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摘 要:人教版《普通高中物理课程标准(实验)》在三维课程具体目标中提出:“通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法;经历科学探究过程,尝试应用科学探究的物理思想和方法研究物理问题,验证物理规律,解决一些与生产和生活相关的实际问题｡”科学的物理思想方法是在体验物理过程中逐步渗透获得的｡本文就该思想在新课标教科书中的体现有以下体会｡
关键词:体验物理过程 物理思想和方法 三维课程目标
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2007)03-109-02
一､物理过程､思想方法的重要性
人教版《普通高中物理课程标准(实验)》在三维课程具体目标中提出:“通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法;经历科学探究过程,尝试应用科学探究的物理思想和方法研究物理问题,验证物理规律,解决一些与生产和生活相关的实际问题”｡将“物理过程､思想方法”作为课程目标在课程标准中明确､肯定地提出来,尚属首次,足见物理过程､思想方法的重要性及其如何教学的问题已引起教育职能部门的重视｡
二､教材中的体现
2.1《新课程标准》与《教学大纲》的区别
过去课程的着眼点在“知识点”｡例如:《教学大纲》没有把斜抛运动写在上面,教材就不能讨论斜抛的问题｡《课程标准》要求与过去不同:“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”,也就是说,新课程对“方法”给与了更多地注意,对于方法的载体,即知识,没有苛刻的限制｡因此,教材在研究了直线运动后,把抛体运动当作一个实例,目的是在讨论在平面上应用牛顿定律解决问题的一般性方法｡指出其与解决直线运动问题不同的是,需要在x､y两个方向上分别做出受力分析､再在两个方向上分别应用牛顿定律和运动学的规律｡对于抛体运动在两个方向上的具体运动规律,也不像过去的课程那样强调,对于平抛和斜抛也不刻意去区分｡曲线抛体与直线运动的具体方式及规律不一样,研究问题方法相同,强调的是科学方法:根据物体的受力——确定物体随时间变化的规律——加上初始条件——得出物体运动的各种情况｡区别只在于运动在一维空间还是二维空间｡平抛和斜抛只是初始条件不同,研究问题的方法相同｡
2.2物理思想方法教学的主要方式——渗透
教材不求以“简明､轻快”的方式给出知识的结论,而是努力把得到知识的过程适当展现给学生｡因为物理学不仅以其概念､规律揭示了自然界基本运动的诸多真理,它还在建立这种知识体系的过程中发展了科学思想方法和研究方法｡推动了科学的进步｡物理思想方法教学所采用的主要方式是渗透,所谓渗透,就是有机地结合物理知识的教学,采用教者有意,学者无心的方式,反复向学生讲解诸如解决静力学､动力学问题常用的隔离法､整体法;处理复杂运动常用的运动合成法;追溯解题出发点的分析法;简单明了的图像法;以易代难的等效代换法､类比法;控制变量法､极限思想､以直代曲､以不变代变､建立物理模型等物理思想方法｡通过逐步积累,让学生对物理思想方法的认识由浅入深,由表及里,渐进地达到一定的认识高度,从而自觉地运用之｡之所以采用渗透的方法,是由物理思想方法本身的特点决定的｡从知识和思想方法的关系来看,物理思想方法隐含在知识里,体现在知识的应用过程中,它不像知识那样可以具体编排在某一章､某一节,靠教师专门讲解就可以理解的｡物理思想方法是渗透在全部物理教学内容之中的｡从学生的认识规律来看,物理思想方法的掌握不像知识的理解可以短期内完成那样,而要经历一个过程,简单表述为“了解”—“理解”—“掌握”—“会运用”—“综合运用或灵活运用”的过程｡从学生的个别差异来看,也存在着认识不同步的现象,因此物理思想方法的教学以采用渗透为宜｡科学的物理思想方法是在体验物理过程中逐步渗透获得的｡对于该点新课标人教版教科书提供了较好的参考:
(1) 极限思想:物理①第18页:平均速度只能粗略的描述
(2) 运动的快慢｡为了使描述精确些,可以把△t取得小一些｡物体在从t到t+△t这样一个较小的时间间隔内,运动快慢的差异也就小一些｡△t越小,运动的描述就越精确｡可以想象,如果△t非常非常小,就可以认为/△t表示的是物体在时刻t的速度,这个速度就是瞬时速度｡此处渗透极限思想｡这样处理符合实际,例速度计检测的实际就是一小段时间的平均速度｡同时也是解决具体问题的一种方法:把复杂的问题简单化｡
