探究新教

　　摘 要： 作者在高中物理教學(xué)中就如何培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力做了一些具體的嘗試：創(chuàng)設(shè)情境，誘發(fā)邏輯性思維；優(yōu)化策略，培養(yǎng)發(fā)散性思維；變式引申，激發(fā)創(chuàng)造性思維；質(zhì)疑教材，養(yǎng)成批判性思維。
　　關(guān)鍵詞： 高中物理教學(xué) 新教材 自主創(chuàng)新能力
　　
　　新課程改革提倡以人為本，教學(xué)目標由“關(guān)注知識”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)生”，課堂設(shè)計由“給出知識”轉(zhuǎn)向“引起活動”得到“經(jīng)歷、體驗”。新課程注重“用教材”幫助學(xué)生建構(gòu)知識體系，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得自信、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和理性精神，實現(xiàn)教學(xué)的發(fā)展功效和育人的本質(zhì)功能。如何使用新教材呢？仁者見仁，智者見智，通過幾年的教學(xué)實踐，我針對現(xiàn)行高中物理教材中的合情推理與演繹推理，談?wù)勛约旱慕虒W(xué)體會和嘗試，以起到交流和推動教改的作用。
　　一、創(chuàng)設(shè)情境，誘發(fā)邏輯性思維
　　愛因斯坦曾說：“科學(xué)的結(jié)論幾乎是以完成的形式出現(xiàn)在讀者的面前，讀者體現(xiàn)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達到清楚地解釋全部情況。”通常一個物理問題以數(shù)學(xué)的表達形式得到解決后，相應(yīng)地發(fā)展為一種形式化技巧，結(jié)果把邏輯推理過程丟在一邊，使火熱的發(fā)明變成冰冷的美麗。如何讓冰冷美麗的物理結(jié)論，重新轉(zhuǎn)化為學(xué)生火熱的思考呢？新教材為我們提供了許多素材，公理、定理、推論、閱讀、思考、鏈接等都是寶貴的資源，教師只要選取適當?shù)膬?nèi)容，創(chuàng)設(shè)恰當?shù)慕虒W(xué)情境，努力把學(xué)生帶進豐富多彩的物理王國，同樣能激發(fā)學(xué)生進行火熱的思考，增強思維的邏輯性。在學(xué)習(xí)人教版必修2動能定理這一節(jié)內(nèi)容時，我首先創(chuàng)設(shè)了這樣一個物理情景：如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體在恒力F的作用下沿光滑水平面由A位置運動到B位置，前進的位移為L，A位置時的速度為v，B位置時的速度為v。
　　學(xué)生思考并回答：
　　（1）該過程中F做多少功？
　　答：W=FL。
　　（2）該過程中F產(chǎn)生的加速度是多少？
　　答：由牛頓第二定律得：F=ma。
　　（3）該過程中物體做什么運動？
　　答：勻變速直線運動。
　　當我告訴他們，這就是力學(xué)中一條重要的規(guī)律動能定理時，學(xué)生情緒高漲，感受到偉大的物理結(jié)論離自己竟然這么近，真正感受到了物理過程推導(dǎo)的魅力，激發(fā)了強烈的求知欲。
　　二、優(yōu)化策略，培養(yǎng)發(fā)散性思維
　　新教材靈活性、開放性、實踐性的程度都比舊教材高，絕大多數(shù)的課本的例題都具有趣味性、可研究性；如果在教學(xué)中就題論題，無疑會浪費寶貴的有限的課程資源。我們應(yīng)以例題為抓手，引導(dǎo)學(xué)生在所學(xué)的知識范圍內(nèi)盡可能地提出不同的解題構(gòu)想和方法，鼓勵學(xué)生進行發(fā)散性思維。在學(xué)習(xí)自由落體運動時，通過對小球頻閃照片的分析（自選以前教科書上的照片打印后發(fā)給學(xué)生，兩人一組自主探索），學(xué)生探索積極性已被初步地調(diào)動起來。我順勢讓學(xué)生探究人教版必修1P44頁“做一做”。
　　有一種“傻瓜”照相機，其光圈（進光孔徑）隨被拍攝物體的亮度自動調(diào)節(jié)，而快門（曝光時間）是固定不變的。為估測該照相機的曝光時間，實驗者從某磚墻前的高處使一個石子自由下落，拍攝石子在空中的照片如圖。由于石子的運動，它在照片上留下了一條模糊的徑跡。已知每塊磚的平均厚度為6cm，石子起落點距地面的高度約為2.5m。怎樣估算這架照相機的曝光時間？
　　B、A兩點的時間差值即為曝光時間：
　　此題是自由落體運動規(guī)律的應(yīng)用，如果僅僅滿足于利用基本公式解題，效果并不佳。在學(xué)生理解此解答后，我提出了問題：勻變速運動我們在第二章就學(xué)過了，你們還有沒有別的解法？
　　生甲脫口而出：求出兩點的速度，利用加速度定義式。
　　師:請你上來寫出你的思路。
　　從而求出曝光時間。
　　師:甲的解法和黑板上的解法有什么聯(lián)系、區(qū)別，各有什么優(yōu)、缺點？
　　同學(xué)們議論紛紛，踴躍發(fā)表自己的見解。這時生乙突然站起來：老師，此題還可以使用平均速度求位移的方法。
　　師：好，請發(fā)表高見。
　　同學(xué)們紛紛表示贊同。
