一種生命載體的課程資源

摘要：教師頭腦中儲(chǔ)備的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，是一種生命載體課程資源，它存之有效、取之便捷且與身俱在。中學(xué)物理教師可以在語(yǔ)言文學(xué)、教學(xué)案例、典型習(xí)題、物理實(shí)驗(yàn)、故事素材等方面有意識(shí)地加以收集儲(chǔ)備。

關(guān)鍵詞：生命載體；課程資源；頭腦儲(chǔ)備

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2007)12(S)-0008-3

成熟教師與職初教師的區(qū)別主要在于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的有無(wú)和與教師專(zhuān)業(yè)有關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備的多寡。優(yōu)秀教師與普通教師的區(qū)別主要在于是否能夠開(kāi)展有效的教育研究與反思，在積累基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新。一位教師能夠有意識(shí)地注重教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備，是不斷走向成熟的橋梁和專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的基礎(chǔ)。在出版物琳瑯滿(mǎn)目和互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，教師可以通過(guò)文本儲(chǔ)存和電磁介質(zhì)（磁盤(pán)、光盤(pán)）儲(chǔ)存，來(lái)豐富自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，可以通過(guò)搜索引擎即點(diǎn)即用，但是教師的大腦儲(chǔ)備仍必不可少。因?yàn)樗且环N最重要最直接的生命載體，這種兼具條件性和素材性的課程資源，在開(kāi)發(fā)、利用、鑒別其它課程資源中起著主導(dǎo)和決定的作用。同時(shí)由于它與身俱在，存取自由，可以有感而發(fā)，油然而生，信手拈來(lái)，比其它非生命的載體更有效，更便捷。中學(xué)物理教師除了應(yīng)掌握系統(tǒng)的物理學(xué)科理論以外，還應(yīng)有哪些專(zhuān)業(yè)知識(shí)作為大腦儲(chǔ)備呢？

1 語(yǔ)言文學(xué)類(lèi)儲(chǔ)備

要想把物理世界的美展示給學(xué)生，教師不僅要有準(zhǔn)確、生動(dòng)、優(yōu)美的語(yǔ)言，而且要求教師具有豐富的文學(xué)知識(shí)、修辭知識(shí)、民間諺語(yǔ)與成語(yǔ)典故的積累。因?yàn)槲牟娠h逸才能沁人心脾，理文結(jié)合能夠增進(jìn)教學(xué)情趣。因此增加語(yǔ)言文學(xué)知識(shí)的儲(chǔ)備應(yīng)成為物理教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的一個(gè)維度。

唐詩(shī)宋詞是我國(guó)文學(xué)寶庫(kù)中流光溢彩的明珠，詩(shī)詞名句恰到好處的引用，可以使課堂教學(xué)增色。

“滿(mǎn)眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來(lái)迎”，是敦煌曲詞，用它來(lái)引入?yún)⒄障档慕虒W(xué)十分貼切。

“掬水月在手，弄花香滿(mǎn)衣”，前半句寫(xiě)月光反射成像，后半句寫(xiě)分子運(yùn)動(dòng)花香拈裳，富有生活情趣。

“日出江花紅似火，春來(lái)江水綠如藍(lán)”，“夕陽(yáng)返照桃花渡，柳絮飛來(lái)片片紅”。描寫(xiě)日出和夕照，異曲同工，它們都反映了光的散射、反射和吸收原理。

“只憑風(fēng)力健，不假羽毛豐。紅線凌空去，青云有路通。”引出風(fēng)箏的受力分析恰到好處。

“鑿壁偷光”、“一葉障目，不見(jiàn)泰山”，說(shuō)明了光的直線傳播。“四兩撥千斤”說(shuō)的是杠桿放大的原理。“不見(jiàn)其人可聞其聲”說(shuō)的是聲音的衍射。天氣諺語(yǔ)中“西虹跨過(guò)天，有雨在眼前”“朝看東南晚看西北”，說(shuō)的是地球自轉(zhuǎn)、氣團(tuán)位置與下雨的關(guān)系。

物理教師自己創(chuàng)造的“電動(dòng)生磁，磁動(dòng)生電”，“靜中有動(dòng)，動(dòng)中有靜”等語(yǔ)言，既概括了物理規(guī)律，又蘊(yùn)含豐富哲理，是教師自身創(chuàng)造智慧的釋放。

2 教學(xué)案例類(lèi)儲(chǔ)備

教學(xué)案例是對(duì)一個(gè)實(shí)際教學(xué)情景的描述，它包括了一個(gè)或多個(gè)疑難問(wèn)題，同時(shí)也包含了解決問(wèn)題的方法。顧冷沅先生認(rèn)為，案例是教學(xué)問(wèn)題解決的源泉；教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)的階梯；教學(xué)理論的故鄉(xiāng)。一個(gè)成熟的物理教師頭腦中肯定會(huì)儲(chǔ)有多個(gè)成功的教學(xué)案例。它山之石，可以攻玉。

