□陳報(bào)南

（浙江師范大學(xué)附屬中學(xué)，浙江金華321004）

高中物理教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的“三個(gè)點(diǎn)”

□陳報(bào)南

（浙江師范大學(xué)附屬中學(xué)，浙江金華321004）

高中物理教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的“三個(gè)點(diǎn)”——“興趣點(diǎn)”、“困惑點(diǎn)”和“隱性點(diǎn)”，這是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的一種有效方法.關(guān)注“興趣點(diǎn)”的策略是利用實(shí)驗(yàn)、物理學(xué)史、物理學(xué)悖論來(lái)激發(fā)學(xué)生的“興趣點(diǎn)”.關(guān)注“困惑點(diǎn)”的策略是從“興趣點(diǎn)”中提煉出“困惑點(diǎn)”、在科學(xué)探究中增添“困惑點(diǎn)”.關(guān)注“隱性點(diǎn)”的策略是暴露學(xué)生錯(cuò)誤的“隱性點(diǎn)”、點(diǎn)破學(xué)生視而未見(jiàn)的“隱性點(diǎn)”.

核心素養(yǎng)；物理教學(xué)；興趣點(diǎn)；困惑點(diǎn)；隱性點(diǎn)

物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是本次基礎(chǔ)教育課程改革的根本目標(biāo).如何讓物理核心素養(yǎng)落地，是廣大高中物理教師都在思考的問(wèn)題.在實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，高中物理教學(xué)要關(guān)注學(xué)生的“三個(gè)點(diǎn)”，即“興趣點(diǎn)”、“困惑點(diǎn)”和“隱性點(diǎn)”.這是發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一種有效策略.選擇這“三個(gè)點(diǎn)”的理由是：關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的“興趣點(diǎn)”，目的是激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維；關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的“困惑點(diǎn)”，目的是破解學(xué)生的疑問(wèn)；關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的“隱性點(diǎn)”，目的是暴露隱藏在學(xué)生內(nèi)心深處的錯(cuò)誤觀(guān)念，點(diǎn)破學(xué)生沒(méi)有看到的隱蔽之處.

一、關(guān)注學(xué)生的“興趣點(diǎn)”

所謂興趣是最好的老師.教育學(xué)、心理學(xué)的研究均表明：只有學(xué)生感興趣的東西，他才樂(lè)學(xué)；只有樂(lè)學(xué)，才能掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，才能克服困難把它學(xué)好.學(xué)生如果對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，就會(huì)充分發(fā)揮自己的積極性和主動(dòng)性，變得想學(xué)習(xí)、愛(ài)學(xué)習(xí)、會(huì)學(xué)習(xí).因此，要發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，首要一點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣點(diǎn).“興趣點(diǎn)”是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維的起點(diǎn)，需要教師激發(fā).關(guān)注學(xué)生的“興趣點(diǎn)”，主要有三種策略.

（一）用新奇的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生“興趣點(diǎn)”

新奇的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)墚a(chǎn)生物理學(xué)習(xí)的“興趣點(diǎn)”，能激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的欲望.例如，在機(jī)械能守恒定律的教學(xué)中，用一根長(zhǎng)繩懸掛一個(gè)鉛球來(lái)演示.教師背靠墻壁站著不動(dòng)，一位學(xué)生將鉛球拉開(kāi)較大的角度使之貼近教師的鼻子.學(xué)生放手后，鉛球擺動(dòng)起來(lái).很多學(xué)生都感到擔(dān)心，生怕擺回來(lái)的鉛球會(huì)砸破教師的鼻子.結(jié)果，教師安然無(wú)恙.學(xué)生感到非常驚訝.驚險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，引發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的“興趣點(diǎn)”——擺回的鉛球?yàn)槭裁床粫?huì)撞破教師的鼻子？為下一步科學(xué)探究做好了準(zhǔn)備.

