教師“高屋建瓴” 學生“水到渠成”
——深挖教材 理解學生 實施有效教學

任恒鳳

（安徽省合肥市第四十二中學，安徽 合肥 230001）

義務階段的物理課程承擔著提高全體學生科學素養、經歷實驗探究過程、培養學生社會責任感等重任.物理學課程的基本理念不僅要提高全體學生的科學素養、引領學生“從生活走向物理，從物理走向社會”，更要注意學科滲透，要求物理教師采用多樣化的教學手段，注重評價導向，促進學生發展.

義務階段的學生對事物的認知處于好奇階段，接受事物的方法比較直接，系統接受物理學的知識有著很好的人文基礎，就像一張白紙上作畫，空間條件非常豐富，但是起筆至關重要，起錯位置或者筆墨輕重不合，輕者影響美觀，重者導致失敗.怎樣利用這張純潔的白紙做出一副美輪美奐的大作，需要作畫者審視全局，高屋建瓴，下筆后一氣呵成，學生接受物理知識水到渠成.要達到這種效果，作為教師要盡可能做到以下幾個方面.

1 研讀教材，統領知識體系

教材是傳遞有價值信息的載體，是學生擁有的最直接有效的課程資源.教材承載的不僅僅是知識，更重要的是思維方式，以及處理問題的方式.每套教材呈現知識的順序不可能是隨機的，它是符合學生接受知識水平發展的，前后知識的關聯決定了學生對知識的認可程度，教師熟悉領會教材，把知識沉淀于教材之中而不是凌駕于課本以外，形成接地氣的教學風格，讓學生感受到物理知識的穩妥真實.

根據課程標準，物理學的內涵以“物質”“運動和相互作用”“能量”作為“科學內容”的一級主題，無論哪個版本的教材的編寫思路都按照這個要求分成若干個二級主題，每個二級主題又有三級主題.無論是幾級最終是形成系統的符合學生思維發展的知識網絡.以滬科版教材為例，8年級主要體現宏觀物理知識，對初學者來說能看得見，有時候也能摸得著，相對來說比較感性，8年級最后一章分子動理論是起著從宏觀轉入微觀的承上啟下的作用，9年級前兩章是物態變化和內能，讓學生認知進入了分子運動水平，后面的電學其實就是電子運動，整個教材體系筆者認為是逐漸進入微時代，掌握物理規律的方法從直接觀測變成了轉換，符合學生認知發展，同時又讓學生掌握了不一樣的學習方法.教材的章節之間的前后聯系知識的銜接也很默契，第2 章機械運動以后緊接著是聲音和光現象，聲音的產生提出了另外一個形式的運動——振動，聲音的傳播和光的傳播不僅延續了機械運動速度、路程、時間的關系，同時又體現出了聲波和光波體現的波動特點，從某種意義上說是對運動適當的補充.因為宏觀的運動指的是物體的運動，第5 章內容闡述了物體的屬性以及物質的特性，為即將出現的物體受力做好方位上的準備.每一章的節與節之間也是渾然天成的，例如滬科版9年級教材第36頁，對“熱量”這個物理量進行講解，緊接著有一段文字“實驗表明，1kg水溫度升高1℃要吸收熱量4.2×103J，溫度降低1℃要釋放熱量4.2×103J”，為第2節物質比熱容的引入做好的鋪墊：首先學生已經清楚實驗得出的結論是可靠且具有價值的.從這句話中能夠領會到物體吸放熱與質量和溫度變化有關，但這里只是強調水的吸放熱，如果換作他物質這種規律也就不適用了，讓學生自然猜想到物質吸放熱還可能與物質種類有關，為這節的實驗設計提供了強有力的基礎.

當然每個教師對教材的領悟思路不一定完全一樣，也不需要一樣，但是不管怎樣，教師熟悉了教材，領悟了教材的核心本質，按照自己理解的方式幫助學生理解，能夠讓學生從課程資源和傳道者雙方獲取一致的信息，為學生后續發展提供了一條明晰的道路.

