基于物理學科“導、講、練、提”教學方法的應用研究

孫鵬偉

什么是物理學科教育。首都師范大學物理系邢紅軍教授在“論物理思想的教育價值及其啟示”一文中提出：我們把進行物理學科教育活動比喻為一棵大樹，樹葉好比物理知識，樹枝好比物理方法，樹干好比物理思想，樹根好比物理觀念，物理精神教育如同這棵大樹生長所需要的水分和養料，它不構成大樹本身，但卻是大樹生長不可缺少的營養。在課堂教學活動中如何落實物理學科教育。本文從“引導、精講、精練、提高”四環節，以“萬有引力理論的成就”的教學實踐開展物理學科教育活動。

一、以“引導”為基礎，學會物理知識，感悟物理方法

“引導”就是教師對學生學習過程的“引導和指導”。就“萬有引力理論的成就”一節，課前教師“引導”學生帶著這樣的問題閱讀教材：有人問諾貝爾物理學獎獲得者李政道教授，在他做學生時，剛一接觸物理學，什么東西給他的印象最深時，為什么他毫不遲疑地回答是物理學法則的普適性深深地打動了他？圍繞“物理學法則的普適性”的問題閱讀教材，思考“萬有引力理論的普適性”何在。課中在學習“卡文迪許稱量地球質量”的方法時，教師組織學生小組合作交流，“指導”合作小組探究根據“卡文迪許稱量地球質量”的方法還能“稱量”宇宙中其他哪些星體的質量？通過“引導”自主學習與“指導”小組合作探究兩度感悟“萬有引力理論”所蘊含的“物理方法”及其普適性的表現。

二、以“精講”為重點，建立物理思想，培植物理觀念

“萬有引力理論的成就”一節，精講“卡文迪許實驗”的思想；精講利用“卡文迪許稱量地球質量”的思想，并依據這一思想指導學生探究稱量其他星體質量；精講牛頓引力理論對行星軌道的計算所蘊含的物理思想。在精講中使學生感悟諾貝爾物理學獎獲得者馮·勞厄所說的“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣，如此有力地樹立起人們對年輕的物理學的尊敬。”這句話的深刻含義，在精講中深化學生對萬有引力定律所蘊含物理思想的理解，建立“物質、運動及相互作用”的物理觀念。

三、以“精練”為手段，掌握物理方法，滲透物理精神

為了夯實和鞏固當堂所學基礎知識、基本技能以及重點難點知識，課堂練習及課后作業是必不可少的，但這些只是停留在知識、方法、技能以及應用層面，一般對物理精神涉及甚少，教師要縱向挖掘及橫向拓展教材中“物理精神”的內涵和外延，編制體現“物理精神”的例題或練習，使物理精神滲透于“精練”之中，培養學生的“物理精神”。就“萬有引力理論的成就”一節，教師可設計開放性問題，彌補教材及課外練習的不足。例如：我國“神舟”載人飛船相繼七次成功發射以及實現了載人飛船與天宮一號的成功對接，不僅標志著我國航天技術的日趨成熟，而且也為建立我國自己的空間站邁出了堅實的一步。當飛船在環繞地球做勻速圓周運動過程中宇航員完成了許多預定的科學實驗和測量，其中包括可以比較準確地測量地球的質量，如果你是宇航員，你將如何測量地球的質量？

四、以“提高”為目標，深化物理思想，提升物理精神

就“萬有引力理論的成就”一節，學生在學習該節之前已認識了“卡文迪許扭秤”實驗，但對該實驗所蘊含的“物理思想”并沒有足夠的認識，最多只是停留在該實驗測出了萬有引力常量被稱為人類物理學上最偉大、最巧妙的實驗之一。但在學習該節時，“卡文迪許曾經把他自己的實驗說成是‘稱量地球質量的實驗”應成為學生重新審視該實驗的最佳時機。首先，“稱量地球質量”及“計算出地球質量”前無古人；第二，該實驗使牛頓萬有引力定律由比例表達式變為等式表達；第三，扭秤方法的發明和使用開創了“弱力測量新時代”。至此，學生對“扭秤的思想”以及“類比的方法”才自然內化為“自己的物理思想”，進而培養學生科學的態度、探究的精神，促進學生思維發展、思維品質的提升和精神成長。

總之，基于“引導、精講、精練、提高”的課堂教學方法，是以夯實物理知識為基礎，以掌握物理方法為導向，以建立物理思想為目標，以培植物理觀念為根基，全方位滲透物理精神，全面落實物理學科教育。endprint