（二）用有趣的物理學(xué)史引發(fā)“興趣點(diǎn)”

物理學(xué)史中有很多有趣的事實(shí)，如經(jīng)教師挖掘、運(yùn)用，能有效引發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的“興趣點(diǎn)”.例如，在能量守恒定律的學(xué)習(xí)中，教師介紹1914年的“能量失竊案”.當(dāng)時(shí)，查德威克在做放射性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象.原子核A放射出β粒子后，變成原子核B，原子核B與β粒子的總能量卻比變化前原子核A的總能量要小.能量哪里去了，是被誰(shuí)偷走了嗎？對(duì)此，有人認(rèn)為，在微觀(guān)領(lǐng)域里，能量不再守恒；也有人認(rèn)為，不管是宏觀(guān)世界還是微觀(guān)世界，只要有能量轉(zhuǎn)化，就一定遵守能量守恒定律.能量守恒定律是否普遍適用，真實(shí)的情況到底是怎樣的？簡(jiǎn)明有趣的物理學(xué)史，激起了學(xué)生一探究竟的欲望.

（三）用物理學(xué)悖論激發(fā)“興趣點(diǎn)”

有些物理問(wèn)題如果直白地說(shuō)明，教學(xué)就會(huì)顯得死板.如果教師設(shè)置一些含有物理悖論的情境，學(xué)生通過(guò)理論推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)其矛盾之處，效果就明顯不同.它能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣點(diǎn).

案例：光的全反射教學(xué)

設(shè)置情境：已知玻璃的折射率為1.5，光從玻璃斜射入空氣中，入射角為60°，求折射角的大小.

設(shè)置理由：學(xué)生有一個(gè)前概念，認(rèn)為光的折射定律是普遍適用的，如果已知折射率和入射角大小，就能根據(jù)光的折射定律求出折射角的大小.通過(guò)這一問(wèn)題情境的求解，引發(fā)悖論，產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突，通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而順利建立光的全反射概念.

12≈1.30＞1，發(fā)現(xiàn)與實(shí)際情況相矛盾.到底是什么原因造成sinθ1＞1的？是光的折射定律錯(cuò)了嗎，好像又不是.

二、關(guān)注學(xué)生的“困惑點(diǎn)”

物理教學(xué)中，興趣點(diǎn)的激發(fā)只是一個(gè)引子，關(guān)鍵還需解決學(xué)生物理學(xué)習(xí)的困惑點(diǎn).學(xué)生所糾結(jié)和困惑的問(wèn)題，都是學(xué)習(xí)中的“困惑點(diǎn)”，每一個(gè)“困惑點(diǎn)”的突破都意味著科學(xué)思維的發(fā)展.

（一）從“興趣點(diǎn)”中提煉出“困惑點(diǎn)”

還以上述光的全反射教學(xué)為例.在興趣點(diǎn)激發(fā)之后，接下來(lái)的工作就是確定困惑點(diǎn).如以“光的折射定律還能用嗎”為“困惑點(diǎn)”.然后對(duì)困惑點(diǎn)進(jìn)行理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.引導(dǎo)學(xué)生從理論上進(jìn)行分析.①由得sinθ1＞sinθ2，θ1＞θ2，即光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角θ1大于入射角θ2.②光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，由n 為一定值，可知：如入射角θ2增大，則折射角θ1也跟著增大.③當(dāng)入射角 θ2增大到某一值（小于60°）時(shí)，折射角就已達(dá)到90°.再用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證.利用激光演示儀，讓激光射到半圓形玻璃磚上，使光從玻璃射入空氣中的入射角由小增大，發(fā)現(xiàn)入射角增大到某一小于60°的角度時(shí)，折射光線(xiàn)剛好消失.入射角為60°時(shí)，已無(wú)折射光線(xiàn)，因此光的折射定律是正確的，只不過(guò)沒(méi)有了折射光線(xiàn)，求解折射角大小也就失去了意義.原有問(wèn)題只是一個(gè)假問(wèn)題而已.

（二）在科學(xué)探究中增添“困惑點(diǎn)”

人類(lèi)對(duì)物理概念、物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程并非是一帆風(fēng)順的，而是曲曲折折的.在物理教學(xué)中，需要設(shè)置情境，讓學(xué)生經(jīng)歷人類(lèi)認(rèn)識(shí)物理概念、規(guī)律的“困惑點(diǎn)”.目的是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度.

