陶德泉

在物理教學(xué)的實踐中，探索與總結(jié)物理學(xué)科課堂教學(xué)模式，并將其應(yīng)用于物理課堂教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，這對于學(xué)生掌握物理概念、物理規(guī)律的形成過程、內(nèi)涵與外延和學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的探究能力，增強學(xué)生的物理抽象思維、形象思維、直覺思維和創(chuàng)造性思維能力，都具有重要的理論價值和指導(dǎo)作用。

筆者在教學(xué)探索中，以《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》新理念和三維目標(biāo)(知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀)為指導(dǎo)，根據(jù)物理學(xué)科的特點和學(xué)生的認(rèn)知、思維發(fā)展規(guī)律，總結(jié)出物理概念教學(xué)的基本模式、物理規(guī)律教學(xué)的基本模式和物理解題教學(xué)的基本模式，并賦予三者新的深層涵義。教學(xué)實踐證明，這些模式切實可行，效果顯著，而且具有嶄新的物理課堂教學(xué)的時代特征和創(chuàng)新教學(xué)魅力。

一、物理概念教學(xué)的基本模式

在引入物理概念之前，教師應(yīng)先通過觀察、實驗、直觀教具展示、電腦摸擬等方法，創(chuàng)設(shè)與形成物理概念有關(guān)的生動新穎的物理情境，使學(xué)生感知大量的感性材料，對物理現(xiàn)象有一個明晰的印象，形成表象。教學(xué)過程中，教師要著重引導(dǎo)學(xué)生善于觀察，達(dá)到了解現(xiàn)象、取得資料、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，激發(fā)創(chuàng)新欲望，增強創(chuàng)新意識和發(fā)展形象思維的目的。

1．分析概括，思維加工

在學(xué)生形成表象的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、比較、抽象、概括，找出所觀察到的一系列現(xiàn)象的共性、本質(zhì)屬性，形成概念，用準(zhǔn)確的、簡潔的物理語言或數(shù)學(xué)語言給出確切的表述或定義，并指出所定義的物理概念的適用條件和范圍。教學(xué)過程中，教師要留給學(xué)生一定的思考和想象的時間，啟發(fā)、激活學(xué)生的思維，讓學(xué)生逐步掌握引入物理概念的方法，如力的概念的引入和建立，用具體實例抽象概括法；電場強度、磁感應(yīng)強度的引入和建立，用實驗探索發(fā)現(xiàn)法，實驗發(fā)現(xiàn)電場、磁場都具有力的特性，場強、磁感強度的定義用比值法等。讓學(xué)生親身體驗物理概念引入、建立和下定義的樂趣，增強建立物理概念的欲望和能力，發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力。

2．鞏固深化，完善運用

物理概念建立之后，通過與相關(guān)、相近概念的對比，以及進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\用，來鞏固、深化對概念的理解，完善概念認(rèn)識的深度和結(jié)構(gòu)，運用一般分為兩個階段：一是初步運用階段，主要是培養(yǎng)學(xué)生運用概念的方法和準(zhǔn)確性：二是創(chuàng)新運用階段，主要是通過變式遷移，將概念靈活地、創(chuàng)造性地運用于新的物理情景中，把實際問題轉(zhuǎn)化為物理概念化的模型問題，然后分析、解決問題。教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)運用物理概念的方法和規(guī)律性，提高學(xué)生運用概念分析和解決新問題的能力。

二、物理規(guī)律教學(xué)的基本模式

物理規(guī)律只能發(fā)現(xiàn)，不能創(chuàng)造?？偟恼f來，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律主要有三條途徑：實驗歸納法、理論演繹法和提出假說法。

1．實驗歸納法

從物理事物和物理現(xiàn)象中提出問題，對事物和物理現(xiàn)象作多次觀察和實驗，在取得大量實驗資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析、綜合、歸納，發(fā)現(xiàn)在一定條件下有關(guān)物理量之間的必然聯(lián)系，從而得出結(jié)論，再通過實驗檢驗就成為規(guī)律。用實驗歸納法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定律。如牛頓第二定律、動量守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、光的反射定律、折射定律等。

