潘天俊

(清華大學附屬中學 北京 100084)

物理教學既需要考慮物理學本位知識，也需要考慮教育學、心理學的知識．互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，迭代升級的觀點深入人心，物理教學同樣應該借鑒迭代進化的思路，不斷進行自我進化．當前高三物理教學在以下方面存在明顯不足：第一，學生的物理閱讀能力較低，綜合文字、圖表、圖像的能力不強；第二，學生頭腦中物理學的知識圖譜零碎，缺乏清晰的邏輯線索；第三，物理教學資源類型還不夠豐富，不能滿足不同層次學生的需求，特別是資優(yōu)生物理學習的需求．學生學習的薄弱點往往暴露的是教學活動的薄弱點，以下就3個薄弱點分3個問題提出分析和見解．

1 物理閱讀和情境的構(gòu)建

學生的物理閱讀能力較低，綜合文字、圖表、圖像的能力不強，本質(zhì)是物理問題的構(gòu)建層次不高．物理問題的構(gòu)建層次有4個：第一層次，文字階段，通過閱讀理解文字的含義，提取物理對象、情境；第二層次，情境階段，在頭腦中構(gòu)造對應的物理對象、情境、過程；第三層次，規(guī)律階段，分析對應過程的初始條件，分析、挑選對應的物理規(guī)律，建立可解的路徑；第四層次，數(shù)學階段，通過字母、表達式、圖形、數(shù)字等形式展現(xiàn)物理規(guī)律，為求解問題做最后的準備．在高一、高二階段的教學階段，文字階段和情境階段是相對薄弱的環(huán)節(jié)．過于求快，許多閱讀環(huán)節(jié)都是教師代勞的，應該讓學生有物理閱讀的鍛煉機會．另外，情境階段就顯得更加薄弱了，許多實驗沒法做，許多實驗不易觀察，怎么辦？僅靠學生的生活積累是不足的，因此，非常有必要利用仿真實驗室觀察物理現(xiàn)象，要讓學生對常見的運動形式有初步、感性、直觀的認識，再從現(xiàn)象深入規(guī)律就有了堅實的基礎，否則，學生理解物理規(guī)律就太抽象了．

2 物理教學的自然邏輯

物理學是內(nèi)在邏輯非常嚴密的學科，所需學生直接記憶的東西不多，但需要學生建立完備的邏輯鏈，從最基本的概念入手，一步步推導重要的規(guī)律，可以說，現(xiàn)行的物理教材邏輯鏈線索并不明顯，需要教師上下牽引，挖掘邏輯線索的鏈子，讓學生的精力放在概念的聯(lián)系上．更少就是更多，從一到萬，對常見結(jié)論要多問為什么，萬事萬物要了解來龍去脈．物理學科是當前自然科學中邏輯鏈最完備的學科，這應該是物理教學的重心．另外，物理是蘊含方法論的學科，特別是同一事物、過程有多種不同視角的認識分析，譬如自由落體運動，可以從運動學、動力學、動能定理、動量定理、機械能守恒和動量守恒(重物和地球)等不同角度分析．溫度、壓強、電流、安培力、感應電動勢、電阻等許多物理概念都有微觀和宏觀兩種理解方式，它能大大拓展人的思維，這種思維對人理解更廣袤的其他學科、社會學科等都大有裨益．另外，千萬不能忽視數(shù)學工具對物理學科的證明功能，數(shù)學證明往往更加簡明、直接、精確，令人信服．例如，為什么曲線運動的速度方向沿軌跡切向，受力方向指向軌跡的凹側(cè)呢，應該從速度的概念和加速度的概念入手．再比如，為什么并聯(lián)分壓式電路的滑動變阻器要選擇阻值小的滑動變阻器呢？何為小？原有的這種解釋顯得模糊不清，并不令人十分信服．如果從數(shù)學表達式入手，做作出U-x圖像，就無需多費口舌了．再比如簡諧運動的周期問題，怎么來的？單擺做簡諧運動的周期怎么來的？玻爾的原子模型與機械駐波模型之間的聯(lián)系，這些問題都是極好的素材．總之，物理是自然學科，所有的概念、模型、想法都應該是自然而然的，不能做事前諸葛，物理學家不是先知先覺的天才，物理學家也不能提前預知哪些概念重要，哪些概念存在聯(lián)系．高高在上的物理學并不是真實的物理學，牛頓為什么會把蘋果落地與月球繞地運動聯(lián)系在一起呢？想到這一層，教學當中要理清物理發(fā)展的脈絡和線索，讓學生覺得物理講道理、有線索．

所以，理順物理教學自然邏輯的著力點應在如下方面．第一，繁雜的東西要歸一，簡單的東西要生發(fā)，從萬到一，從一到萬，重要結(jié)論要講證據(jù)，要突出概念之間的聯(lián)系；第二，模糊的東西要精確，要利用數(shù)學工具證明給別人看；第三，高明的物理思想要揭示來由，要把物理學家的真實想法揭示給別人看，展示物理建立的自然而然．

3 物理教學資源的迭代進化

資優(yōu)生有相對較好的物理和數(shù)學基礎，有精力和能力涉獵更多更高的物理領域，到達什么高度，到達什么內(nèi)容？這應該有科學的規(guī)劃．另外，利用翻轉(zhuǎn)課堂節(jié)省時間，在課堂可進行更高階問題的討論，同時，利用在線測試，快捷準確獲得教學數(shù)據(jù)，提高講解的針對性．此外，教學的最終目標是培養(yǎng)自學者，從督促自學到自覺自學的轉(zhuǎn)變，必須有意的維持和營造．對于資優(yōu)生，物理教材起點要高，物理習題可以以傳統(tǒng)為主，重在落實，而不是教師講了、學生聽了，傳統(tǒng)的自主招生、競賽培訓課程都存在不落實的現(xiàn)狀，必須加以克服．另外，自主招生課程的教學計劃、講義、課后練習題、模塊檢測題都應該越來越規(guī)范，要有構(gòu)建體系、迭代升級的運作思路．遍觀優(yōu)秀的教輔，沉得下心，追求精品，才能做出真正有價值的東西．

高考的改革已經(jīng)勢在必行，物理教學應該如何應對呢？物理教學受到多個因素的制約．第一，高考是指揮棒，高考考什么，怎么考，平時的教學要匹配；第二，物理學本身的特點．物理學作為理工科的基礎學科，經(jīng)典物理學也已經(jīng)發(fā)展了400余年，體系宏大、思想豐富，現(xiàn)有模塊化的教材體系對物理本身的內(nèi)在體系有不小的傷害，必須要加以警惕，教材可以模塊化，但學生的物理體系不能支離破碎；第三，學習者的認知水平和風格．物理幾乎被公認為高中最難的學科，這說明物理的教學還有研究的空間，物理教師應該充分了解學習者的困境．認知領域存在經(jīng)典的“知識的詛咒”(《黏性溝通》這本書所提出的概念：當一個人知道一件事后，他就無法想象自己是不知道這件事的)，這提醒教師要盡可能避免“知識的詛咒”效應，從未知者、初學者的窘境思考教學的開展，從“先知先覺”者的身份轉(zhuǎn)換為“后知后覺”者．譬如，講運動學時，要思考建立“質(zhì)點”模型時為什么保留質(zhì)量這個屬性，為什么要建立“加速度”的概念．能發(fā)現(xiàn)這些問題，就能更貼近學習者．物理學家不做多余的事情，一切人工的東西沒有什么是無來由的．

總之，教學是一項藝術，也是一門科學，值得不斷迭代升級．