案例：光的折射定律的發(fā)現(xiàn).

實(shí)驗(yàn)演示：光從空氣斜射入玻璃，測(cè)出小角度范圍內(nèi)的入射角與折射角如表1所示.然后讓學(xué)生尋找小角度入射角（5°～30°）與折射角的關(guān)系，學(xué)生自然想到直接找兩者的比值關(guān)系.發(fā)現(xiàn)的值接近1.53.看來(lái)，光從空氣斜射入玻璃時(shí)，折射角與入射角成正比關(guān)系.繼續(xù)增大入射角，記錄入射角（40°～80°）所對(duì)應(yīng)的折射角大小，求出的值.學(xué)生發(fā)現(xiàn)在入射角較大時(shí)的值不再與入射角較小時(shí)的值相近.說(shuō)明，光從空氣斜射入玻璃，入射角較大時(shí)，折射角與入射角不再成正比關(guān)系.與學(xué)生原先的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)發(fā)生了矛盾.這就是教師在教學(xué)中設(shè)置的一個(gè)“困惑點(diǎn)”.

表1 尋找入射角與折射角的關(guān)系

教師引導(dǎo)學(xué)生跳出簡(jiǎn)單的比值方法，采用其他數(shù)學(xué)方法如求三角函數(shù)值再相比的方法來(lái)尋找光的折射規(guī)律.學(xué)生通過(guò)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)的值在入射角較小、較大時(shí)都是一個(gè)定值.說(shuō)明，光從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比關(guān)系.

學(xué)生的科學(xué)思維，就在感受困惑點(diǎn)、突破困惑點(diǎn)中得到發(fā)展.這樣的經(jīng)歷是非常寶貴的，它是學(xué)生發(fā)展物理素養(yǎng)不可或缺的重要途徑.

三、關(guān)注學(xué)生的“隱性點(diǎn)”

關(guān)注學(xué)生的“隱性點(diǎn)”包括兩個(gè)方面，一是關(guān)注學(xué)生心中隱藏的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)；二是關(guān)注學(xué)生沒(méi)有看到的隱蔽之處.暴露學(xué)生內(nèi)心隱藏的錯(cuò)誤觀(guān)點(diǎn)，才能使教學(xué)做到對(duì)癥下藥.點(diǎn)破學(xué)生沒(méi)有看到的隱蔽之處，才能使學(xué)生學(xué)到的東西能夠融會(huì)貫通，自成一體.關(guān)注學(xué)生“隱性點(diǎn)”的具體策略主要有兩個(gè).

（一）挖掘錯(cuò)誤的“隱性點(diǎn)”

學(xué)生的錯(cuò)誤觀(guān)念常常隱藏在他們的內(nèi)心深處.教師在教學(xué)中，需要關(guān)注學(xué)生錯(cuò)誤的“隱性點(diǎn)”.教師設(shè)置情境，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，目的是暴露學(xué)生的“隱性問(wèn)題”.

例如，電容概念“隱性點(diǎn)”的挖掘.

情境：教師出示超級(jí)電容器的圖片，如圖1所示.

圖1

提問(wèn)1：從這個(gè)圖片上，你能獲得哪些信息？

學(xué)生容易說(shuō)出：2.7V，3000F，電容器有正、負(fù)極.

提問(wèn)2：有了這些信息，你能得出哪些相關(guān)的結(jié)論？

學(xué)生可能會(huì)說(shuō)出：①電容器的額定電壓是2.7V；②電容器的擊穿電壓是2.7V；③電容器的電容是3000F；④電容器充滿(mǎn)電時(shí)，電容器所帶的電荷量是8.1×103C；⑤電容器充電時(shí)，左端與電源的正極相接，右端與電源的負(fù)極相接，不能接錯(cuò).根據(jù)說(shuō)法①、②，教師需要組織學(xué)生討論電容器上所標(biāo)電壓值的含義.