2 理解學生，從知識形成角度實施教學

義務教育物理課程旨在提高學生科學素養，保持探究科學的興趣和熱情，在認識自然中獲得成就感.但是這個階段的學生重感性疏理性，初學者還不具有很強的邏輯思維能力，這就要求教師在實施教學中運用學生現有思維的方法引領入門，消除學生的陌生感和恐懼感.例如滬科版物理8年級第2章“運動的世界”，是學生感知最深的自然現象，上升到純理具有歷史性的轉折，教學過程中將“在物理學中，把一個物體相對于另外一個物體位置的改變稱為機械運動，簡稱運動”作為抓手，一問：如果“一個物體相對于另外一個物體位置的沒有改變”，這個物體應該稱之為什么？ 答：運動與靜止的概念同時呈現.二問：這句話中提到幾個物體？ 是不是相同的物體？你是怎么辨析的？ 答：兩個不同的物體，因為“一個物體和另外一個物體”.三問：這句話主要是表明哪個物體運動或靜止？ 前面的還是后面的？答：前面的.四問：既然是前面物體運動或靜止，那后面的“另一個物體存在有何意義？ 不要可以嗎？”學生思考后才能回答：不可以，是用來的作為比較的；于是參照物的概念自然生成.五問：既然參照物是“另一個物體”，那么研究甲物體運動時能不能選甲物體為參照物？ 答：不能.六問：研究甲物體運動，除甲以外是不是其他物體都可以作為參照物？ 有多少個物體呢？ 答：除甲以外有無數個物體作為它的參照物.七問：在無數個參照物的情況下甲物體的運動情況有無數種嗎？（思考很久，出現爭議）答：不是，就兩種運動和靜止.最終判斷物體是運動還是靜止是相對于參照物來說的，這節課的內容就在一問一答中的互動中順利完成，學生積極參與，討論激烈，很有成就感.

物理學科表達物理規律的方式有很多種，例如公式、文字描述、圖像、表格等，教學過程中充分理解這些表達方法的內涵，可以借力幫助學生理解物理規律的本質，有些時候達到事半功倍的作用.例如晶體和非晶體熔化圖像是通過實驗數據得出的，圖1 是晶體熔化圖像，分析圖像，結合實驗現象得出了晶體和非晶體熔化的條件和熔化時的特點.進一步分析圖像，會發現圖像中包含了很多的熱學規律，以圖1 為例，整個實驗過程吸熱，但圖像是用時間表示，在后面探究物質比熱容實驗中吸放熱多少用時間長短表示在這個圖像中已經有了實驗根據，而且明確指出是在相同熱源的情況下，因為探究晶體的熔化條件實驗就是始終有一個酒精燈（或水浴法）加熱，當學生對實驗過程中吸放熱多少究竟是用溫度變化還是加熱時間表示出現理解混亂時（這永遠是學生認知出現偏差的焦點），反過來對這個圖像加深分析，讓學生明白溫度變化（縱坐標）與吸收熱量或加熱時間（橫坐標）在實驗中分別代表不同的物理量，簡單說溫度變化已經另有他用.這樣學生就容易理解了.進一步分析圖1 所示圖像發現AB和CD階段吸熱溫度升高，但是保持各自的物態（固態和液態）不變，BC過程吸熱溫度不變化但是物態在變化.針對整個實驗過程是不是可以這樣幫助學生理解.晶體吸熱（或放熱），會產生兩種結果：改變物態或改變溫度，根據控制變量思想，物態不變，溫度改變；溫度不變物態改變，而物態變化導致物質狀態變化，最終就是物質的比熱容變化.用這個方法很容易解釋生活中吸放熱的應用，例如灑水為什么能降溫？ 水汽化變成水蒸氣吸熱.對于難以理解的問題通過直觀的物理規律（圖像等）在熟悉知識的基礎上加以提煉，減輕學生的思維負擔的同時還幫助學生養成深刻分析問題的習慣.

圖1

再例如對于物體內能概念的建立和物體內能與哪些因素有關同樣也是建立在原有知識的基礎上，采用類比的方式，類比的依據就是機械能概念、機械能的影響因素和分子動理論的相關內容，如表1、表2所示.

表1

表2

綜合機械能的概念影響因素和分子動理論基本內容，很直觀地引入了內能的定義：物體內所有分子無規則運動具有的動能.動能和分子勢能的總和叫作物體的內能.同時內能的影響因素從微觀角度與分子數、分子動能和分子勢能有關，而宏觀的角度則是質量、溫度和物態有關（物態變化的本質就是分子距離的變化）.