(3) 物理①第23页图1.4-5中,平均速度和瞬时速度的教学,根据D､F两点间的位移△x和时间△t,算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t,渗透极限思想,用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度,就会更准确｡又一次渗透了极限思想｡极限是近代数学物理中常用的方法之一｡极限不只是知识,更是一种方法,一种观念｡不强调知识:极限的名称､符号､公式｡不是将瞬时速度数学化､准确化;而是将一定时间内快慢不定的问题转化为几小段时间的快慢不变的运动｡在现代科学中,静与动､曲与直､变与不变､部分与整体等辩证关系,都需要用极限的思想去理解｡这是一种重要的思想方法｡
(4) 物理②第10､11页重力做功与路径无关问题的介绍比以前教材更加详细,并非为知识更加严密,而是鼓励学生培养严谨的治学态度,在此又一次用到极限思想方法,学生对这种思想方法应该比较熟悉了｡
(5) (2)矢量的教学:物理①第15页提到“在物理学中,像位移这样的物理量叫做矢量｡”给学生以初步的感性的认识,并通过“思考与讨论”､“直线运动的位置和位移”,渗透矢量平行四边形法则｡并不是有大小又有方向的物理量就是矢量,在物理①第69页学习力的概念时提出力是矢量,既有大小又有方向,相加时遵从矢量平行四边形定则的物理量叫做矢量｡较前一处较深入地､实质性地介绍了矢量概念｡并且通过“说一说”栏目渗透速度跟力､位移同样,是一个矢量,更加深入地认识平抛运动｡采取逐步渗透的方式,更符合矢量的认知规律,效果更好｡
(6) (3)变与不变的思想:物理①第40､41页匀变速直线运动的研究,由匀速直线运动的位移公式——思考与讨论——匀变速直线运动的位移｡教学的目标不能盯在最后的公式上,应关注得出公式的过程及处理问题的思想方法｡物理②第16页对于弹力做功,用到类似的思想方法｡物理①第47页“做一做”:该问题的处理不过分拘泥于砖缝的厚度及石子在A､B阶段两点的速度差异,避免解题过程十分复杂｡遇到问题要从实际需要出发,而不过分考虑理论上的严密性｡避免脱离实际,防止过分绝对化､理想化｡
(7) 过程与结论的关系就好像路程和位移,旅游时,当我们沿着不同的路径到达某一游览目的地,路线不同,收获不同,经历路程,往往就是目的,而不只是为了到达某一个最终地点｡学生经历不同的学习过程,就能使他们在这些过程中领悟有关的方法,发展相应的能力｡
关键词:体验物理过程 物理思想和方法 三维课程目标
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2007)03-109-02
一､物理过程､思想方法的重要性
人教版《普通高中物理课程标准(实验)》在三维课程具体目标中提出:“通过物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法;经历科学探究过程,尝试应用科学探究的物理思想和方法研究物理问题,验证物理规律,解决一些与生产和生活相关的实际问题”｡将“物理过程､思想方法”作为课程目标在课程标准中明确､肯定地提出来,尚属首次,足见物理过程､思想方法的重要性及其如何教学的问题已引起教育职能部门的重视｡
二､教材中的体现
2.1《新课程标准》与《教学大纲》的区别
过去课程的着眼点在“知识点”｡例如:《教学大纲》没有把斜抛运动写在上面,教材就不能讨论斜抛的问题｡《课程标准》要求与过去不同:“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”,也就是说,新课程对“方法”给与了更多地注意,对于方法的载体,即知识,没有苛刻的限制｡因此,教材在研究了直线运动后,把抛体运动当作一个实例,目的是在讨论在平面上应用牛顿定律解决问题的一般性方法｡指出其与解决直线运动问题不同的是,需要在x､y两个方向上分别做出受力分析､再在两个方向上分别应用牛顿定律和运动学的规律｡对于抛体运动在两个方向上的具体运动规律,也不像过去的课程那样强调,对于平抛和斜抛也不刻意去区分｡曲线抛体与直线运动的具体方式及规律不一样,研究问题方法相同,强调的是科学方法:根据物体的受力——确定物体随时间变化的规律——加上初始条件——得出物体运动的各种情况｡区别只在于运动在一维空间还是二维空间｡平抛和斜抛只是初始条件不同,研究问题的方法相同｡
2.2物理思想方法教学的主要方式——渗透