在加速度概念教學(xué)中，加速度與速度、速度變化的區(qū)別往往是教學(xué)的難點(diǎn)。幾十年來(lái)一直困擾著一屆屆的高一學(xué)生。八十年代初一位特級(jí)教師在課堂上作了如下比喻：某位同學(xué)16歲時(shí)一年長(zhǎng)高了6cm，17歲時(shí)一年長(zhǎng)高了5cm，18歲時(shí)一年長(zhǎng)高了3cm，每年的增長(zhǎng)量在減少，但該同學(xué)一直在長(zhǎng)高，如果到20歲不再長(zhǎng)高了，那他就長(zhǎng)到最高了。恰當(dāng)?shù)谋扔鳎阉俣雀淖儭⒓铀俣取⑺俣鹊年P(guān)系都講清了，這個(gè)優(yōu)秀案例被一代代的教師在使用。

人體運(yùn)動(dòng)中充滿(mǎn)物理知識(shí)，如人在跨步之間，重心先加速下降再減速下降，然后加速上升再減速上升，恢復(fù)立正，他對(duì)地面的壓力發(fā)生4次變化，如果能在大磅秤上讓學(xué)生親身試一下，對(duì)于失重，超重教學(xué)是非常生動(dòng)的案例，真是跨出一小步，認(rèn)識(shí)提高一大步。

3 典型習(xí)題類(lèi)儲(chǔ)備

在“題海”成災(zāi)，教師資料滿(mǎn)天飛的今天，真正能讓人耳目一新甚至終身難忘的物理題不是很多，特別是一些情景新穎、構(gòu)思巧妙的原創(chuàng)題，讓人回味無(wú)窮，而且有很大發(fā)揮空間，如有些高考題代表著一種方法、開(kāi)創(chuàng)一種境界，它是一題多變、一題多解的素材，教師應(yīng)盡可能有所儲(chǔ)備。

例如1983年全國(guó)高考物理題：一個(gè)光滑圓錐體固定在水平的桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角θ=30°，如圖1，長(zhǎng)度為l的繩（質(zhì)量不計(jì)）一端的位置固定在圓錐體的頂端O處，另一端拴著一個(gè)質(zhì)量為m的小物體，（物體可看作質(zhì)點(diǎn)，繩長(zhǎng)小于圓錐體母線，物體以速度v繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)：

當(dāng)物體速度不太大時(shí)，緊貼圓錐面，錐面對(duì)物體產(chǎn)生支持力N，物體在重力mg，繩子拉力T和支持力N三力作用下作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)v足夠大時(shí)，物體會(huì)脫離錐面拋起，僅在重力mg和繩子拉力T作用下作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生突變，其中當(dāng)N=0時(shí)物體速度可叫臨界速度v0，然后根據(jù)v與v0的大小比較判斷運(yùn)動(dòng)軌道和支持力N的有無(wú)，從此開(kāi)創(chuàng)了臨界問(wèn)題的先河。

2005年全國(guó)理綜I第24題，如圖2，質(zhì)量為m1的物體A 經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤，開(kāi)始各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向，現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升，若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度大小是多少？

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對(duì)于系在A、B兩物體之間的輕彈簧來(lái)說(shuō)，在兩種情況下其初始狀態(tài)的壓縮量是相同的，x1=m1g/k。而在右方無(wú)論掛上C還D，其伸長(zhǎng)量也是相同的，x2=m2g/k，因?yàn)閺椈蓜偰苁笲恰好離地，這說(shuō)明兩次彈簧彈性勢(shì)能增加量，C的重力勢(shì)能減少量，及A的重力勢(shì)能增加量均相同，從補(bǔ)償原理考慮，掛上D時(shí)系統(tǒng)多減少的重力勢(shì)能就應(yīng)與第二次A與D的動(dòng)能在數(shù)值上相等，即

這是考察學(xué)生創(chuàng)新能力的好題！

4 物理實(shí)驗(yàn)類(lèi)儲(chǔ)備

在電腦技術(shù)日新月異的今天，F(xiàn)LASH軟件可以把物理實(shí)驗(yàn)演繹的惟妙惟肖，有的學(xué)校已安裝了數(shù)字實(shí)驗(yàn)室，再加教學(xué)儀器的不斷開(kāi)發(fā)，的確為中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提供了方便。但是教師在學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)代教育技術(shù)的同時(shí)，仍然應(yīng)把一些經(jīng)典的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)了然于心，正如朱正元教授所說(shuō)，“壇壇罐罐，它們?nèi)〔姆奖悖砬逦Ч黠@，深受學(xué)生歡迎。”

