中學物理教學內容中的前沿知識分類與教學問題分析

曹風山

[摘要]：“學好數理化，走遍全天下”。雖然隨著教學科目，新興技術的不斷涌現，這句話已經不能滿足21世紀人才培養的目的，但是，仍可從側面證明數理化對學生日后升學與發展的重要影響。如何學好科目前沿知識，掌握最新的前沿資訊，對提高中學生學習物理的興趣有著至關重要的影響。重點介紹中學物理教學中前沿知識的分類和教學事項，僅供讀者參考之用。

[關鍵詞]：中學物理 前沿知識 教學方法

近年來，由于課改影響，物理知識的分類分歧較多，很多專家或學者在研究知識分類中往往只關注類別本身，卻極少分析知識特點，這種現象無疑會影響物理教學課程的有序安排，不利于提高物理教學質量與效率。鑒于此，筆者對比新課改前后中學物理教學標準，分析中學物理前沿教學知識，找出其特點并加以分類。

一、中學物理前沿知識特點分析

中學物理知識具有復雜性和時代性特征，與宇宙天體運轉和最新科學技術密不可分。前沿知識的復雜性特點，一方面，指的是物理現象自身的復雜性，例如單擺的大角度擺動就屬于此類復雜性較高的現象，在解釋該現象時需要混沌理論和非線性理論共同解析；另一方面，指的是解釋現象的過程較為復雜，在解釋某一單一現象時需要用具有前沿性的物理知識來解釋，如對光電效應的解析，該問題本身并不屬于前沿知識，但結合中學生的理解能力和知識掌握情況來看，想要完全解釋該現象卻極為困難。對光電效應進行解釋的過程中，需先向學生介紹粒子運動學和光量子等知識，因此，光電效應也應歸納到中學物理教學前沿知識中。前沿知識的時代性主要體現在兩個方面，其一為所講述知識本身就具有較強的前沿性，如黑體與光電效應等，這些知識點始終是物理學家研究的重點課題，理應將其歸納到前沿知識中；其二，自課改后，某些知識雖并不屬于前沿知識，但因新課改后加入了此類知識，所以這類知識也應該歸納到前沿知識行列。例如，課改后提出的量子化概念和相對論概念等。

二、前沿知識分類方法的具體描述

物理知識所涉及范圍較廣，中學是學生初涉物理知識的時間段，教學內容中前沿知識滲透方式多出現于教學過程中，導致知識點的傳授很難滿足系統化需求，這就給中學生學習物理知識帶來的諸多不便之處。結合上文提到的物理教學前沿知識特征，筆者僅將個人梳理的知識分類方法做如下介紹：

中學物理教材主要包括量子化、量子場論、相對論、引力論、場論等，諸多非經典的物理知識穿插于正本教材中，教學過程中講解這些非經典的知識點有利于激發學生的求知欲和學習興趣，能豐富學生的知識貯備，使學生更加清晰的捋順物理學發展脈絡。中學階段的前沿知識主要有人造地球衛星的機械能轉化、火箭、夸克構成質子、中子等強子、重力的相互作用、萬有引力、黑洞、時間與空間等。生活中經常接觸到的需用物質知識解釋的現象，如水流導光、全息照相和激光應用、黑體規律和光電效應。與科學技術相關聯的前沿知識有聲與信息、塔式太陽能電站、GPS、輸電新技術、立體電影和偏振光、激光的應用與全系照相、尋找地外文明等。中學物理教學中積極傳授前沿知識是新課改的愿景，是提高我國物理教學質量的重要基石，歸納并整理中學物理教學前沿知識，有利于提高中學物理課堂教學質量，激發學生的學習興趣。

三、中學物理前沿問題教學的優勢

1.堅持貫徹人本主義原則，提高教師綜合素質

新課改教材呈現出知識多元化的特點，教材更多關注于對科學前沿問題的剖析，一方面，新課改能夠促使教師積累更多的知識，擴展視野，從而應對學生無法滿足的求知欲；另一方面，當代教育學理論也借鑒了物理學發展成果，不管是學生還是教師都對具有前沿性的知識較為敏感，能在接受前沿知識的過程中發現另辟蹊徑的教育理論，從而有助于提高教師的教學水平與學生的學習興趣，因此，教師應更多地去了解最新的物理前沿資訊，多參與各種帶有學術性質的物理知識交流會，以便于全方位的提升自身專業素質。

2.有利于促使教師提高教學質量，把握教學尺度

經筆者了解，新課改后很多教師抱怨中學物理教學的前沿知識過于復雜，不利于課堂講學與學生理解。但筆者認為，這種論調根本不成立，布魯納針對微積分能否交給六歲兒童的質疑，曾指出兒童接受的是兒童微積分，而成人接受的是成人微積分，也就是說雖然知識具有共性特點，但不同階段的人卻具有差異性特點，因人身份不同，所以對知識的理解也會有所偏差，但這并不是阻止知識傳播的理由。在傳授前沿知識過程中，教師必須把握好度，應以滲透為主，將教學重點放在方法與思想的熏陶上，不要可以去強調公式推導的重要性，只有這樣，才能避免物理教學變成呆板化。

3.采取簡單明了的方式傳授物理前沿知識

物理知識具有較高的復雜性，其中抽象問題較多，再加之各種物理公式和假設論調，在一定程度上提高了學習與理解物理知識的難度，如不將復雜問題簡單化，則會影響學生學習的積極性，無法更好地認知物理學。但如果能將復雜的物理理論簡單明了地講解出來，則可以解決上述問題。例如，教師在講解混沌理論時可以先講解大角度單擺，然后在逐漸深入，由簡入繁，使學生逐步掌握知識要點，從而激發學生的求知欲望和自我成就感。

四、結語

綜上所述，教師要想提高中學物理教學質量，首先應充分了解中學物理教學前沿知識的特性，然后根據其特性歸納、總結前沿知識，找出教學過程中前沿知識的教學方法。除上述方法外，教師還應鼓勵學生增加課外閱讀量，培養學生自主學習的能力，可以定期組織學生開展日常活動，使學生在生活中體悟物理知識帶給人們的幫助，從而激發學生的學習興趣，激發學生學習的動力，更好地促進學生對物理知識的了解與掌握。

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