教材不求以“简明､轻快”的方式给出知识的结论,而是努力把得到知识的过程适当展现给学生｡因为物理学不仅以其概念､规律揭示了自然界基本运动的诸多真理,它还在建立这种知识体系的过程中发展了科学思想方法和研究方法｡推动了科学的进步｡物理思想方法教学所采用的主要方式是渗透,所谓渗透,就是有机地结合物理知识的教学,采用教者有意,学者无心的方式,反复向学生讲解诸如解决静力学､动力学问题常用的隔离法､整体法;处理复杂运动常用的运动合成法;追溯解题出发点的分析法;简单明了的图像法;以易代难的等效代换法､类比法;控制变量法､极限思想､以直代曲､以不变代变､建立物理模型等物理思想方法｡通过逐步积累,让学生对物理思想方法的认识由浅入深,由表及里,渐进地达到一定的认识高度,从而自觉地运用之｡之所以采用渗透的方法,是由物理思想方法本身的特点决定的｡从知识和思想方法的关系来看,物理思想方法隐含在知识里,体现在知识的应用过程中,它不像知识那样可以具体编排在某一章､某一节,靠教师专门讲解就可以理解的｡物理思想方法是渗透在全部物理教学内容之中的｡从学生的认识规律来看,物理思想方法的掌握不像知识的理解可以短期内完成那样,而要经历一个过程,简单表述为“了解”—“理解”—“掌握”—“会运用”—“综合运用或灵活运用”的过程｡从学生的个别差异来看,也存在着认识不同步的现象,因此物理思想方法的教学以采用渗透为宜｡科学的物理思想方法是在体验物理过程中逐步渗透获得的｡对于该点新课标人教版教科书提供了较好的参考:
(1) 极限思想:物理①第18页:平均速度只能粗略的描述
(2) 运动的快慢｡为了使描述精确些,可以把△t取得小一些｡物体在从t到t+△t这样一个较小的时间间隔内,运动快慢的差异也就小一些｡△t越小,运动的描述就越精确｡可以想象,如果△t非常非常小,就可以认为/△t表示的是物体在时刻t的速度,这个速度就是瞬时速度｡此处渗透极限思想｡这样处理符合实际,例速度计检测的实际就是一小段时间的平均速度｡同时也是解决具体问题的一种方法:把复杂的问题简单化｡
(3) 物理①第23页图1.4-5中,平均速度和瞬时速度的教学,根据D､F两点间的位移△x和时间△t,算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t,渗透极限思想,用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度,就会更准确｡又一次渗透了极限思想｡极限是近代数学物理中常用的方法之一｡极限不只是知识,更是一种方法,一种观念｡不强调知识:极限的名称､符号､公式｡不是将瞬时速度数学化､准确化;而是将一定时间内快慢不定的问题转化为几小段时间的快慢不变的运动｡在现代科学中,静与动､曲与直､变与不变､部分与整体等辩证关系,都需要用极限的思想去理解｡这是一种重要的思想方法｡
(4) 物理②第10､11页重力做功与路径无关问题的介绍比以前教材更加详细,并非为知识更加严密,而是鼓励学生培养严谨的治学态度,在此又一次用到极限思想方法,学生对这种思想方法应该比较熟悉了｡
(5) (2)矢量的教学:物理①第15页提到“在物理学中,像位移这样的物理量叫做矢量｡”给学生以初步的感性的认识,并通过“思考与讨论”､“直线运动的位置和位移”,渗透矢量平行四边形法则｡并不是有大小又有方向的物理量就是矢量,在物理①第69页学习力的概念时提出力是矢量,既有大小又有方向,相加时遵从矢量平行四边形定则的物理量叫做矢量｡较前一处较深入地､实质性地介绍了矢量概念｡并且通过“说一说”栏目渗透速度跟力､位移同样,是一个矢量,更加深入地认识平抛运动｡采取逐步渗透的方式,更符合矢量的认知规律,效果更好｡
(6) (3)变与不变的思想:物理①第40､41页匀变速直线运动的研究,由匀速直线运动的位移公式——思考与讨论——匀变速直线运动的位移｡教学的目标不能盯在最后的公式上,应关注得出公式的过程及处理问题的思想方法｡物理②第16页对于弹力做功,用到类似的思想方法｡物理①第47页“做一做”:该问题的处理不过分拘泥于砖缝的厚度及石子在A､B阶段两点的速度差异,避免解题过程十分复杂｡遇到问题要从实际需要出发,而不过分考虑理论上的严密性｡避免脱离实际,防止过分绝对化､理想化｡
(7) 过程与结论的关系就好像路程和位移,旅游时,当我们沿着不同的路径到达某一游览目的地,路线不同,收获不同,经历路程,往往就是目的,而不只是为了到达某一个最终地点｡学生经历不同的学习过程,就能使他们在这些过程中领悟有关的方法,发展相应的能力｡