由編制“光的干涉”單元的教學標準引發的思考

林立燦 石睿 林清源

摘? ?要：本文以“光的干涉”為例，闡述高中物理教學標準制定的意義。教學標準是銜接綱領性的課程標準與具體化的課堂教學的可操作性指導文件。為了讓體現國家教育意志的《高中物理課程標準》在具體教學中得到更好的貫徹和落實，為了保證高中物理的教學內容能最大限度地發揮出原本設計的教育功能，有必要針對每個模塊、每一章節的內容制定相應的教學標準。

關鍵詞：物理教學標準;光的干涉;核心素養

教育是一種社會工具，也是社會上層建筑之一。各個國家在不同歷史發展時期會根據國家發展需要，結合教育教學規律提出自己的教育的綱領性文件，而各級各類的教育會依此進行相應的調整和改革，新一輪的各個學科的《高中課程標準》就是在我國“教育是立德樹人、教育是為了發展學生的核心素養”等理念下產生的。

筆者認為《高中物理課程標準》（以下簡稱《標準》）作為高中物理教學的綱領性文件，是宏觀的，而具體的教學過程是微觀的。為了能讓體現國家教育意志的《標準》在具體教學中得到更好的貫徹和落實，在宏觀與微觀之間應有一個可操作性的指導文件，這就是物理教學標準。

與此同時，高中物理教學的根本目的是以物理學科知識為載體，培養學生的能力，發展學生的核心素養。但物理知識體系的內容繁多，物理教育學家們根據對物理學科的理解與長期的實踐研究，并結合高中階段學生的身心特點，確定了可傳授給高中生的物理知識內容。由于教學時間的制約，這些教學的知識點經典而精簡。如何保證這些少量的教學內容能最大限度地發揮出原本設計的教育功能？我們也必須針對每個模塊、每一章節的內容制定相應的教學標準。

以下筆者以“光的干涉”為例，具體闡述教學標準制定的意義。

1? “光的干涉”教學內容的教學地位

光的干涉屬于近代物理知識。從光的干涉到薄膜干涉，無數物理科學家、工程技術人員為之研究和創新所保留下的經典素材成為我們高中物理教學的精彩內容。這其中所包含的物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任都是培養學生科學素養時不可多得的素材。

楊氏雙縫干涉實驗在物理學發展史的貢獻是不可磨滅。英國醫生兼物理學家楊氏（Thomas? Young，1773-1829年）原來是學習醫學的， 21歲時即以他的第一篇醫學論文成為英國皇家學會會員。為了進一步深造，楊氏到愛丁堡和劍橋繼續學習，后來又到德國格廷根去留學。在那里，他受到一些德國自然哲學家的影響，開始懷疑起光的微粒說。1801年，楊氏出版了《聲和光的實驗和探索綱要》。在書中楊氏向牛頓權威提出挑戰：“盡管我仰慕牛頓的大名，但是，我并不因此而認為他是萬無一失的。我---遺憾地看到，他也會弄錯，而他的權威有時甚至可能阻礙科學的進步。”同年，楊氏進行了著名的楊氏超干涉實驗。為光的波動說的復興奠定了基礎[ 1 ]。

2? “光的干涉”教學單元在高中物理教學中的內容體現

2017年版《高中物理課程標準》，將這部分內容放在選擇性必修1中，在《標準》中的有關敘述如下[ 2 ]：

觀察光的干涉、衍射和偏振現象，了解這些現象產生的條件，知道其在生產生活中的應用。知道光是橫波，會用雙縫干涉實驗測量光的波長。

例1? 演示雙縫干涉和單縫衍射現象，觀察雙縫干涉和衍射圖樣，并以此說明光具有波的性質。

例2? 利用生活中的器材設計實驗，觀察光的薄膜干涉現象，討論薄膜干涉的原因。

以與《標準》配套的人教版教材為例，該單元的教材內容呈現如表1。

3? “光的干涉”單元教學標準

從上述分析，我們明顯看到，《標準》中有關光的干涉內容只有簡單的闡述（總共139個漢字），如果一線教師只是照本宣科，做做教材后面的練習，那是很難達到《標準》所提的要求的。因此我們認為，這部分內容要有一個教學標準，相關的標準如表2。

