沈偉

初為人師，卻已經(jīng)體會(huì)到物理教學(xué)與我們的素質(zhì)教育之間有著密切的聯(lián)系.在這里，簡(jiǎn)單的闡述一下物理學(xué)對(duì)素質(zhì)教育的作用.素質(zhì)教育本身所包含的內(nèi)容很多，本文中所談及的素質(zhì)教育，指全面提高學(xué)生的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、社會(huì)文化素質(zhì)為目標(biāo)的教育.

很多人認(rèn)為物理這門學(xué)科的知識(shí)學(xué)了沒(méi)有太大的用處，因?yàn)閷?shí)際生活中，的確也很難想象會(huì)在什么場(chǎng)合要用到“連接體”等高中物理中這類典型問(wèn)題.即使有些人將來(lái)從事科技工作，如果不是去作大學(xué)或者中學(xué)的物理教師，恐怕也很少需要在這樣的層次上去應(yīng)用牛頓第二定律.這就似乎涉及一個(gè)很直接的問(wèn)題，學(xué)習(xí)物理對(duì)絕大部分的人來(lái)說(shuō)到底有什么用？

產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因，是因?yàn)檫@些人認(rèn)為，在中學(xué)的有限課時(shí)內(nèi)，應(yīng)該多學(xué)一些“主干知識(shí)”.所謂主干知識(shí)，是那些在物理學(xué)中影響全局的，掌握不好就無(wú)法進(jìn)一步學(xué)習(xí)的知識(shí).也就是說(shuō)，考慮得較多的是物理學(xué)科本身，而并非作為一個(gè)人的素質(zhì)的需要.

這里要回到我們的出發(fā)點(diǎn)：中學(xué)物理課程不是為培養(yǎng)物理專業(yè)工作者而設(shè)立的，它應(yīng)該和其他學(xué)科有機(jī)地結(jié)合在一起，為提高學(xué)生素質(zhì)這一總的目標(biāo)作出貢獻(xiàn).

中學(xué)物理教育的目標(biāo)是什么？翻閱一下建國(guó)以來(lái)歷次教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，說(shuō)法不盡相同，其基本目標(biāo)都是要與其他學(xué)科和其他學(xué)?；顒?dòng)一起，“培養(yǎng)有理想，有道德，有文化，有紀(jì)律的社會(huì)主義公民”（《全日制中學(xué)物理教學(xué)大綱》，1990年4月第二版）.但是，在實(shí)際工作中，兩種不同的實(shí)踐反映出來(lái)的卻是兩種不同的物理教育觀.多數(shù)人的作法實(shí)際是努力把學(xué)生培養(yǎng)成為物理專業(yè)工作者；另一種則是力圖使物理課程在培養(yǎng)高素質(zhì)公民的過(guò)程中作出貢獻(xiàn)，而現(xiàn)在的物理教學(xué)尤其是物理教材都朝這個(gè)方面努力.

物理學(xué)是一門應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，沒(méi)有物理學(xué)就不會(huì)有我們今天的文明生活，沒(méi)有物理學(xué)的發(fā)展就沒(méi)有我們今天的現(xiàn)代化生活，它的發(fā)展為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富，推動(dòng)了人類文明進(jìn)程的發(fā)展，顯示了科學(xué)的巨大力量.在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中，應(yīng)讓學(xué)生了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成就.學(xué)習(xí)一定的物理學(xué)知識(shí)不僅是作為一個(gè)高素質(zhì)公民的前提條件，也是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的必要條件.

（一）學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度.

物理學(xué)的最大特點(diǎn)就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，尋找規(guī)律，再用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證結(jié)論.所以，它要求學(xué)生必須以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去對(duì)待，實(shí)事求是，不靠主觀臆斷去猜測(cè)、捏造.當(dāng)然，在這個(gè)方面教師的作用也是不可忽視的.首先對(duì)于教師的演示實(shí)驗(yàn)，必須作到能排除干擾

，盡量做到位，而不是隨意性地一帶而過(guò)，或者將某一次的失誤說(shuō)成是實(shí)驗(yàn)條件的不足，這種話不能說(shuō)服學(xué)生，從而傳遞給學(xué)生一種意識(shí)：物理上的規(guī)律有時(shí)候也是不嚴(yán)格的.