2．理論演繹法

從已知的規(guī)律或物理理論出發(fā)，對某特定事物或現(xiàn)象，進(jìn)行演繹、推理，從而得出在一定范圍內(nèi)有關(guān)物理量之間的函數(shù)關(guān)系或新的論斷，最后，通過實踐檢驗就成為規(guī)律。用理論演繹法發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，一般叫做定理或原理。它們不再僅僅是對經(jīng)驗事實的概括，而是成為科學(xué)理論系統(tǒng)的出發(fā)點。如動量定理、動能定理、功的原理、波的疊加原理、光路可逆原理等。

3．提出假說法

在物理事實、證據(jù)還不充分的情況下，通過想象、猜測，提出的理論的假說的方法。它是對新事物、新現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的推測性說明或假定性的理論解釋，是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上提出解釋事物和現(xiàn)象的一種設(shè)想或預(yù)見，正確與否要由實驗來檢驗，經(jīng)檢驗正確，假說就上升為一種理論或定律。如安培分子電流假說，就是在物質(zhì)由什么組成還不清楚的情況下，根據(jù)磁鐵的磁場與通電螺線管的磁場十分相似這一實驗事實而提出的。一般而言，當(dāng)新的物理事實與傳統(tǒng)理論發(fā)生矛盾時，或者新的物理事實超過了原有理論范圍時，就要提出新的假說，促使對事物的認(rèn)識向前發(fā)展。在原子物理教學(xué)中，通過介紹原子模型的演變、發(fā)展，使學(xué)生認(rèn)識到“實驗一假說一新實驗一新假說”這樣一種科學(xué)假說方法，物理教學(xué)要結(jié)合知識教學(xué)，適時地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法論教育。

物理規(guī)律的教學(xué)程序見模式圖所示流程?？傮w來說。首先，使學(xué)生對發(fā)現(xiàn)成建立某一規(guī)律所采用的方法、途徑和具體的依據(jù)有較清晰的認(rèn)識，提高學(xué)生的類科學(xué)研究能力；其次，使學(xué)生明確某一規(guī)律的物理意義、適用范圍和條件，使學(xué)生切實理解和掌握物理規(guī)律的內(nèi)涵和外延；最后，通過應(yīng)用、變式、遷移與拓展，培養(yǎng)學(xué)生物理思維的靈活性、發(fā)散性、獨創(chuàng)性等思維品質(zhì)，提高創(chuàng)新意識、靈活運用能力和創(chuàng)造性思維能力。

三、物理解題教學(xué)的基本模式

1．把實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題

對面臨的實際問題在審明題意的基礎(chǔ)上，從宏觀上確定問題所屬的物理知識范圍，把實際問題轉(zhuǎn)化為明確的物理問題，分析判斷物理問題所描述的物理現(xiàn)象，確定研究對象，分析物理過程，建立物理模型——理想化的對象模型、過程模型和條件模型。如力學(xué)問題，在分析研究對象的受力情況和初始運動狀態(tài)的基礎(chǔ)上，應(yīng)明確研究對象能否看作質(zhì)點，受力是恒力還是變力，運動性質(zhì)和軌跡又如何，是靜力學(xué)問題還是動力學(xué)問題，是功能問題還是動量問題等。在此過程中，要分析清楚問題中所涉及的物理量以及相關(guān)因素，包括已知的、未知的、直接的、隱含的、多余的，全面掌握相關(guān)信息，然后通過文字的、圖形的、圖表的等各種方式，將問題中的研究對象、物理現(xiàn)象、物理過程及其聯(lián)系形象化、具體化，在頭腦中形成該問題的整體的、動態(tài)的、形象的、清晰的物理圖景。教學(xué)過程中，不僅要使學(xué)生掌握把實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的方法，還要培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、深刻的分析力、豐富的想象力、準(zhǔn)確的類比力、廣泛的遷移力，發(fā)展抽象思維、形象思維和直覺思維能力。

