以動(dòng)能定理為例談高中物理學(xué)科課程方案的建設(shè)

葉海娟褚云杰

(嘉興市第五高級(jí)中學(xué)浙江 嘉興314000)

摘 要：新課程的實(shí)施，要求物理教師不僅要有教學(xué)的意識(shí)，更重要的是要有課程的意識(shí).通過學(xué)科課程方案的建設(shè)，可以有效提高物理教師的課程意識(shí).本文以動(dòng)能定理為例，從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實(shí)施、課程評(píng)價(jià)4個(gè)方面來談物理學(xué)科課程綱要的建設(shè)，以此來規(guī)劃本校物理學(xué)科的長(zhǎng)期發(fā)展.

關(guān)鍵詞：課程綱要?jiǎng)幽芏ɡ碚n程意識(shí)

收稿日期：(2014-09-01)

1問題的提出

眾所周知，我們現(xiàn)在的物理教學(xué)還是采用學(xué)期初制定教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)進(jìn)度表，然后按照計(jì)劃和進(jìn)度表進(jìn)行學(xué)科教學(xué).雖然這種方式也是對(duì)學(xué)年、模塊、單元教學(xué)的整體規(guī)劃，但是教學(xué)計(jì)劃在結(jié)構(gòu)上關(guān)注的是指導(dǎo)思想、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)措施和教學(xué)進(jìn)度，主體是教師.于是很多教師總是從自己的角度去考慮教學(xué)的問題，比如，對(duì)于某一個(gè)高中三年重復(fù)出現(xiàn)的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，教師總是依據(jù)自己的設(shè)想來設(shè)計(jì)教學(xué)的難度和深度.顯然這樣缺少三年一貫制設(shè)計(jì)的主要原因在于教師往往表現(xiàn)出的只有教學(xué)觀，沒有課程觀，缺乏課程的意識(shí).

要提高物理教師的課程觀，要使高中三年物理的學(xué)科教學(xué)有整體的規(guī)劃，也就是說要解決有效教學(xué)過程中的4個(gè)問題：在什么時(shí)候，把什么樣的內(nèi)容，針對(duì)什么樣的學(xué)生，上到什么程度，我們認(rèn)為最有效的方法就是建設(shè)物理學(xué)科的課程方案.考慮到高中物理知識(shí)體系非常的龐雜，我們就選擇其中的一個(gè)綜合性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛、貫穿3年物理教學(xué)始終的知識(shí)點(diǎn)為例，談?wù)劯咧形锢韺W(xué)科課程建設(shè).毫無疑問具備這樣特征的知識(shí)點(diǎn)就是動(dòng)能定理.

2物理學(xué)科課程方案的界定

所謂物理學(xué)科課程方案，就是指物理教師依據(jù)物理學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)和物理教材編制的某年段、某門課程、體現(xiàn)課程元素、指導(dǎo)學(xué)生“學(xué)”與教師“教”的計(jì)劃.物理學(xué)科課程方案主要解決物理教學(xué)內(nèi)容的時(shí)間序列問題和教學(xué)內(nèi)容的空間結(jié)構(gòu)性問題.

學(xué)科課程方案與教案、教學(xué)進(jìn)度表的主要區(qū)別在于課程方案完整地體現(xiàn)了課程元素——課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程實(shí)施與課程評(píng)價(jià).本文就以動(dòng)能定理為例談?wù)n程的這4個(gè)元素.

3例談物理學(xué)科課程方案的建設(shè)

學(xué)科課程方案的建設(shè)要點(diǎn)主要是回答4個(gè)問題：第一，我們要把學(xué)生帶到哪里去(即課程目標(biāo))；第二，基本的素材或活動(dòng)是什么(即課程內(nèi)容)；第三，我們要怎樣帶他們?nèi)?即課程實(shí)施)；第四，我們?cè)鯓又浪麄円呀?jīng)到了哪里(即課程評(píng)價(jià)).下面筆者以動(dòng)能定理為例分別闡述.

