摘要 本文結合新情境問題，指出了加強理論聯繫實際教學的方法和途徑，提出了強化方法教育和提高建模能力的措施，闡明瞭培養學生的創造意識和創新能力的教學思路． 關鍵詞 新情境問題 物理教學 策略 新情境問題主要以自然現象、生產、生活實際、現代科技爲素材進行命題．這些問題中往往創設了一些相對新穎的情境，比較真實、全面地模擬和再現了生產生活的實際場景，科學研究的過程，科學上的重大發現，高科技成果等．加強新情境問題的教學，有助於素質教育的實施，有助於扭轉基礎教育中長期存在的理論嚴重脫離實際的傾向，有助於培養和提高學生的創新意識和創新能力． 新情境問題涉及到理、化、生、地等多個學科．本文僅對中學物理學科內的新情境問題的教學，作一初步的探討． 一、加強理論聯繫實際的教學 傳統的中學物理教學強調理論的完整性、系統性，與科學技術、生活實際聯繫的不夠．在應試教育的背景下，學習物理常常演變爲解題訓練，應用和實踐似乎與物理不相關．所涉及的習題大多是模型化的，諸如“小球、輕杆、光滑水平面、木塊在斜面上滑上滑下”等高度理想化的模型．學生在處理具體問題時很少需要對研究對象和物理情境進行抽象和理想化的處理，或者只需進行簡單的模型化．理論和實際嚴重脫節，豐富多彩的物理學變成了枯燥無味的、乾巴巴的物理符號和公式的堆積． 新情境問題把中學物理知識和生活實際緊密結合在一起，彌補了理論聯繫實際的不足．新情境問題的重要功能就是增強了物理問題的應用性和實踐性．它向學生敲響了警鐘：靠死記硬背、題海戰術是不能學好物理的，物理學是和生產、生活、社會現象密切相關的．因此， 如何加強理論聯繫實際的教學，培養學生學以致用的應用意識，是物理教學中的一個重要課題．如何加強理論聯繫實際的教學呢？筆者認爲可從以下幾個方面着手． 1．讓生活走入課堂 大千世界五彩繽紛，物理現象比比皆是，但我們卻常常熟視無睹，問題就在於觀念上缺乏理論聯繫實際的主動意識．在這些司空見慣的物理現象中，有很多具有較強的啓發性、代表性和應用性，可以將其轉化爲中學物理問題，使之走入課堂． 讓物理現象進入課堂，首先需要將生產、生活中的實際現象轉化爲物理問題．教師要做這方面的有心人，多觀察生活，處處留心，注意收集和整理與物理知識相關的素材．在轉化過程中，要把握以下幾個原則：一是儘可能選擇身邊的事例，爲絕大多數學生所熟悉，以期引起學生的共鳴；二是不能過難或過易，過難會使學生望而卻步，過易則缺乏探索性，激發不起學生的興趣；三是所需的知識與能力應與目前的中學物理的知識結構與能力要求相適應．像柯受良飛越黃河、蹦極跳、觀日出、估算心臟功率、百貨商場中的電動扶梯等，這些活生生的事例，已經出現在高考題中，並且對中學物理的教學改革產生了積極的影響． 2．緊扣時代脈搏，與現代科技同步 現代科技的發展日新月異，很多的高科技問題與中學物理具有一定的相關性．如2000年全國高考“理科綜合”卷中出現的霍耳效應，便是物理學中的一項重要發現，其實質是帶電粒子在磁場中的運動受洛倫茲力的問題，用中學物理知識完全可以解決．高科技成果方面的題材爲新情境問題提供了極爲廣闊的命題背景，教師要創造性地發現有關的教學素材，編制這方面的習題．當然這種取材，可以是全景式的，以求全方位地反映出某一問題的背景，給學生形成完整的印象，也可以是“特寫鏡頭”，擷取問題中最精彩的片斷，展現出最具典型性和最有啓發性的部分． 