论中学物理教学中引入原始问题的重要性

杨蕾+胡银泉

摘   要：我国的中学物理教育存在颇多问题，其重要原因就在于中学物理教学方式的桎梏。物理学植根于现象，依据实用主义教育学、建构主义心理学的观点，原始问题在中学物理中应替代传统抽象问题。本文通过举例比较原始物理问题与传统抽象问题在物理教学中的应用，说明原始问题在培养学生实践能力、创新思维、掌握科学方法以及应对当前物理高考改革的重要性。

关键词：原始问题;中学物理;抽象习题

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）9-0009-3

1    前   言

近年来，我国基础教育课程改革是全社会关注的焦点，尤其在物理教育领域，新课标提出的基本理念就是“从生活走向物理，从物理走向社会”。然而，在传统的“题海战术”下的学生，其创造力和实践能力缺乏。杨振宁教授指出：“现象是物理学的根源”。他又对比了中美物理教育，认为中国的学生总是轻视定性的观察分析，而急于通过给定的定理去演绎问题。演绎的方法是学考试的人用的，而做学问却要从现象入手，归纳结论。[1]

物理学的本质要求教育者们，必须寻求能将物理现象与学生学习紧密联系的教学方式。基于此，我国学者赵凯华、邢红军、张奠宙等提出原始物理问题，在教学中转变教学方式，以原始物理问题取代数学模型下的物理问题。

2    原始物理问题的概念

早在1983年，赵凯华在为其编写的习题集作序时就指出：“在我们的教学中，同一类问题，既可以把原始的物理问题交给学生，也可以由教师把物理问题分解或抽象成一定的数学模型后再交给学生。习惯于解后一类问题的学生在遇到前一类问题时，往往会不知所措。”[2]这也即是将教学中的物理问题分为了原始问题与传统习题。原始物理问题与传统抽象习题的不同，实际上是两种教学方式的“分野”——是与现象联系还是与演算推导相联系。传统的抽象习题是与演算推导相关，先将物理现象分化成小块，经过数学建模后，用抽象的符号表达的练习题。

原始物理问题基于自然界、社会生活中客观存在的物理现象和物理事实编制，其主要特点为：情境性、条件的隐蔽性、探索性、开放性。

3    原始物理问题的理论依据

美国实用主义教育家杜威在其《我的教育信条》一书中提出，“教材心理化”与“教学内容经验化”;强调学生的学习要在“做中学”;要求教师要把知识还原到最初的经验中，也即原始化问题。[3]

建构主义同样认为学习是学生内在“生长”知识的过程，其基本理念就是：学习是一种建构的过程，学习是一种活动的过程，学习必须处于丰富的情境之中。教学时，教师不是把知识点和习题讲清、讲透，让学生没有疑问，而是让学生能外化地建构知识，从自身出发去解决问题。这就要求问题不是数学模型，而是贴近学生经验、认识的客观现象。

因此，原始物理问题的引入对于物理教学有着重要意义。物理学是一门观察、实验与分析相结合的科学，原始物理问题直接来源于生活实际，感性直观的教学材料能有效激发学生的学习动机。传统抽象的物理问题往往只针对某个琐碎的知识点，学生学习到的知识也是片面的。原始问题有利于学生综合知识能力的培养，拓展学生的知识面。此外，原始问题没有抽象问题常有的已知量、求解量，不同的学生可以根据自身不同的视角去思考和解决问题，这对培养学生的创造性思维和解决问题的能力有重要意义。

4    举例说明原始物理问题

学习的层次简单概括为两点：一为了求是，二为了致用。学以致用是学习的最高境界，这就要求教学中切合生活实际，培养学生能将知识用于实际的能力。然而，现在的许多中学物理课堂上，教师往往在讲物理知识时画满了各种各样的木块、小球、小车、粗糙或光滑的斜面，让学生在一堆数学模型中寻找规律，解决习题。这种传统的抽象物理问题对学生的培养意义不大，因此，在教学中应选取大量的与知识相配套的原始问题。原始物理问题的选取及编制必须遵循客观事实，用不含物理术语和物理概念的语句编制，万不可根据物理规律去编造想象中的自然现象。以如下几个物理问题的原始物理问题和抽象习题表述为例：