提問(wèn)3：根據(jù)這些信息，你還能提出哪些問(wèn)題？

有學(xué)生提出：電容器兩端的電壓是2.7V時(shí)，電容器的電容是3000F.這一問(wèn)題暴露了很多學(xué)生心中的想法，需要進(jìn)一步討論.教師可以追問(wèn)：電容器不帶電時(shí)，電容器的電容是多少？然后組織學(xué)生討論電容大小的決定因素.

通過(guò)這種借助物理情境，組織學(xué)生討論開(kāi)放性的物理問(wèn)題，能很好地暴露學(xué)生概念學(xué)習(xí)中的“隱性”錯(cuò)誤，鞏固學(xué)生所學(xué)的概念、規(guī)律.學(xué)生在“獲取信息——辨析疑難——提出問(wèn)題——討論總結(jié)”中，發(fā)展了科學(xué)思維，形成了物理觀(guān)念.

（二）點(diǎn)破無(wú)視的“隱性點(diǎn)”

由于思維定勢(shì)的影響，大多數(shù)學(xué)生對(duì)一些物理問(wèn)題會(huì)熟視無(wú)睹，看不到這些物理問(wèn)題中隱藏的本質(zhì)內(nèi)容.這時(shí)，需教師點(diǎn)破他們所無(wú)視的“隱性點(diǎn)”.

案例：重力做功規(guī)律的教學(xué)，如圖2所示.

圖2

情境1：小球從A點(diǎn)沿豎直方向下落到B點(diǎn)，下落高度為h，求重力所做的功.

情境2：小球從A點(diǎn)沿傾斜直線(xiàn)向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，下落高度為h，求重力所做的功.

情境3：小球從A點(diǎn)沿曲線(xiàn)路徑向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，下落高度為h，求重力所做的功.

對(duì)于情境1：學(xué)生認(rèn)為，重力方向與位移方向一致，重力做功為WG=mgh.

對(duì)于情境2：學(xué)生認(rèn)為，重力方向與位移方向夾角為θ，重力做功為WG=mglcosθ=mgh.

對(duì)于情境3：大部分學(xué)生都提出用微元法，將曲線(xiàn)分割成很多段微小的直線(xiàn)段，每一小段中重力做功等同于情境2中的情況，做功為ΔWG=mgΔh，則全過(guò)程中重力 做 功為 WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+…即WG=mgh.

教師表示肯定的態(tài)度.但學(xué)生沒(méi)有看到一個(gè)更為本質(zhì)的問(wèn)題：實(shí)際上，由于重力是恒力的緣故，在上述三種情境中，均可以用恒力做功的方法來(lái)求解.重力所做的功都等于重力與重力方向上位移大小的乘積.因此，教師做進(jìn)一步的提問(wèn)：對(duì)于情境3中重力做功的問(wèn)題，還有更簡(jiǎn)潔的求解方法嗎？能否從更為一般的角度來(lái)求解.

個(gè)別學(xué)生提出：由于重力是一個(gè)恒力，物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，物體沿重力方向通過(guò)的位移是h，根據(jù)恒力做功特點(diǎn)可以推知，重力所做的功就是重力與重力方向上位移大小的乘積，即WG=mgh.

教師給予充分的肯定，繼續(xù)點(diǎn)破：從上述三種情境中看，我們可以發(fā)現(xiàn)重力做功有什么特點(diǎn)？

至此，學(xué)生能夠說(shuō)出，重力做功與路徑無(wú)關(guān)，而取決于物體的始末位置.

四、結(jié)語(yǔ)

總之，在高中物理教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生的“三個(gè)點(diǎn)”，即關(guān)注學(xué)生的“興趣點(diǎn)”、關(guān)注學(xué)生的“困惑點(diǎn)”和關(guān)注學(xué)生的“隱性點(diǎn)”.值得注意的是：第一，它的提出并非空穴來(lái)風(fēng)，而是立足于“以學(xué)習(xí)者為中心”教學(xué)觀(guān)基礎(chǔ)上所提出的教學(xué)策略；第二，實(shí)踐表明，能有效地提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)；第三，發(fā)展學(xué)生的物理素養(yǎng)，要從關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程開(kāi)始，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)有多種答案，本文所說(shuō)的僅是其中一種比較理想的答案.