4? 編制“光的干涉”單元教學標準引發的思考

4.1? 高中課堂中大膽滲透物理基礎理論

在編寫這個單元的教學標準時，筆者參考了我國各個時期、不同年代的教參，對這部分內容的建議都是對有些內容不宜講得過深，簡單帶過就好。這部分學生不好理解的內容有相關光源、激光、半波損失等。

而筆者認為培養學生的科學素養，很重要是要先讓學生覺得物理有用，故有些知識點可以介紹，但并不做為考試內容。介紹這些相關而又有些“超綱”的內容，目的不在于讓學生全懂（對于大部分學生，有初淺的認知即可），而在于給學生打開一扇扇通過物理認知世界的窗戶，有志于從事物理專業的學生可以知道繼續研究和努力的方向，沒有從事物理專業的同學也可以因為對這些物理理論略知一二，而拓展他們終身學習的廣度與深度。

4.2? 充分重視物理知識的應用環節

國家的教育意志是通過每個學科，每一節具體的課堂去實施的。正如前文提到的，為達到培養學生科學素養的目的，首先必須讓學生喜歡這個學科。

光的干涉在生產生活中有著豐富的應用，如相機鏡頭的增透膜、玻璃的平整度檢測等，這些都是非常精彩的內容。只要教師認真備課、認真思考，可以挖掘出許多能與學生探討的細節問題。例如，關于相機的增透膜，為什么讓綠色光在增透膜前相消，綠色光就透過最多？如按理論計算，增透膜的厚度應該是綠色光在這個介質（通常是氟化鎂）中波長的四分之一奇數倍，但是為什么又大都只涂四分之一波長呢？關于檢測玻璃平整度，它的干涉條紋形成的位置為什么是在標準玻璃磚的下表面？干涉條紋的情況與待測玻璃磚凹凸情況有什么關聯？如果老師們認真對待這些非考試重點的問題，把它們解釋清楚，學生一定會發自內心地喜歡物理。

但是非常遺憾的是現在的高中物理課程在應用這部分越來越淡化。如果只是給學生繩子加木塊之類的知識，只是為了解題，無法讓學生真心喜歡物理，也無法最大限度地通過物理教學培養學生的科學素養。

4.3? 教學標準幫助教師實現從“教教材”到“用教材”

從上面分析我們可以看到，《標準》是教學活動的綱領性文件，是相當精練的，而我們所使用的教材也不可能很詳細，這就會給很多年輕教師的教學活動帶來困難。筆者認為，教學標準的制定應該要提供相當數量的可操作的教學事例，讓教師能真正實現“教教材”到“用教材”，更好駕馭課堂，成為課堂的組織者與管理者。

5? 結語

物理教學標準的制定，旨在將高屋建瓴的課程標準具體化、實用化，旨在幫助一線教師不錯過每一節課的每一個關鍵環節，旨在讓高中物理教學更有“物理”的味道。在“光的干涉”教學標準中 ，“用激光照射雙縫，以教室的后排墻壁做為屏幕，讓學生觀看雙縫干涉的實際圖形”這一項內容，筆者曾在真實教學活動中實踐過。當教師用激光照射在雙縫上，在教室后面白墻上打出一排清晰可見的干涉條紋后，學生一片歡呼。當引導學生通過具體的直接測量與計算，得到激光的波長與激光器上標稱相當接近時，再觀察一下學生們的表情，我們就會明白，中學物理教學需要的到底是什么。

參考文獻：

[1]中學物理教師手冊編寫組.中學物理教師手冊[M].? 上海：上海教育出版社，? 1982：113.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：26.