把高科技問題轉化爲物理問題，在素材的選擇上要注意到：一要緊跟時代的步伐，及時反映科學的前沿和最新科技成果；二是不要貪大求全，因爲全面、系統地研究某一問題，往往會超出中學物理的知識範圍，導致學生無法解決；三要有利於開拓視野，啓迪思維，知識的縱深可適當小些，面可以很廣．編制這方面的問題，對教師的要求是比較高的，既要有紮實的專業知識，又要有一定的知識廣度． 教師應該具有一定的職業敏感性和洞察力，從報刊、雜誌、因特網等媒體上，及時捕捉反映科學前沿與動態的最新資訊．譬如1999年11月20日，我國發射的“神舟”號載人試驗飛船是我國在航天技術上的重大突破，可以結合圓周運動和萬有引力知識來進行命題．如超導磁懸浮列車這一高科技成果，與電學知識密切相關，我國已進入試執行階段，可以結合磁場和電磁感應等電學知識進行命題．透過研究這些問題，使高科技與學生所學物理知識拉近了距離，從高不可攀變爲伸手可及．這既能極大地激發學生的學習興趣，增強學習物理的信心，又可以破除學生對科學的神祕感，堅定探索科學奧祕、獻身科學的信念．使學生真正感受到物理學就在身邊，體會到中學物理原來還有這麼大的用處． 二、滲透研究方法，提高建模能力 1．強化方法教學 在傳統的物理教學中，重理論輕實際，重結論輕過程，重習題訓練輕方法教育的現象普遍存在．這將導致了研究物理學的科學研究方法的價值大量流失，因爲科學方法比知識本身更富有創造價值．這些科學方法，是無數科學家的智慧結晶，是物理學的精髓所在．學會科學方法，學生會終生受益．滲透科學方法，可以結合教材和物理學的發展史，着重介紹與中學物理密切相關，符合學生認知水平，有利於理解物理知識和提高思維能力的典型方法．如觀察方法，實驗方法，理想化方法，數學方法，以及等效、類比、分析與綜合、歸納與演繹、猜想與假設等思維方法，這些科學方法和思維方法，是開啟新情境問題之門的金鑰匙． 科學方法體現在具體的物理研究過程中，只有把研究過程充分合理地展現出來，學生才能看到科學方法的特徵、作用等，以及利用科學方法是怎樣解決問題的，才能體會到掌握科學方法的重要意義，去自覺地學習科學方法．在此過程中，教師應發揮主導作用，可以在課堂上重點剖析一些綜合性和探索性較強、能充分體現方法的新情境問題，實現方法的遷移，給學生以示範和啓發，使學生體會並領悟怎樣應用方法，從而感受到科學方法的無窮魅力，在潛移默化中受到科學方法的薰陶和教育． 2．培養構建物理模型的能力 從書本的理論知識到實際應用，關鍵在於從問題中抽象出物理模型．模型是連接理論和應用的`橋樑；經驗材料、實驗事實和背景知識是構建物理模型的基礎；而抽象、等效、假設、類比等則是構建物理模型的基本方法． 由於新情境問題的綜合性、複雜性和多樣性特徵，題中涉及的因素較多且相互交織在一起，問題的本質往往被表面現象所掩蓋，給解題造成了一定的障礙．從學生在解決新情境問題時的表現來看，較爲突出的問題是：容易受表象因素干擾，不善於抽象出問題的本質特徵，導致建立模型困難．這反映出理論聯繫實際的教學確實是我們教學中的一個薄弱環節． 怎樣從錯綜複雜的實際問題中抽象出物理模型呢？這就需要對所給的資訊進行提煉和加工，突出主要因素，忽略次要因素．透過思維加工，採用恰當的方法，找到新問題與熟悉的物理模型之間的聯繫，使新資訊與原有知識之間的聯繫通道保持暢通無阻，就可以使新問題順利地實現模型化，構建起符合新情境的物理模型． 三、培養創新意識，提高創新能力 知識是能力的載體，創新是能力的靈魂．素質教育的重要目的之一就是培養學生的創新精神．