结合物理学前沿打造高中物理兴趣课堂

谷宏伟

摘要：基础物理教学中渗透前沿物理，引起了世界各国物理教育工作者的高度关注和重视，是各国中学物理课程改革的一个热点。我国物理新课标中提出“课程基本理念在内容上体现时代性、基础性、选择性，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想……”。我国新一轮课改适当加大了前沿物理知识的比重，在确保基础性的前提下，对教学内容进行了一定的扬弃。新增内容的教学要求虽不高，却有助于弥补物理教学长期存在的不足。

关键词：物理学前沿；高中课堂

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-094-01

一、理论内容的分析

当代物理前沿理论主要包括：粒子物理和量子场论，超弦理论和场论，引力理论与宇宙学，凝聚态理论，生物物理，原子核理论和原子分子理论，量子物理和量子信息理论等等。这些新的理论在物理教材中都有着不同程度的体现。比如，在万有引力的章节中，就对四种相互作用力和引力场进行了系统的介绍，让学生对场理论有了一个比较初步的了解，而不仅仅局限于引力场；在学习简谐运动的内容时，对单摆的非线性运动及混沌理论进行了介绍，使学生对物体运动的复杂性有了直观的认识……这些新的理论不仅能丰富学生对物理理论的认识，更能激发他们对这些尚不完善理论的好奇心，从而增加他们学习物理的兴趣。

二、中学物理教师应补充新知识，提高自身的文化素养

由于历史的原因，目前绝大多数的中学物理教师是在狭窄的专业模式中培养出来的，教师在大学时代学习的知识很多已经陈旧、过时，如果试图靠吃老本，那是绝对行不通的。现代社会青少年学生的知识信息来源非常广泛，各种渠道的信息扩大了学生的知识面，但也给他们带来了各种新问题，他们希望从教师那里找到正确答案。“要想给学生一杯水，教师就得有一桶水”。如今学生这个“杯子”越来越大了，如果教师还靠自己桶里原来那么点水，怎么能够舀给学生呢？更重要的是，我们应有一桶流动的水，常言说，流水不腐，即我们的知识应该吐故纳新，使我们拥有一桶永远是新鲜、富有营养、受学生欢迎的高质量的水。

三、了解科学发现的本来面目，引导学生立志创新、献身科学

我们在教学中一味强调科学家是“发现”而非“发明”了科学真理，就好像真理是先验的、与人无涉的存在，就算不被此科学家发现，也必然会被彼科学家发现一样。“先验论”歪曲了科学发现的真实过程，严重贬低了科学家的创新，更为严重的是，似乎还容易使学生滋生惰性，产生对文本及教师的盲信盲从和过度依赖，丧失其在科学中实现自我的使命感。

四、中学物理教学渗透现代物理前沿知识的方法

中学物理教学中，渗透现代物理前沿知识，不仅要求内容上使学生容易接受，在教学方法上更应符合学生的认知特点，选择适宜的方式方法和教学手段。过去那种灌入式教学方法显然不行，课堂教学的一般方法也不尽合适，那么，如何渗透现代物理知识呢？

1、充分利用电脑多媒体教学手段。电脑多媒体辅助教学（CAI）是现代教学技术中最先进的一种方法，它具有直观形象、生动活泼、声像并茂的特点，利用它可以实现人机交互、化难为易、化繁为简、化静为动、化抽象为直观，提高学生的兴趣和注意力，从而提高现代物理知识的渗透效果。

比如，现代分形理论是认识自然界真实面目的一个有力工具，对它的渗透，如果只讲抽象的概念，就学生的认知水平，难以理解和接受。如果利用电脑演示给学生，那奇妙的图像、美丽的色彩，那无尽的分形、无穷的变幻，必将给学生带来极大的惊喜，激起学生的好奇心和求知欲，调动起学生探求真理，崇尚科学的热情和兴趣。

2、录相手段的应用。录相教学是电化教学的一种常用手段，它同样具有声像并茂的特点，且直观形象，生动有趣。在中学物理教学中，利用录相手段进行现代物理前沿知识的渗透，是一种难得的好方法。问题是录相资料从何而来，靠自己制作显然有很大局限性和困难，不妨从电视节目中或从专题性科普知识节目中进行裁录，在教学中，适时地通过录相课的形式，放给学生观看，会收到良好的效果。比如，中央电视台制作的“黑洞之迷”、“宇宙大爆炸理论”等节目，都是很好的录相教材，如果能利用网络资料，当然更好。

3、通过活动课程，渗透现代物理知识。在中学物理教学中，适当开展丰富多彩的活动，来渗透现代物理知识，不失为一种好方法。比如，组织学生参观科技展览；开展常规性的科技活动；聘请科学家做科普讲座、报告等，另外，也可通过读书竞赛、办黑板报等形式，对学生进行现代物理知识的渗透，使他在活动中受到潜移默化的。

长期对前沿物理教学的相对忽略，导致了科学教育的“片断化”。物理教育成了物理“断代史”的教育，使学生只知物理学的昨天，不知物理学的今天，不见物理学的明天。可见，在中学物理教学中渗透现代物理前沿知识既有它的必要性，又有它的可行性，也可以说是势在必行，但问题是：一没现成教材，二没现成模式，三没有相匹配的课程切入点。这就要求教师勇于探索，勇于实践，边教学边研究，自己动手找材料，编教材，制课件，使现代物理前沿知识能更快、更好地渗透到中学物理教学过程中，以提高中学物理教学质量，推进物理素质的提高，培养二十一世纪的创新人才。