　　師：還有沒有其他方法？
　　學(xué)生開始思索、討論……
　　生丙：請老師稍微提示一下思考方向。
　　師：從幾何角度考慮呢？
　　班級里已有不少人說出了謎底：圖像法。
　　師:對，請大家畫出v-t圖，好嗎？
　　同學(xué)們情趣高漲，紛紛畫出圖形求解。
　　同一道例題，從不同的角度出發(fā)，得到了不同的解題思路和方法，讓學(xué)生真正體會到了“橫看成嶺側(cè)成峰”的思想境界，優(yōu)化了學(xué)生的解題策略，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散性思維。
　　三、變式引申，激發(fā)創(chuàng)造性思維
　　新教材“機械能守恒定律的運用”這個例題難度雖不大，但對于剛步入高中的高一學(xué)生來說還是有一定的“高度”。通過教師的分析講解，學(xué)生的思維已打開，情緒高漲，躍躍欲試，如果就此打住，就猶如一堆熊熊燃燒的烈火被澆了一盆冷水，實在可惜。而高考命題的原則是“根在書中，題在書外”，所以此時我順水推舟要求學(xué)生對原題進行變式，結(jié)果出乎我的意料。在欣賞成果之余，我不禁為學(xué)生思維的大膽、嚴謹、創(chuàng)造性而感嘆不已，正所謂“江山代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年”。
　　變式1.將繩拉直到水平位置OA，使小球在A處從靜止開始運動。求小球經(jīng)過B處時的速度和經(jīng)過C處時小球?qū)K的拉變式2.若在懸點O′的正下方有一顆釘子P，試討論，釘子在何處時，
　　（1）可使小球繞釘來回擺動；
　　（2）可使小球繞釘做圓周運動。
　　變式3.若將繩換成不計質(zhì)量、長為l的細棒，一端用光滑鉸鏈固定，在細棒的中點固定一個質(zhì)量為4m的小球A，在細棒的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球B。棒可繞固定水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。現(xiàn)將棒拉到水平位置，釋放后，求小球A、B到達最低位置時的速度，以及這時鉸鏈受到的力。
　　變式1最貼近學(xué)生思維的“最近發(fā)展區(qū)”，學(xué)生“跳一跳就能摘到桃子”，大多學(xué)生都能想到。變式2結(jié)合圓周運動知識，學(xué)生的思維邁上一個新臺階。變式3跳躍性最大，基本上已跳出原來的問題框架，很有創(chuàng)造性，大部分學(xué)生思維達不到這個水平，而且此題學(xué)生不容易找到突破口，有待老師加以啟發(fā)引導(dǎo)。學(xué)生在提出問題之后，于己于人，都是一種鼓勵和提高，在相互的啟示與學(xué)習(xí)中，不知不覺地將思維引向了更高的層面。在課堂上，老師要認真傾聽來自學(xué)生的聲音，及時捕捉學(xué)生思維的動態(tài)，審時度勢地調(diào)整教學(xué)思路，保護學(xué)生積極探索的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
　　四、質(zhì)疑教材，養(yǎng)成批判性思維
　　思維是從疑問和驚奇開始的。宋代教育家朱熹說得好：“讀書無疑者需教有疑，有疑者卻要無疑，到這里方是長進。”讀書無疑，是不善于思考的表現(xiàn)，常有疑點和問題，才能常有思考，有疑好問才能常有創(chuàng)新。要鼓勵學(xué)生不拘泥于現(xiàn)成的知識，勇于“異想天開”。學(xué)生往往對書本的講法或解法深信不疑，其實即使是教科書，有時也難免出現(xiàn)失誤或錯誤。特別是試用教材需要探討的問題更多，教學(xué)中首先教師不能迷信教材，要用批判的觀點去研究教材，然后指導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。
　　在學(xué)習(xí)人教版必修1用打點計時器測速度中的第二條紙帶的處理時，學(xué)生提出如下質(zhì)疑：據(jù)所打點的間隔判斷手拉紙帶應(yīng)做加速運動，按圖示的取點法計算的速度等于D、F中點的速度，用此來表示E點的瞬時速度會不會增大誤差？為減小因距離過小而增大測量誤差，D點再向前取一個點是不是更好一點？再如必修1的45頁習(xí)題4，學(xué)生根據(jù)照片中刻度尺的像讀出小球下落過程中各時刻的位置、計算出連續(xù)相等時間內(nèi)的位移和位移之差后，發(fā)現(xiàn)位移之得出該照片不是初速度為零的加速運動。小球的運動是不是自由落體運動？我經(jīng)過認真分析，認為這的確讓人難以理解。學(xué)生提出的一個個質(zhì)疑，表明學(xué)生的思維更趨于成熟，趨于理性化，批評性的思維慢慢地在養(yǎng)成，這對于學(xué)生創(chuàng)新性能力的提高非常有幫助。
　　總之，新教材賦予了師生更大的發(fā)展空間，在高中物理教學(xué)中教師應(yīng)充分體現(xiàn)課程改革和高考改革的精神，以培養(yǎng)學(xué)生各種能力為立意，重視學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，有利于學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能盡快掌握各知識要點，提高分析和解決問題的能力。