3.1例談?wù)n程目標(biāo)

3.1.1課程目標(biāo)的定義及確定方法

所謂課程目標(biāo)是定位于教育內(nèi)部的教育與學(xué)生的關(guān)系，是一個(gè)相對(duì)狹窄而具體化的視角，它的涵蓋面是特定的，主要指“教育目標(biāo)”.在狹義上，包含“教育目的”、“培養(yǎng)目標(biāo)”、“課程教學(xué)目的”和“教學(xué)目標(biāo)”.課程目標(biāo)具有整體性、階段性、持續(xù)性、層次性和遞進(jìn)性的特點(diǎn).

為了使課程目標(biāo)的確定更具合理性和有效性，我們采用逆向教學(xué)設(shè)計(jì)，即從所追求的結(jié)果(目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn))出發(fā)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所要求的學(xué)習(xí)證據(jù)(或表現(xiàn))和用以協(xié)助學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行課程目標(biāo)的設(shè)定.

3.1.2從高考考試說明的角度談高三出口目標(biāo)

高考的考試說明中規(guī)定了各部分知識(shí)點(diǎn)的考試要求，以動(dòng)能定理為例，高考的考試要求為Ⅱ級(jí)要求，即對(duì)動(dòng)能定理要理解其確切含義及其與其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠進(jìn)行敘述和解釋，并能在實(shí)際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用.相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的“理解”和“應(yīng)用”.下面通過展示2011年的高考真題來說明動(dòng)能定理在高三時(shí)應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)目標(biāo).

(1)轎車從90 km/h在平直公路上勻速行駛，所受阻力F阻的大?。?/p>

(2)轎車從90 km/h減速到72 km/h過程中，獲得的電能E電；

(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電，維持在72 km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′.

代入數(shù)據(jù)得

Pt=1.575×105J

電源獲得的電能為

例題分析：本題是以動(dòng)能定理獨(dú)立命題的，重點(diǎn)考查從變力做功的角度運(yùn)用動(dòng)能定理.

從命題風(fēng)格來看，越來越趨向于以應(yīng)用的問題出現(xiàn)(包括2009年浙江卷的“玩具車工作時(shí)間”和2013年浙江卷的“電子感應(yīng)加速器”). 這些試題打破了過去那種建立在理想化模型基礎(chǔ)上的命題思想，要求學(xué)生理解相關(guān)問題的物理過程與本質(zhì)，建立物理模型，通過運(yùn)用物理規(guī)律和方法解決實(shí)際問題.考查了學(xué)生的理解能力、推理能力、應(yīng)用能力和探究能力.

根據(jù)上述試題的解答和分析，我們期望學(xué)生在完成高三復(fù)習(xí)后所達(dá)到的目標(biāo)為：

(1)熟練掌握運(yùn)用動(dòng)能定理求變力做功的方法(電場(chǎng)力做功、安培力做功、彈簧彈力做功、克服阻力做功、牽引力做功等等)；

(2)掌握運(yùn)用動(dòng)能定理所涉及到的物理過程的分析；

(3)通過聯(lián)系科技和生活實(shí)際情景的問題設(shè)計(jì)，提高學(xué)生理解物理本質(zhì)、物理建模的能力.

即高考中的試題是以動(dòng)能定理為載體考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力，或者是對(duì)動(dòng)能定理的宏觀考查.如果用一句話來概括，那就是：學(xué)會(huì)“領(lǐng)悟”動(dòng)能定理.基于這樣的期望目標(biāo)，我們就來預(yù)設(shè)進(jìn)入高三時(shí)(即高考復(fù)習(xí)之前)應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo).

3.1.3從高三的出口目標(biāo)談高三入口目標(biāo)(即高二出口目標(biāo))

由于高三的復(fù)習(xí)(尤其是二輪復(fù)習(xí))是力學(xué)和電學(xué)統(tǒng)整的復(fù)習(xí)，重點(diǎn)提高學(xué)生把動(dòng)能定理運(yùn)用到具體情境中的能力，而對(duì)于動(dòng)能定理概念本身的理解、動(dòng)能定理在電磁場(chǎng)中的基本運(yùn)用,以及如何把動(dòng)能定理用在求變力做功的問題上等細(xì)節(jié)方面并不是高三動(dòng)能定理教學(xué)的重點(diǎn).