一般來(lái)說(shuō)，中學(xué)階段所做的實(shí)驗(yàn)基本都是定性地研究物理量間的關(guān)系.定性分析是一種極其重要的科學(xué)方法，定性和半定量化的方法的運(yùn)用，可使我們抓住物理問(wèn)題的本質(zhì)，而不是一下子就陷入對(duì)細(xì)枝末節(jié)的探討.過(guò)度的定量化，容易使學(xué)生迷失在各種形式的數(shù)學(xué)推演和運(yùn)算之中，而傷失了對(duì)豐富而生動(dòng)的物理本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解.過(guò)度的定量化，使物理更為抽象難懂，更容易使學(xué)生傷失學(xué)習(xí)物理的興趣和信心，這些都與物理教學(xué)目的的本意背道而馳的.實(shí)際上許多情況下，定性方法比定量方法更為有效，而且定性和半定量化分析方法的應(yīng)用對(duì)于物理思維能力的提高、科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有更為深刻的意義.一般來(lái)講，定性分析有利于物理問(wèn)題的解決.很多科學(xué)工作者在解決物理問(wèn)題時(shí)總是先理解題意，定性地分析物理過(guò)程及其特征，定性地考慮多個(gè)不同的求解途徑和可能的結(jié)果，最后才選擇合適的方法、途徑去解題.所以，在演示完定性研究的實(shí)驗(yàn)之后，得出關(guān)系式前，應(yīng)和學(xué)生說(shuō)明，得到這個(gè)關(guān)系式的并非就是這個(gè)實(shí)驗(yàn)，而是設(shè)計(jì)更嚴(yán)密的多次實(shí)驗(yàn)最終得到.這樣，學(xué)生也會(huì)逐漸形成一種意識(shí)：要做研究，必須嚴(yán)格、一絲不茍，尊重客觀事實(shí)，來(lái)不得半點(diǎn)虛假.

（二）學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)

學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要部分，在此過(guò)程中也在鍛煉學(xué)生的素質(zhì)，那就是學(xué)會(huì)人與人之間的合作.學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，一般采用合作方式（目前以兩人一組居多）.兩個(gè)學(xué)生或者幾個(gè)學(xué)生一起出主意，一起參與，在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生已經(jīng)開始學(xué)習(xí)扮演不同的角色.比如，其中一位同學(xué)負(fù)責(zé)安排任務(wù)的分配，其中一位負(fù)責(zé)檢查等等.當(dāng)然，也應(yīng)做適當(dāng)?shù)妮啌Q，讓每位學(xué)生都體會(huì)到各個(gè)位置的重要性和不可分割性.將來(lái)他們所要踏入的這個(gè)社會(huì)就是一個(gè)需要人與人合作的社會(huì).在合作的過(guò)程中使學(xué)生養(yǎng)成一種強(qiáng)烈的責(zé)任感，這是一個(gè)合格的現(xiàn)代化人必須具備的素質(zhì)之一.

（三）學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的方法思考問(wèn)題的習(xí)慣

物理教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)認(rèn)真觀察，觀察事物時(shí)，不帶任何的主觀色彩，是自然觀察的方法以及用實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察的方法.物理學(xué)理論的建立一般都遵循著這樣一個(gè)途徑：觀察實(shí)驗(yàn)（廣義的）、進(jìn)行假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)、總結(jié)理論、通過(guò)廣泛的實(shí)踐驗(yàn)證理論……在其他領(lǐng)域，大到科學(xué)理論的建立，小到臺(tái)燈、自行車故障的排除，基本途徑都是相似的.有意識(shí)地沿著這樣的途徑去思考問(wèn)題，尋求解決的方法，是一種重要的能力.物理教學(xué)一直堅(jiān)持對(duì)學(xué)生進(jìn)行“物理學(xué)是從實(shí)踐中來(lái)，到實(shí)踐中去”這樣的教育.

第一，教師應(yīng)注意，不給學(xué)生造成這樣的錯(cuò)誤印象，好像通過(guò)課堂上的一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，收集三五組數(shù)據(jù)就可以得出一個(gè)物理規(guī)律.而是要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，課堂上用于歸納物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)不過(guò)是科學(xué)方法的一種演示.這一點(diǎn)，在前面已經(jīng)提到過(guò).