1）力与运动的关系

问题一（传统的抽象习题）：如图1，一个大木块A以80 km/h的速度运动，木块A上放有质量为5 kg的小木块B，前方有一面墙，碰撞发生了0.1 s，小木块B没有发生移动，问两木块之间的摩擦力至少为多大？

问题二（原始的物理问题）：一些人认为婴儿由成人抱着坐在汽车里是很安全的。现在请你估计一下，若撞车发生在很短的时间内，需要用多大的力才能抱住婴儿？

2）力的合成与分解

问题三（传统的抽象习题）： 关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是（    ）

A.合力大小随两力夹角增大而增大

B.合力的大小一定大于分力中最大者

C.两个分力夹角小于180 °时，合力大小随夹角减小而增大

D.合力的大小不能小于分力中最小者

问题四（原始物理问题）：汽车陷入野外树林里的泥坑里，司机手上有一把长绳，请想办法帮司机把汽车拉出泥坑。

面对以上问题，大多数中学生能解决问题一、三，只有少部分学生能解决问题二、四。大多数学生难以做到从物理迁移到生活实际，这就造就了所谓的“书呆子”。学生仅仅是沉浸在题海之中，只能求解理想化和模型化的问题，只懂得计算数学语言下的物理问题，在这种教育下培养出的学生容易被一叶障目，不见物理学的整个森林。

5    重要意义

从实践能力、科学方法、创新能力、高考制度四个方面，对比物理原始问题与传统的抽象习题对学生发展的影响。

1）实践能力的培养

物理教育发生的起点是现象，传统的抽象习题切断了学生的兴趣源头——现实生活。教学离开了生活，学生的实践能力无从谈起。当学生面对原始物理问题时，学生有解决问题的积极性，在处理原始问题的过程中，可以培养学生独立研究的能力。

2）科学方法的运用

在“题海战术”下的中学教育，一直存在着“重知识传授，轻方法教育”的倾向，原始物理问题为科学方法教育搭建了一个理想的“平台”。学生在解决原始问题时要经过分析、综合、抽象、概括的过程，而这些都是科学方法的重要组成部分，在教学中引入原始物理问题符合教学三维目标中对过程与方法的要求。

3）创新思维的培养

物理学的发展离不开创造性的思维，台湾教授程曜有感于内地物理教育，呼吁全社会救救这些只会考试的孩子，让学生把思想的紧箍咒拿走。传统的物理习题是原始问题经过多层次加工而衍生出来的，它的物理模型往往是已知的，在解决习题时，学生并不需要想象物体所处的真实景象，只需按解题模型往里套。而面对原始物理问题时，知识才有了生命力，学生可以从不同角度去思考解决问题的方案。

4）应对高考物理改革

有学者从高考的角度进行分析，认为目前的物理高考仍采用传统的抽象习题的模式，这种考查方式无法有效评价学生的能力。有专家提出，未来我国物理高考的改革方向就是逐步用原始物理问题取代传统物理习题，这不仅能考查出学生真实的能力水平，从而区分不同能力的学生，还能真正发挥高考对中学教学的作用。

学物理可以用十二个字概括：学物之理，悟物穷理，理在物中。原始物理问题不仅是物理现象的呈现，还是一种新的教学理念，把师生的教学活动与原始问题紧密联系，是具有重要意义的。

参考文献：

[1]杨振宁.杨振宁文集[M].上海：华东师范大学出版社，1998.

[2]赵凯华.我国赴美物理研究生考（CUSPEA）历届试题集解（1980-1984）[M].北京：高等教育出版社，1985.

[3]杜威. 彭正梅，译.我的教育信条[M].上海：上海人民出版社，2013.

[4]邢红军，陈清梅.论原始物理问题的教育价值及其启示[J].课程﹒教材﹒教法. 2005，25（1）：56—61.

[5]邢红军. 原始问题教学：一种创新的物理教育理论[J]. 中国教育学刊，2011（4）：46—49.

（栏目编辑  赵保钢）