所以經(jīng)過高二的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該在利用動(dòng)能定理解題的一些細(xì)節(jié)上有清晰的認(rèn)識(shí).也就是說在進(jìn)入高三的時(shí)候，學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的認(rèn)識(shí)應(yīng)該達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求：

(1)能從牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)出動(dòng)能定理；

(2)掌握利用動(dòng)能定理解決變力做功的基本方法；

(3)基本掌握在電場(chǎng)中利用動(dòng)能定理解決與電場(chǎng)力做功相關(guān)的基本問題；

(4)基本掌握在電磁感應(yīng)中利用動(dòng)能定理解決與安培力做功相關(guān)的基本問題.

同樣，如果用一句話來概括，那就是：學(xué)會(huì)“運(yùn)用”動(dòng)能定理.基于這樣的期望目標(biāo)，我們就可以再次來預(yù)設(shè)進(jìn)入高二時(shí)應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo).

3.1.4從高二的出口目標(biāo)談高二入口目標(biāo)(即高一出口目標(biāo))

經(jīng)過前面的敘述，我們了解到高二是“運(yùn)用”動(dòng)能定理的階段，也就是說高二階段的動(dòng)能定理是以方法的形式出現(xiàn).那么在高一階段動(dòng)能定理就是以一種知識(shí)的形式出現(xiàn).為了能在高二階段更好地運(yùn)用動(dòng)能定理，我們應(yīng)該對(duì)動(dòng)能定理的新課教學(xué)的目標(biāo)確定如下：

(1)掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式，理解動(dòng)能定理的物理意義；

(2)知道動(dòng)能定理既可用于恒力做功，也可用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)的情況；

(3)會(huì)利用動(dòng)能定理解決單個(gè)物體的有關(guān)問題；

(4)通過與牛頓定律解題的比較，來樹立用動(dòng)能定理解題的意識(shí).

最后一點(diǎn)的目標(biāo)，我們覺得尤其重要，因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)動(dòng)能定理之前，已經(jīng)習(xí)慣于用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解決問題，面對(duì)這突如其來的動(dòng)能定理從感情上和習(xí)慣上都難以接受，在解題時(shí)，學(xué)生會(huì)不知不覺中還是用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來處理問題.動(dòng)能定理不僅僅是學(xué)習(xí)和處理相關(guān)問題的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是一種思想觀念的轉(zhuǎn)變，是學(xué)生從此建立能量觀點(diǎn)的起點(diǎn)，從某種意義上說，學(xué)生樹立了能量觀點(diǎn)，真正建立了能量的思想，也就得到了高中物理學(xué)的真諦.所以，同樣用一句話來概括，那就是：學(xué)會(huì)“接受”動(dòng)能定理.

3.1.5鑒于我校實(shí)情的課程目標(biāo)的下調(diào)

由于我校屬于本地區(qū)中等程度的學(xué)校，學(xué)生的生源質(zhì)量一般，學(xué)生的獨(dú)立思考能力和分析、解決問題的能力都有欠缺，所以要對(duì)上述不同階段提出的課程目標(biāo)加以下調(diào).比如,高三階段對(duì)于過程復(fù)雜、模型建立困難的問題降低要求；高二階段對(duì)于需要多次重復(fù)使用動(dòng)能定理的問題降低要求；高一階段對(duì)于變力做功較復(fù)雜的問題降低要求.

3.2例談?wù)n程內(nèi)容

3.2.1課程內(nèi)容的定義

課程內(nèi)容是指各門學(xué)科中特定的事實(shí)、觀點(diǎn)、原理和問題及其處理方式，它是學(xué)習(xí)的對(duì)象，源于社會(huì)文化，并隨著社會(huì)文化的發(fā)展而不斷發(fā)展變化.