3 潛心探索，有效實施探究性教學

在進行探究式教學時，教師創設一定的探究情境，帶領學生進入其中，制造認知沖突，激發學生的好奇心，在解決矛盾的過程中獲取規律.新課標要求探究式教學，筆者認為探究式教學并不僅僅用實驗探究的方法進行教學，而是針對學生的認知能力和認識水平，對物理知識進行個性化教學的模式，由于物理課時有限，物理知識講解不可能面面俱到，組織教學時就要運籌帷幄，物理知識不能全覆蓋，但是學習物理的方法可以盡量做到考慮周全.為了便于教學和評估，測量固體密度無論是實驗操作還是中考試題都是重點考查內容，尤其是在只有托盤天平的情況下測量物質的密度，不僅對實驗設計做了能力上的要求，往往還會對誤差進行合理的分析.對初學者來說存在跨越式的挑戰，設計思路不清導致誤差的形成原因不明，就談不上對誤差偏大還是偏小的正確判斷.困惑之一在于用多少水的體積表示被測固體的體積.對于量筒能正確測出液體的體積是學生應該明確的，用量筒測固體的體積，是通過測量被固體排出液體的體積來表示，適時植入V浸=V排液的測量思想，固體全部浸沒時排出的液體的體積就是整個固體的體積.如圖2（溢水法）和圖3（加水法）測固體體積的方法正常情況下是學習密度和浮力知識時才提及，很多課外學習資料也大多是按照這樣的順序體現的.這部分內容對8 年級學生來說是全新的測量方法，盡管教學目標是讓學生知道量筒只能直接測量液體的體積，并沒有要求更深層次的理解，但考慮到后面的密度和浮力學習算是基本要求，同時又是難點.在教學過程中使用量筒測體積時把有關體積測量的相關方法提前介紹，不僅加深了對量筒測量體積實質的進一步理解，同時對后面出現的測量固體的密度做到了知識上儲備.不僅把重難點進行合理分解，符合學生的認知規律，同時又把學過的知識進行實際的應用，最大程度地做到將相關的知識點連成線，教學方法強弱相輔，主次有分，不僅節約的時間成本，又讓學生對物理知識的關系進行了空間上的建構，培養學生真正的自主學習的能力，也讓學生對知識的理解更通透，更扎實.

圖2

圖3

物理概念和規律是科學內容的重要部分，在教學過程中不僅要重視物理概念和規律的具體內容，還要幫助學生加深對概念和規律的理解和應用.對物理知識的理解和應用，不同學生可能還存在著思維模式上的差異，難以理解，不會應用.物理學的理念“從生活走向物理 從物理走向社會”，從生活中尋找熟知的現象作為分析物理規律的背景，符合初中生的興趣愛好和思維模式.例如“曹沖稱象”的歷史典故學生非常熟悉整個操作過程，教師趁機把每一個步驟的物理思路分析透徹，能夠幫助學生了解等效替代思想的本質，由此遷移出用等效替代法測出未知電阻阻值的基本思路，能夠真正掌握這一特殊的測量方法.如圖4 是用等效替代法測未知電阻的兩個電路圖，對于實驗電路圖的設計思路、實驗過程中開關閉合的先后順序、實驗要點以及滑動變阻器滑片移動情況，學生理解不透徹.此時可以把這個實驗與“曹沖稱象”方法合理比對：把未知電阻Rx與大象類比、電阻箱與大小不一但質量可知的小石頭類比，大家都知道大象和石頭是先后放在船上的，說明未知電阻Rx和定值電阻R0是獨立工作，在同一電路中應該并聯連接；電表用來做記號、滑動變阻器類與小船起著保護作用.實驗過程中先把大象放船上做上記號（閉合開關S1后先合上開關S3，移動滑片記下電表示數），把大象趕下船，往船上放石頭，直至達到記號處（斷開S3再合上S2，調節電阻箱的阻值直至電表示數相同），石頭質量之和就是大象質量（電阻箱的阻值大小就是未知電阻Rx的阻值）.可以教師在教學時針對學生“按方抓藥”，體現教學“不同的過程和方法”，拉近物理學和生活的距離，讓學生感到科學的真實性和趣味性，可以補充課程資源，增強學生對知識的認同感.

圖4

成功的物理教學能夠轉變教育觀念，教會學生的學習方法，提高學習技能；真正的課教學實現師生之間的和諧，達到完美的教學境界.教師與師生的關系不再是一桶水和一滴水的關系，而是逐漸演化由一滴水影響一桶水的全新教學模式.