一個好的教師不是把課講得學生沒有問題可問，而是啓發學生提出深刻的問題．長期以來，在我們的物理教學中，重視基礎知識的教學，而創新教育相對薄弱，學生的創造慾望被壓抑，創新能力得不到充分的發揮，這與知識經濟時代的要求是極不相稱的． 新情境問題具有非常規性、應用性和開放性等特點，這就決定了問題的解決過程必然具有探索性和創造性，能夠激發學生的創造慾望，培養學生的創新能力．正因爲問題的綜合性、複雜性和多樣性，學生無法預先建立與之相對應的問題解決模型，缺乏相關的解題經驗，必須要在原來的知識和能力的基礎上有所創新，有所突破．特別是新情境問題中所具有的開放性和探索性，更是給學生創新能力的發展提供了廣闊的空間．在問題解決的過程中，學生的創造能力便會得到淋漓盡致的發揮． 1．開放性問題--發散求異 在開放性問題中，一個問題往往會有不同的結論，並非唯一的正確答案．解決開放性問題，學生必須進行發散思維和求異思維，從大量結論中獲取正確或是可能的答案．在這個過程中，學生獨立自主地進行思考，發現知識，發展能力，開拓創新，形成思維的深刻性、獨創性和批判性． 新情境問題具有很強的開放性，有助於培養學生的發散思維能力、獨立思考能力和獨立解決問題的能力．教師可以設計一些開放性的問題，從社會熱點到生活實際不一而足．有些問題可以沒有現成的結論，甚至有的尚有爭議，但它對培養學生的科學民主意識、科學評價能力、科學決策能力，提高科學素質是十分有益的．其實社會熱點問題、實踐中的技術問題有很多並非唯一正確的答案，但在我們傳統的教學中卻把複雜的問題簡單化了，對所涉及的問題都力求給出一個“標準答案”，以致於使學生誤認爲要麼對，要麼錯，別無選擇，束縛了學生的創造性思維．在2000年秋季使用的新教材中，已經進一步加大了這類問題的研究力度，設計了許多頗具開放性的問題，如估測壓力鍋內水的溫度、研究材料的保溫性能等． 2．探索性問題--設疑創新 探索類問題要求學生以已有的知識和經驗爲基礎，從不同角度、沿不同方向，在各種不同層次上進行分析和思考，多觸角、全方位地尋求與探索問題的解決方案和途徑．在探索性問題中，常常含有學生尚未學過的某些方面的知識．在物理規律還不明確的情況下，面對新資訊問題也可能是沒有答案的，只要求學生能夠創造性地作出某些猜測和假設，或獲得與之對應的處理方法，這將能夠有效地培養學生創造性的思考、發現問題、尋求答案的探索精神，使學生的創造性思維在問題解決之中得到提高和發展． 教師要爲學生提供發現問題和運用知識解決問題的機會和條件，要充分挖掘教材在培養與訓練創新能力方面的內在因素，設計恰當的物理問題．這些新情境問題應滿足如下要求：一要有適當的難度，使學生必須透過一定的努力才能解決，即“跳一跳夠得到”；二要在教和學兩方面均富有探索性，學生在探索過程中才能興味盎然，富有激情；三要能激發學生 的好奇心和創造慾望，使學生在問題解決的過程中體會到創新的成就感． 近年來，在高考試題中也明顯加大了對探索性問題的考查，如2000年上海高考題中的壓軸題是關於黑體幅射的問題，題中給出了黑體幅射的一些規律，要求學生據此討論太陽的幅射能量和火星接收幅射後的平均溫度．這對學生創新能力的要求是相當高的，因爲要在短時間內理解並能熟練地運用這些知識分析問題和解決問題，就必須要創造性地進行知識和方法的遷移． 參 考 文 獻 1．張掌然，張大鬆．思維訓練．武漢：華中理工大學出版社，2000 2．曹磊，譚樹傑．各國物理教學改革剖析．上海：上海教育出版社，1997