3.2.2從三年的統(tǒng)籌考慮課程內(nèi)容的選擇

高一階段，課程內(nèi)容的選擇應(yīng)該具有基礎(chǔ)性.以動(dòng)能定理為例，必修2課本上的內(nèi)容就可以滿足這樣的要求，同時(shí)也可以做適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展.比如，通過設(shè)置問題讓學(xué)生比較利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理解題的不同特點(diǎn),從而接受利用動(dòng)能定理解題的方法.同時(shí)應(yīng)該適當(dāng)補(bǔ)充利用動(dòng)能定理來求解變力做功的一些簡(jiǎn)單問題,使學(xué)生體會(huì)到動(dòng)能定理的優(yōu)勢(shì).

高二階段,課程內(nèi)容的選擇應(yīng)該具有螺旋式.以動(dòng)能定理為例，在電場(chǎng)能的性質(zhì)和電磁感應(yīng)的能量問題這兩個(gè)方面都要用到動(dòng)能定理，所以這部分內(nèi)容的教學(xué)，一方面要對(duì)于動(dòng)能定理進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)，另一方面要指導(dǎo)學(xué)生在電學(xué)中使用動(dòng)能定理，尤其是結(jié)合電場(chǎng)力做功和安培力做功的特點(diǎn)來進(jìn)行動(dòng)能定理的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理認(rèn)識(shí)有螺旋式上升的過程.

高三階段,課程內(nèi)容的選擇應(yīng)貼近社會(huì)生活.以動(dòng)能定理為例，高考中涉及到利用動(dòng)能定理解題的問題都是從實(shí)際生產(chǎn)和生活中抽象出來.因此在高三動(dòng)能定理復(fù)習(xí)時(shí)，不應(yīng)該只是復(fù)習(xí)動(dòng)能定理本身的概念和理解，而應(yīng)該著重于利用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，也就是說培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)際問題的建模能力來掌握動(dòng)能定理的運(yùn)用.

3.3例談?wù)n程實(shí)施

3.3.1課程實(shí)施的定義

課程實(shí)施是指對(duì)已經(jīng)設(shè)定的課程方案中的內(nèi)容進(jìn)行落實(shí)的過程.實(shí)際上就是通過教師來理解課程、執(zhí)行課程的過程.課程的實(shí)施主要是通過課堂教學(xué)的變革來實(shí)現(xiàn).

3.3.2從課堂教學(xué)的變革談?wù)n程實(shí)施

傳統(tǒng)的動(dòng)能定理的教學(xué)還是以講授法進(jìn)行教學(xué)，通過動(dòng)能定理的推導(dǎo)、應(yīng)用、總結(jié)步驟等方式進(jìn)行.新課程的要求是培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.因此，我們可以通過以“三步內(nèi)化、自主課堂”為策略的課堂教學(xué)變革來改進(jìn)動(dòng)能定理的教學(xué).

第一步：自主內(nèi)化，就是以學(xué)案為引導(dǎo)，自主學(xué)習(xí)動(dòng)能定理的內(nèi)容及應(yīng)用，主要是通過自學(xué)可以知道自己已經(jīng)掌握哪些內(nèi)容，還不知道哪些內(nèi)容.第二步：互助內(nèi)化，通過小組展示、交流自主學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)成果，使彼此得到啟發(fā)，互相啟發(fā)利用動(dòng)能定理的解題方法.第三步：鞏固內(nèi)化，教師通過典型例題和變式訓(xùn)練來查漏補(bǔ)缺，進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)的成果.

3.4例談?wù)n程評(píng)價(jià)

3.4.1課程評(píng)價(jià)的含義

課程評(píng)價(jià)是指檢查課程的目標(biāo)、編訂和實(shí)施是否實(shí)現(xiàn)了教育目的，實(shí)現(xiàn)的程度如何，以判定課程設(shè)計(jì)的效果，并據(jù)此作出改進(jìn)課程的決策.課程評(píng)價(jià)體系的建立應(yīng)該從評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)主體這4個(gè)方面來體現(xiàn).

