律所共同决定的。无论是从学生学习知识和运用知识的角度来看，还是从培养学生的能力角度来看，都要求在物理教学过程中必须切实加强理论联系实际。从近年来的高考试题来看，联系实际的问题逐年增加，应该说较好地发挥了高考对中学物理教学的“指挥棒”作用。而从近年来高考的情况看，此类问题的得分率偏低，也反映了中学物理教学中所急待解决的理论脱离实际的教学倾向。
　　
　　理论联系实际乃还物理以本来面目。从物理概念和规律的引入、规律的得出到知识的巩固、深化、应用都应该注意密切联系生产、生活实际，联系科技的发展。从国外的中学教学来看，无论是教学目标的确定、教材的体系、教学的内容还是考查的试题都比较充分地展现了这一点。加强理论联系实际，一方面可以激发学生学习物理知识的兴趣，使他们充分感觉到物理不仅有趣而且有用，另一方面也有助于学生更深刻地理解和掌握所学的物理知识，使他们能够获得学习、理解、操作和运用物理知识的方法。
　　
　　特点之五：以辨证唯物主义思想为指导
　　
　　中学物理教学，作为中等基础教育的一个重要组成部分，其主要职能同样是为社会培养德、智、体、美、劳诸方面全面发展的人。因此，无论是从传授物理知识角度，还是从对学生进行思想教育的角度来看，物理教学过程必须以辩证唯物主义思想为指导，并以此来揭示和阐述物理概念的内涵和外延以及物理规律的物理意义。只有这样，才能使学生在长期的教学中受到潜移默化的辩证唯物主义世界观和方法论的熏陶。
　　
　　例如在“原子结构”的教学中通过汤姆生对电子的研究，提出原子的无核模型，到卢瑟福对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构，进而玻尔提出三点基本假设……使学生理解人们的认识过程??从实践到认识，再到实践，再到认识，进而加深对辩证唯物主义认识论的理解。在物理学史的教学中还涉及到对历史人物的看待和评价。比如说如何看待亚里斯多德？在对力的认识上、在对落体运动的认识上等等有关物理概念或规律的理解，高中物理教材上总是把亚里斯多德的观点作为对立面来加以反驳，甚至是加以批判。因此不少学生对亚里斯多德的看法常常有失偏颇，甚至把亚里斯多德看成了笑料。这有悖于历史唯物主义的观点。为此教者在讲解相关内容时有必要适当介绍亚里斯多德在历史上的贡献和当时历史的局限。至于哲学方法论对物理概念和规律的理解、掌握、运用的指导作用更是无庸置疑的。综上所述，中学物理教学必须注重培养学生“自主学习、合作探究”的能力，必须注重知识传授与能力培养的有机结合，必须注重知识内容和过程方法的有机结合，必须注重概念和规律的学习与情感、态度、价值观的养成的有机结合。只有这样，才能真正体现新课程的理念，顺应新课程改革的潮流。
　　
　　
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