高中物理特長類學生教學模塊重構

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摘要:全國高中物理全面實施了新課程標準，一方面促進了教師教學理念的改變，促進了各地物理教學的研究；另一方面也給大學基礎物理教學帶來了新的壓力和挑戰。大學物理教學的壓力和挑戰也是緣于課程標準下高中物理知識模塊結構的不合理性，特別是對于高中物理特長類學生而言其不合理性顯得尤為突出，所以針對高中物理特長類學生的教學模塊重構———如何去重構以及重構的原則進行探索就顯得十分及時和必要。

關鍵詞:高中物理；新課程標準；教學模塊重構；特長類學生

全國高中物理全面實施了新課程標準，一方面促進了教師教學理念的改變，促進了各地物理教學的研究，培養出一批具有創新精神的優秀教師；同時一些比較好的學校開設了豐富多彩的選修課，拓寬了學生的知識面，豐富了學生的文化生活。另一方面也給大學基礎物理教學帶來了新的壓力和挑戰。大學物理教學的壓力和挑戰也是源于課程標準下高中物理知識模塊結構的不合理性，現在高中采用的是模塊教學的方式，由于課時限制和高考的要求，絕大多數學生不能把高中所有模塊都學完，造成學生知識結構不完整，對大學理工科專業的學習產生不利影響。物理特長生就是指立志于物理競賽或參加高校自主招生的高中學生以及立志上大學物理類專業的對物理有著特別濃厚興趣的高中學生。教學模塊就是現有教材包括必修與選修共7個模塊，對于江蘇參加普通高考的學生來講只要考6個模塊，勢必會少選學一個模塊，不是缺3－4的機械振動、機械波、光、電磁波和相對論簡介，就是要缺3－5的動量守恒定律、波粒二象性、原子結構和原子核的有關知識。競賽和自主招生與江蘇省高考考試說明之間就存在著模塊的缺失、知識的缺失和體系的缺失，所以針對高中物理特長類學生的教學模塊的重構就很及時，也很有必要。下面根據筆者多年的特長類學生教育與教學的經驗，特作如下總結。

1為什么要進行模塊重構

1．1由于高考制度中模塊選擇而導致的知識缺失新課標設置了課程結構模塊化。課改的初衷是期望學生根據自己的愛好和專業取向來選擇不同的基礎模塊，按照理工、文科和技術3類來構建適合今后學業發展的基礎知識結構。其中技術類模塊2－系列為職校學生學習的，文科同學可以選擇1－1或3－1，所以與普通高中理科生有關的就是必修一與必修二2個模塊，和選修3－系列的5個模塊，5個模塊中3－1與3－2必選，3－3、3－4、3－5三本選擇2個模塊學習，高考試卷3個模塊都出12分的考題，考生只要選擇2個模塊作答。所以針對物理特長類學生來講，需要高中物理知識的完整性，所以必須要補全一個模塊的缺失。1．2自主招生考試的特長學生不適應，缺了一個模塊知識不健全因為可以少考一個模塊，所以考生缺少了一個模塊的學習導致現在大學生物理基礎知識參差不齊，而且水平逐年下降。有的學生因為高中物理僅限于會考水平導致物理基礎不全或者非常薄弱，進入高校以后在學學的物理基礎課程時，出現完全跟不上的情況。有的學校出現物理基礎課大面積的不及格。這種現象不僅僅出現在一般高校內，就是在985和211高校甚至于全國頂尖大學的高校物理老師都有類似的反映，于是高校老師在進行自主命題時就更加注重知識的全面性，從而作為一個導向，大學與中學物理教學的銜接問題對于物理特長生來講就顯得尤為重要。1．3由于教材模塊不合理分割而導致的知識缺失具有良好物理素養和常識的老師都應該知道3－4知識與3－5知識不能完全分割，比如：在學生學習3－5波粒二象性中的黑體輻射規律時，涉及到波長與頻率的關系，這個其實是3－4里的機械波的內容；再比如在學到概率波時，又必須要有3－4里的光的干涉的基礎；前面是講的不宜分割的幾個知識，另外我們發現3－4教材把機械波與電磁波放在一起也值得商榷，機械振動與機械波是屬于力學的范疇，而電磁波是屬于電磁學的范疇，實在不應該放在一起。1．4由于教材順序編排不合理而導致的知識缺失教材3－1恒定電流里講金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這時只能告訴同學們結論，而無法講清楚為什么，如果在3－3學習了分子動理論之后，學生對此問題的理解會深刻些；必修一、二里的超失重現象可以放在萬有引力與航天以后再來學習，這樣超重與失重的定義就更容易講清楚了；再比如，動量定理和動量守恒定律屬于力學知識，也是物理學的重要定理，沒有與動力學知識一起放在必修模塊里，而是放在選修模塊里是不恰當的。