3.4.2基于目標(biāo)的評(píng)價(jià)內(nèi)容

課程評(píng)價(jià)內(nèi)容的確定要建立在課程目標(biāo)和課程實(shí)施情況的基礎(chǔ)上.以動(dòng)能定理為例，前面我們已經(jīng)設(shè)定了動(dòng)能定理在不同階段的課程目標(biāo)，所以在確定評(píng)價(jià)內(nèi)容時(shí)要和課程目標(biāo)相統(tǒng)一，即高一階段評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要集中在動(dòng)能定理概念的理解和基本的應(yīng)用情況；高二階段評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要集中在動(dòng)能定理在電磁場(chǎng)中的運(yùn)用以及利用動(dòng)能定理解決變力做功的問題；高三階段評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要集中在動(dòng)能定理在實(shí)際情況下的運(yùn)用.

3.4.3基于多樣化的評(píng)價(jià)方式

在實(shí)際教學(xué)中，教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)關(guān)系到民主、平等的教學(xué)氛圍的形成，關(guān)系到學(xué)生個(gè)性的發(fā)展、人生觀和世界觀的形成.新課程的課程評(píng)價(jià)要求過程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)相并重，也就是說不能單靠一張?jiān)嚲韥硗瓿稍u(píng)價(jià)，要結(jié)合學(xué)生的自評(píng)或者互評(píng)，還可以通過教師反饋評(píng)價(jià)、生生互饋評(píng)價(jià)等多樣化的評(píng)價(jià)方式來完成評(píng)價(jià)，比如說通過“我為同桌命題”等小活動(dòng)來轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)的方式.

3.4.4基于考試的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

所謂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是指人們?cè)谠u(píng)價(jià)活動(dòng)中應(yīng)用于對(duì)象的價(jià)值尺度和界限，是指相對(duì)于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則所規(guī)定的方面，所確定的優(yōu)良程度的要求，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有助于引導(dǎo)被評(píng)價(jià)者向何處努力的作用.以物理學(xué)科而言，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是考試的問題.在高中學(xué)習(xí)的不同階段，我們可以設(shè)置不同層次的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).以動(dòng)能定理為例，高一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立在如何從牛頓定律中擺脫出來，接受利用動(dòng)能定理來解題；高二的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立在如何在電學(xué)問題中，在變力做功的情況下運(yùn)用動(dòng)能定理；高三的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立在如何在實(shí)際問題中提取物理模型領(lǐng)悟動(dòng)能定理.

3.4.5基于多元化的評(píng)價(jià)主體

傳統(tǒng)評(píng)價(jià)主體的單一化和直線化導(dǎo)致評(píng)價(jià)缺乏民主性和全面性，新課程的評(píng)價(jià)主體由單純的他人評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向多主體評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)活動(dòng)變成學(xué)生主動(dòng)參與、自我反思、自我教育、自我發(fā)展的過程.

4進(jìn)一步的思考

4.1不同知識(shí)點(diǎn)的統(tǒng)整

由于高中物理是個(gè)龐大的體系，很多問題涉及到的知識(shí)點(diǎn)可能不止一個(gè)，在很多的問題情境中，動(dòng)能定理只是解題的一部分或者說是關(guān)鍵，但不是全部，也就是說我們可以通過不同情境下的動(dòng)能定理的不同使用方法來對(duì)動(dòng)能定理進(jìn)行歸類，制定在不同場(chǎng)合動(dòng)能定理應(yīng)該達(dá)到的要求，從而完成不同知識(shí)點(diǎn)的統(tǒng)整.

4.2把“課程綱要”轉(zhuǎn)化為“學(xué)程綱要”

我們教師在制定課程方案時(shí)，可以讓學(xué)生參與其中(最好是高三的學(xué)生)，這樣制定的課程方案才是真正符合本校學(xué)生的實(shí)際情況.同時(shí)我們可以把制定好的課程方案發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生知道三年的課程規(guī)劃和具體要求，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的整體性的提高有較大的幫助.

5結(jié)束語

物理學(xué)科課程方案的建設(shè)，可以有效改變當(dāng)前物理教學(xué)的現(xiàn)狀，同時(shí)提高教師的專業(yè)能力，從而滿足新課程的要求，真正做到提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).