第二、重視“猜測(cè)”在科學(xué)發(fā)展中的作用.我們一直重視從事實(shí)歸納科學(xué)規(guī)律，而后用演繹的方法利用這些規(guī)律去解決問(wèn)題.這樣的做法是正確的，但有兩點(diǎn)常被忽略.其一，單純的演繹不能得到新的認(rèn)識(shí)；其二，單純的歸納得出的規(guī)律只適用于與原型相同的場(chǎng)合，不能成為普遍規(guī)律.這兩點(diǎn)都告訴我們：創(chuàng)造性思維往往需要猜想.這種猜測(cè)要在一定的知識(shí)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是胡亂猜測(cè).

（四）在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中積累研究問(wèn)題的方法

物理課本中出現(xiàn)的研究問(wèn)題的方法有很多.比如：理想模型、等效替代法、類比推理法、理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法等等.

以類比推理為例.物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它不僅有一定的知識(shí)內(nèi)容，而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系.將新、舊知識(shí)進(jìn)行類比，給學(xué)生以啟示，使學(xué)生易于掌握新知識(shí)，同時(shí)也鞏固了舊知識(shí).

如學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)一節(jié)內(nèi)容時(shí)，“電場(chǎng)”概念的建立是極為重要的，但由于這個(gè)概念比較抽象，學(xué)生一般難以理解.可以用力學(xué)中所學(xué)重力場(chǎng)與之做類比：地球周圍存在著重力場(chǎng)，地球上所有物體都處于重力場(chǎng)中，都受到了地球的作用力——重力.同樣，電荷的周圍存在著電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷有電場(chǎng)力的作用，（如：點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力的作用）.再由物體在重力場(chǎng)中具有與地球位置有關(guān)的重力勢(shì)能，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出，檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中也應(yīng)具有與場(chǎng)源電荷位置有關(guān)的電勢(shì)能.如此類比，相當(dāng)于在新舊知識(shí)間架起了一座橋梁，讓學(xué)生能夠從已掌握的舊知識(shí)中順利地接受和理解新知識(shí).

如講電容器的電容時(shí)，可以用水桶作為例子，不同的水桶，要裝同樣高度的水柱時(shí)所需要的水量是不同的，或者裝同樣的水量產(chǎn)生的水柱高度是不同的，所以不同的水桶都有一個(gè)用來(lái)表示容納水量大小本領(lǐng)的量，那就是橫截面的大??；電容器兩極板間的電勢(shì)差就相當(dāng)與水柱的高度，電量就相當(dāng)于水量，所以對(duì)于電容器的電容的物理意義，讓學(xué)生通過(guò)這樣的類比后，馬上就可以知道是表示容納電荷本領(lǐng)的物理量.

又如：場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)U這兩個(gè)描述電場(chǎng)的物理量，E、U與檢驗(yàn)電荷q之間有無(wú)關(guān)系呢？牛頓第二定律M=F/a，當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體產(chǎn)生的加速度也為零，但物體的質(zhì)量為一定值；再有，歐姆定律中R=U/I，若電阻不接入電路中，U、I均為零，但電阻R卻一定.究其原因，它們都是事物本身的物質(zhì)屬性.這種簡(jiǎn)單的類比，使學(xué)生頓悟：E、U是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，電場(chǎng)是客觀存在的，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)，而定義式：E=F/q、U=ε/q只是定義E、U和計(jì)算E、U大小的，這是一種比值法定義.

學(xué)生在掌握物理知識(shí)的同時(shí)學(xué)到研究解決問(wèn)題的方法，接受新事物的方法，作為學(xué)生本人，如果不喜好物理本身，他可以不用去深究物理量之間的進(jìn)一步關(guān)系，但是學(xué)習(xí)物理的這種方法還是應(yīng)該掌握的.曾經(jīng)有人說(shuō)，學(xué)過(guò)某些知識(shí)之后，把知識(shí)全部遺忘后留下來(lái)的就是素質(zhì).也就是說(shuō)你對(duì)某個(gè)領(lǐng)域擁有多少知識(shí)不是最重要的，最重要的是你掌握了能再學(xué)習(xí)的本領(lǐng).