2如何進行模塊重構

針對以上分析，可以把高中物理3系列的知識重新進行整合。考慮到現在許多中學必修＋選修只學5－6個模塊的現狀，把現在的7個模塊（包括2個必修模塊和5個選修模塊）整合成6個模塊（包括3個必修模塊和3個選修模塊）。具體劃分如下：必修一劃分為4個章節，分別是運動學、力學、牛頓運動定律以及機械振動、機械波。其中波的反射和折射用波面和惠更斯原理來解釋，學生不好理解，這部分內容建議刪除。必修二劃分為3個章節，分別是曲線運動、機械能及其守恒定律、動量守恒定律。與原來必修二不同的是去掉天體運動，增加動量守恒定律。這樣劃分的理由是：天體運動是曲線運動的拓展，涉及許多物理學史等人文方面的知識，作為選修內容更加合適。動量守恒是物理學重要的守恒定律，應該作為必修內容，放在機械能守恒的后面是因為動能和動量這兩個物理量有很高的相似度，同時它們的學習方法存在著順遷移，放在一起可以促進相互之間的學習。必修三劃分為5個章節，包括靜電場、磁場、恒定電流、電磁感應、交變電流。電磁的相關應用包括“互感和自感”“渦流電磁阻尼和電磁驅動”，傳感器建議劃分到選修二電磁波這章。因為力傳感器在探究牛頓第三定律時就有涉及，磁傳感器在前面磁場中有涉及。在“互感和自感”中有介紹到電流傳感器，故將傳感器一章的內容濃縮到一節或放在電磁波后面進行總結比較好。選修一劃分為4個章節，包括分子動理論、氣體、物態和物態變化、熱力學定律共4個小節。具體內容與原來熱學的選修3－3一致。選修二劃分為4個章節，包括光、電磁波、傳感器、波粒二象性，相對于原來3－4去掉了機械振動和機械波，這樣劃分的依據是機械振動和機械波與光、電磁波雖然具有相似性，但是本質是不同的，“實驗：用雙縫干涉測量光的波長”定量的分析過難，建議刪除。選修三劃分為4個章節，內容包括萬有引力與航天、原子結構、原子核、相對論。“相對論簡介”這部分內容可以簡化，教師對于這部分內容難講，學生也很難理解，只需向學生傳達出科技正在發展變化的思想即可。黑體輻射、康普頓效應、概率波和不確定關系等物理知識，應適當降低難度，可以將這部分知識作為科普知識介紹。如果把高中物理基礎知識體系比作一張漁網，那么這張漁網是不應該有漏洞的，甚至有的內容還要進行拓展，特別是針對物理特長類學生，重構和拓展好的知識模塊就可以對物理特長類學生組織教學實踐，在教學實踐過程中，我們要求每位老師進行反饋與比較，甚至在不同的實驗班進行對比實驗，從而摸索出最佳方案，做到不唯花樣，只唯適合；不唯形式，只唯內容；不唯教材，只唯實效。

3模塊重構所必須遵循的3個原則

3．1知識點就近原則所謂知識點就近原則就是可以把相接近的知識點重構在一起，這樣更有利于學生理解，有利于學生思維，有利于學生掌握。比如高中物理3－1電場一章我們可以這樣進行重構：將第一節內容中的感應起電放到后面的第七節靜電現象的應用里，反正前面第一節也講不透；建議在1－3節完成后，第四節先安排一節帶電粒子在勻強電場中運動的問題，用動力學來解決直線運動和類平拋運動，這樣學生們有一個鋪墊，可以稍微緩一緩；后面電場能的性質依次往下最后一節變成第十節：標題改為示波管和加速器的原理或者帶電粒子在電場中的加速與偏轉。我們盡量在一個模塊甚至在一個章節里進行調整，這就是屬于就近原則。3．2知識點就易原則所謂知識點就易原則就是模塊重構必須讓學生更容易理解，讓學生更容易思維，讓學生更容易掌握。比如，我們在學完位移后，再學矢量時，一下子講不清楚矢量概念怎么辦？我們是不是可以將必修一運動學第一節第二節可以進行如下整合：將第一節原來的質點、參考系和坐標系改為質點、參考系和時間間隔，第二節標題建議變成矢量運算法則的探究，小標題有，一、探究求合力的方法，二、矢量與標量（矢量對應力和位移，標量對應路程和時間），三、坐標系（如何在坐標系上表示矢量）。這樣安排是基于學生有初中二力平衡的基礎，學生可以接受，從而把矢量一下子講清，講透。所以必須把學生容易理解與掌握，作為我們模塊重構的重要原則之一。3．3知識點就活原則改革開放的總設計師鄧小平曾經說過：“不管白貓還是黑貓，只要抓得住老鼠就是好貓”。所謂知識點就活原則就是在模塊重構的過程中，要打破傳統思維，打破模塊、章節的束縛，只要有利于學生理解，有利于學生思維，有利于學生掌握，就靈活機動地去重構和拓展。再比如教材3－1恒定電流里講金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，傳統教材在這里只能告訴同學們結論，所以我們可以把第六節導體的電阻分為兩節，第一節研究電阻定律，第七節穿插一下分子的熱運動的擴散現象和布朗運動后再講金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，這樣處理此問題就可以一次講清了，后面到分子運動論時可以少講一節。教育應該是一個連續性的過程，大學與中學的有機聯系，中學到大學的可持續發展不應當被高考割裂，中學教育不應當被異化成高考強化與訓練班，保護孩子的天性，保護孩子的求知欲，滿足不同層次孩子的需要是我們每個物理教育者的天職，更是我們每個特長生導師的必須要思考的重要課題。以上是筆者根據自己多年的針對物理特長類學生的教育與教學實踐中總結與提煉出的一些做法，先總結成文，真心希望能夠拋磚引玉，還望方家斧正！

作者:黃晏 單位:江蘇省海門中學