中学物理教学内容中的前沿知识分类与教学问题分析

曹风山

[摘要]：“学好数理化，走遍全天下”。虽然随着教学科目，新兴技术的不断涌现，这句话已经不能满足21世纪人才培养的目的，但是，仍可从侧面证明数理化对学生日后升学与发展的重要影响。如何学好科目前沿知识，掌握最新的前沿资讯，对提高中学生学习物理的兴趣有着至关重要的影响。重点介绍中学物理教学中前沿知识的分类和教学事项，仅供读者参考之用。

[关键词]：中学物理 前沿知识 教学方法

近年来，由于课改影响，物理知识的分类分歧较多，很多专家或学者在研究知识分类中往往只关注类别本身，却极少分析知识特点，这种现象无疑会影响物理教学课程的有序安排，不利于提高物理教学质量与效率。鉴于此，笔者对比新课改前后中学物理教学标准，分析中学物理前沿教学知识，找出其特点并加以分类。

一、中学物理前沿知识特点分析

中学物理知识具有复杂性和时代性特征，与宇宙天体运转和最新科学技术密不可分。前沿知识的复杂性特点，一方面，指的是物理现象自身的复杂性，例如单摆的大角度摆动就属于此类复杂性较高的现象，在解释该现象时需要混沌理论和非线性理论共同解析；另一方面，指的是解释现象的过程较为复杂，在解释某一单一现象时需要用具有前沿性的物理知识来解释，如对光电效应的解析，该问题本身并不属于前沿知识，但结合中学生的理解能力和知识掌握情况来看，想要完全解释该现象却极为困难。对光电效应进行解释的过程中，需先向学生介绍粒子运动学和光量子等知识，因此，光电效应也应归纳到中学物理教学前沿知识中。前沿知识的时代性主要体现在两个方面，其一为所讲述知识本身就具有较强的前沿性，如黑体与光电效应等，这些知识点始终是物理学家研究的重点课题，理应将其归纳到前沿知识中；其二，自课改后，某些知识虽并不属于前沿知识，但因新课改后加入了此类知识，所以这类知识也应该归纳到前沿知识行列。例如，课改后提出的量子化概念和相对论概念等。

二、前沿知识分类方法的具体描述

物理知识所涉及范围较广，中学是学生初涉物理知识的时间段，教学内容中前沿知识渗透方式多出现于教学过程中，导致知识点的传授很难满足系统化需求，这就给中学生学习物理知识带来的诸多不便之处。结合上文提到的物理教学前沿知识特征，笔者仅将个人梳理的知识分类方法做如下介绍：

中学物理教材主要包括量子化、量子场论、相对论、引力论、场论等，诸多非经典的物理知识穿插于正本教材中，教学过程中讲解这些非经典的知识点有利于激发学生的求知欲和学习兴趣，能丰富学生的知识贮备，使学生更加清晰的捋顺物理学发展脉络。中学阶段的前沿知识主要有人造地球卫星的机械能转化、火箭、夸克构成质子、中子等强子、重力的相互作用、万有引力、黑洞、时间与空间等。生活中经常接触到的需用物质知识解释的现象，如水流导光、全息照相和激光应用、黑体规律和光电效应。与科学技术相关联的前沿知识有声与信息、塔式太阳能电站、GPS、输电新技术、立体电影和偏振光、激光的应用与全系照相、寻找地外文明等。中学物理教学中积极传授前沿知识是新课改的愿景，是提高我国物理教学质量的重要基石，归纳并整理中学物理教学前沿知识，有利于提高中学物理课堂教学质量，激发学生的学习兴趣。

三、中学物理前沿问题教学的优势

1.坚持贯彻人本主义原则，提高教师综合素质

新课改教材呈现出知识多元化的特点，教材更多关注于对科学前沿问题的剖析，一方面，新课改能够促使教师积累更多的知识，扩展视野，从而应对学生无法满足的求知欲；另一方面，当代教育学理论也借鉴了物理学发展成果，不管是学生还是教师都对具有前沿性的知识较为敏感，能在接受前沿知识的过程中发现另辟蹊径的教育理论，从而有助于提高教师的教学水平与学生的学习兴趣，因此，教师应更多地去了解最新的物理前沿资讯，多参与各种带有学术性质的物理知识交流会，以便于全方位的提升自身专业素质。

2.有利于促使教师提高教学质量，把握教学尺度

经笔者了解，新课改后很多教师抱怨中学物理教学的前沿知识过于复杂，不利于课堂讲学与学生理解。但笔者认为，这种论调根本不成立，布鲁纳针对微积分能否交给六岁儿童的质疑，曾指出儿童接受的是儿童微积分，而成人接受的是成人微积分，也就是说虽然知识具有共性特点，但不同阶段的人却具有差异性特点，因人身份不同，所以对知识的理解也会有所偏差，但这并不是阻止知识传播的理由。在传授前沿知识过程中，教师必须把握好度，应以渗透为主，将教学重点放在方法与思想的熏陶上，不要可以去强调公式推导的重要性，只有这样，才能避免物理教学变成呆板化。

3.采取简单明了的方式传授物理前沿知识

物理知识具有较高的复杂性，其中抽象问题较多，再加之各种物理公式和假设论调，在一定程度上提高了学习与理解物理知识的难度，如不将复杂问题简单化，则会影响学生学习的积极性，无法更好地认知物理学。但如果能将复杂的物理理论简单明了地讲解出来，则可以解决上述问题。例如，教师在讲解混沌理论时可以先讲解大角度单摆，然后在逐渐深入，由简入繁，使学生逐步掌握知识要点，从而激发学生的求知欲望和自我成就感。

四、结语

综上所述，教师要想提高中学物理教学质量，首先应充分了解中学物理教学前沿知识的特性，然后根据其特性归纳、总结前沿知识，找出教学过程中前沿知识的教学方法。除上述方法外，教师还应鼓励学生增加课外阅读量，培养学生自主学习的能力，可以定期组织学生开展日常活动，使学生在生活中体悟物理知识带给人们的帮助，从而激发学生的学习兴趣，激发学生学习的动力，更好地促进学生对物理知识的了解与掌握。

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