電磁波的發(fā)射和接收，在農(nóng)村學(xué)校限于條件一時(shí)尚難做到 ，有不少教師甚至望而卻步。如果取一個(gè)感應(yīng)圈（火花間隙約8cm），六根粗鐵絲（直徑約4mm，長(zhǎng)1.3m（1根），1.00m（4根），0.3m（1根））當(dāng)作發(fā)射接收天線，氖燈管三個(gè)，作為電磁波感應(yīng)器，如圖（3、4）可以方便地用來(lái)演示電磁波的發(fā)射、接收和電諧振。

可否用游戲的方式讓學(xué)生感受一下斷電自感產(chǎn)生的高壓？日光燈鎮(zhèn)流器一個(gè)，干電池2節(jié)，放入電池夾中，讓學(xué)生手拉手圍成圈，圈尾的一個(gè)人將空出的一手執(zhí)鎮(zhèn)流器的一個(gè)線頭并接到電源的一極上，圈頭的一人用空出的一手執(zhí)鎮(zhèn)流器的另一線頭銅芯拔刮電源的另一極如圖4各人就有麻木和電擊的感覺(jué)，這就是有名的千人震。

要演示帶電粒子在洛侖茲力作用下作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其實(shí)很簡(jiǎn)單，取直徑12cm玻璃培養(yǎng)皿A，放于鐵氧體永磁環(huán)M（電動(dòng)揚(yáng)聲器磁鐵）上的，磁體N極向上S向下，另剪38cm長(zhǎng)，3cm寬的薄銅片變成圓環(huán)B，并焊上軟導(dǎo)線，再截一d=4cm，高3cm的銅管C，亦焊上細(xì)導(dǎo)線，插于A皿中心，然后在皿中倒入清水，再加少量硫酸銅晶體，皿內(nèi)變成藍(lán)綠色的CuSO4溶液，再在液面撒一些軟木屑漂浮其上，當(dāng)B、C接在6V電池兩端時(shí)，可見(jiàn)到軟木屑在離子運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，改變電極正負(fù)，旋轉(zhuǎn)方向相反（原理從略），如放在投影儀上，效果十分明顯，如圖5。

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5 故事素材類(lèi)儲(chǔ)備

人們從小到大都喜歡聽(tīng)故事，因?yàn)楣适鲁錆M(mǎn)情趣，再現(xiàn)情景，飛揚(yáng)智慧，偶帶幽默。因此故事往往被用作教學(xué)素材，教師頭腦中應(yīng)該有若干與物理相關(guān)的故事儲(chǔ)備。

風(fēng)靡千古的“胡不歸”，說(shuō)的是從前一位在外地學(xué)徒的小伙子，獲悉家鄉(xiāng)老父病重消息后，告假啟程，回家路上要先經(jīng)過(guò)一片平整的硬地，可以走得較快，還有一片坑坑洼洼的沙礫地，只能蹣跚而行，小伙回家心切，認(rèn)為沿從店鋪到家鄉(xiāng)的直線路程趕路最近，可當(dāng)他氣喘吁吁來(lái)到老父跟前時(shí)，老人剛剛咽氣，小伙不覺(jué)失聲痛哭，鄰居告訴小伙，老人在彌留之際，還不斷喃喃念叨：“胡不歸？ 胡不歸？”為啥不早到一步！

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1986年8月在日本東京舉行的國(guó)際物理教學(xué)研究會(huì)上（ICPE）一位代表對(duì)“微觀過(guò)程是可逆的，宏觀過(guò)程是不可逆的”的物理現(xiàn)象作了一個(gè)比喻，好比兩條狗，一條黑狗上生滿(mǎn)了跳蚤 ，另一條黃狗是干凈的，兩條狗站在一起，跳蚤可以從黑狗身上跳到黃狗身上，當(dāng)然也可以再?gòu)狞S狗身上跳回黑狗身上，跳蚤跳來(lái)跳去的過(guò)程相當(dāng)于微觀過(guò)程是可逆的，但最后無(wú)論黃狗還是黑狗都不可能是干凈的，即從宏觀上看，跳蚤從黃狗身上完全跳回黑狗身上，使黃狗重新成為干凈這一宏觀的逆過(guò)程是不可能發(fā)生的，這一比喻形象生動(dòng)，受到與會(huì)代表贊賞，也成為了熱力學(xué)第二定律的教學(xué)素材。

教師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，需要博聞強(qiáng)記，在勤于閱讀廣泛涉獵中積累；需要開(kāi)放交流，在與前輩與同行與智者的頻繁交流學(xué)習(xí)中豐富；需要理性思考，把文本的實(shí)踐的有用知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榇竽X的認(rèn)知。一言之蔽之，每一位教師都應(yīng)做勤于積累善于儲(chǔ)備的有心人。

參考資料：

［1］王溢然.類(lèi)比.河南教育出版社，1993

［2］高級(jí)中學(xué)活動(dòng)課教材.廣東教育出版社，1994

［3］方鴻輝.創(chuàng)造性物理實(shí)驗(yàn).上海科普出版社，1999

(欄目編輯趙保鋼)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。