2．把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題

根據(jù)物理問題所屬的知識領(lǐng)域和問題的特征，選規(guī)律列方程。以動力學(xué)為例說明：動力學(xué)的基本概念有力、質(zhì)量、加速度、功、能、沖量、動量等，基本規(guī)律為牛頓第二定律F合=ma，動量定理F合·t=mv-mv0，動能定理F合·s=mv2/2-mv02/2和兩個守恒定律(機械能守恒定律和動量守恒定律)。所求物理問題，如果是與加速度直接相關(guān)的瞬間問題，必須選用牛頓第二定律列方程；如果是與時間直接相關(guān)的過程問題，應(yīng)選用動量定理列方程；如果是與相對地位移直接相關(guān)的過程問題，應(yīng)選用動能定理列方程。對系統(tǒng)，若外力合力為零，則選用動量守恒定律列方程；若只有重力或彈簧彈力做功，則選用機械能守恒定律列方程。如果機械能不守恒，而所求問題與物體之間的相對位移直接相關(guān)，則應(yīng)選用能量守恒定律列方程。教學(xué)過程中，要培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)化組合思想和發(fā)散聚合選優(yōu)能力，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生演繹推理能力、直覺思維能力，提高創(chuàng)造性思維能力。

3．聯(lián)立所列方程求得問題結(jié)果

一般應(yīng)先運用數(shù)學(xué)原理、方法，推演出結(jié)果的字母表達(dá)式。推演過程中，要注意數(shù)學(xué)符號在物理問題中的實際意義，數(shù)學(xué)表達(dá)式的物理含義，不可從純數(shù)學(xué)觀點看物理方程及其變換步驟。教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理結(jié)合能力和運用數(shù)學(xué)原理、方法、技巧解決物理問題的能力。

4．檢驗、討論結(jié)果的合理性和物理意義

對結(jié)果常反思，分析其合理性(必要時，可設(shè)計實驗驗證)，舍棄不合理、無意義解，探究正確解的深層含義，拓展正確解的應(yīng)用領(lǐng)域、推廣范圍與價值等，有利于擴大解題成果，提高學(xué)生的探究性、擴展性，逐步形成客觀的評價觀和科學(xué)的價值觀。

總之，通過物理解題教學(xué)，要使學(xué)生更深刻的理解、掌握物理概念及其規(guī)律，形成科學(xué)的解題程序、思路和方法，領(lǐng)悟形成這種解題思路和方法的科學(xué)根據(jù)，掌握解題的一般規(guī)律性，積累大腦中儲存的解題依據(jù)、方法、經(jīng)驗等，優(yōu)化物理解題思想，提高學(xué)生針對實際問題，分析物理現(xiàn)象、認(rèn)定物理事實、揭示物理本質(zhì)的功力和提出問題、分析問題、解決問題的能力。同時，發(fā)展、增強學(xué)生的物理抽象思維的深刻性、形象思維的動態(tài)性、直覺思維的獨創(chuàng)性，辨證思維的合理性、縱橫思維策略性、順逆聚散思維的方向性，優(yōu)化和提升學(xué)生物理解題的創(chuàng)造性思維能力。

必須指出的是，目前探討較多的探究性教學(xué)方法可在上述基本模式的某個或某幾個環(huán)節(jié)中運用，但不要形式化(不管什么內(nèi)容都采用探究式)，教學(xué)改革不要拋棄基礎(chǔ)教育的“重知識技能、重基礎(chǔ)理論、重過程方法”的優(yōu)良傳統(tǒng)，要確保知識與技能的落實，過程與方法的領(lǐng)悟，優(yōu)化學(xué)生的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的物理認(rèn)知能力、物理思維能力和探究發(fā)現(xiàn)能力，提升學(xué)生的物理創(chuàng)造性智能水平，實現(xiàn)物理教學(xué)情感態(tài)度與價值觀的升華?！緀】

（江蘇省包場高級中學(xué)226151）