物理教学应重视挖掘教材中“细枝末节”的价值

晏廷飞

摘 要教材中一些非正文部分的“细枝末节”内容，在教学中往往不受重视。若能充分重视这些和正文一样蕴含编者智慧与心血内容的教学价值，可以很好提高物理教学的效果，提升物理课堂的品质。

关键词物理教学 教材 细枝末节 价值

现在使用的人教、粤教、沪科、鲁科、教科等五个版本的高中物理教材，在编排过程中编者除了正文以外都精心安排了一些“细枝末节”的栏目，如人教版的“演示”、“做一做”、“思考与讨论”、“说一说”、插图、旁批等。相对于正文部分，这些“细枝末节”的栏目字号偏小、背景一般会加了底色。这些“细枝末节”不是可有可无的点缀，而是对课本正文部分的有效补充，是教材的重要组成部分。然而，在实际教学中，有些教师对这些部分的内容重视不够，忽视这些栏目的教学价值，不愿意在这些“细枝末节”的栏目上花费时间，课堂上往往一笔带过，甚至置之不理。其实，这些“细枝末节”的部分也蕴含了教材编者的智慧和心血，具有很高的教学价值，在教学过程中，如果给予重视、深度挖掘，可以提高物理教学效率。

一、“细枝末节”的教学价值

1.紧密联系物理与生活

物理与生活紧密联系，物理来源于生活。但是学生不可能经历所有的生产生活情景，物理课堂上也不能把所有的情景再现。利用教材上的插图、“科学漫步”、“STS”、“资料活页”等资料，可以让学生体验物理与生活的紧密联系，积累学生的感性经验，帮助学生在学习中更好地理解物理情景、构建物理模型。

例1：在人教版必修1第一章第三节《运动快慢的描述——速度》一节的STS栏目介绍了速度与现代社会的关系。[1]从古代的木轮车到现代的磁悬浮列车和超音速飞机，并以北京为例，介绍了城市规模的大小与车速的关系——大城市的直径一般就是速度最快的交通工具在1h内行走的距离。通过阅读文本和图1、图2所示的插图，学生可以感受到速度与社会发展和生活的密切联系，也可以感受到交通的发展对战争、社会发展的促进作用，以及大量汽车带来的负面影响。

教学中可以这个STS栏目中呈现的信息为影子，挖掘更多的资源，给学生呈现更多关于速度与社会的图片、视频，加深学生的印象，提高学习的热情。

2.有效突破教学重难点

物理教学中重难点的突破是教学中的重要环节。教师会通过实验、类比、设计针对性练习等手段来突破重难点，以保证教学环节的顺利进行。在各版本教材中，编者都设计了一些启发学生思考的栏目。例如，沪科版的“多学一点”、人教版的“思考与讨论”、粤教版的“讨论与交流”、教科版的“讨论交流”、鲁科版的“讨论与交流”等栏目，利用这些栏目的设问可以很好地启发学生思考，一步步逼近答案，有效突破教学重难点。

例2：在粤教版选修3-5第三章第2节《原子的结构》中，粒子散射实验否定了汤姆生提出的葡萄干布丁模型，是这一节的重点也是难点。学生需要搞清楚：粒子散射实验的结果怎么否定了汤姆生的葡萄干布丁模型，以及什么样的模型才符合粒子散射实验结果。只要搞清楚这点，本节课的重难点也就突破了，教学目标就顺利达成。为此，可以利用教材上“讨论与交流”栏目提出的问题，引导学生一步步思考。“原子结构的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？请你从以下三个方面考虑：（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？（3）你认为原子中的正电荷应该如何分布，才有可能造成粒子的大角度偏转？为什么？”[2]

通过这三个问题的思考、讨论，学生的认识逐步逼近真相，慢慢明白为何要抛弃葡萄干布丁模型，并在此过程中建立起原子的核式结构模型，从而有效突破了本节课的重点、难点，顺利达成教学目标。

3.有效开展探究活动，激发学生兴趣

在各版本教材上都设置了一些课外活动的实践与探索，把物理课堂所学知识延伸到课外，延伸到生活的方方面面。例如，人教版的“做一做”、粤教版的“实践与拓展”、教科版的“发展空间”（实验室）和“活动”、鲁科版的“迷你实验室”等栏目。把这些栏目里的一些探究活动落实到课堂上，可以巩固、活化所学物理知识，也能够起到增添物理课堂魅力、活跃课堂气氛的作用，从而激发学生学习兴趣，让学生乐意学习物理、热爱学习物理。

例3：在学习完自由落体运动后，可以在课堂上按照教材上的“做一做”栏目的设计（如图3所示[1]）让几组学生互相测小伙伴的反应时间。这是一个非常简单易操作的实验，原本以为实验效果一般，没想到在课堂上测量时，学生会互相攀比反应时间，参与课堂的积极性超出预期。教师可以趁热打铁，给学生提供米尺、纸带，让学生课后制作一把测量反应时间的尺子，并在下一节课评比谁做得最漂亮，标度最科学，可以提示学生借鉴体温计的刻度范围的标度方法，测出正常情况下人们反应时间的大致范围，反应时间尺也只标出中间可能的范围，太小或太大的值无需标记。

通过这个探究活动很好地巩固了自由落体运动的知识，加深了学生的理解和认识，更重要的是学生在玩乐中学习了知识，激发了他们的学习兴趣，学生会以更大的热情投入到后续的物理学习中。

4.渗透物理思想方法

只有领悟物理思想，学生才能掌握物理的本质，才能把握物理学科知识的内在逻辑，只有掌握物理方法学生才能用活物理知识。物理思想和物理方法的渗透是物理教学中重要的任务。“使物理教学过程成为启发、引导学生运用物理学方法来提出问题、探索和研究问题的过程。在这个过程中，学生在学生知识的同时，经受了研究问题方面的初步训练。这样既教知识又教研究问题方法的教学，会使学生既学到知识，又逐步开学习物理之‘窍，就会越学越爱学，越学越会学。”[3]教材中把物理方法的介绍、渗透隐藏在这些“细枝末节”的栏目或者旁批中，通过挖掘这些“细枝末节”的价值，可以实现在教学中渗透物理思想，传授物理方法的重要目标。

例4：在粤教版必修2第四章第3节《探究外力做功与物体动能变化的关系》一节中，在进行实验和理论探究得到动能定理的结论后，用旁批的形式对动能定理的适用范围进行了拓展，“动能定理不仅适用恒力做功和直线运动也适用变力做功和曲线运动。”通过对这一旁批内容的探究可以渗透物理学中的微元法和研究物理问题从特殊到一般的方法。首先，为什么动能定理适用于变力做功和曲线运动？当物体受到变力，或者做曲线运动时候，采用微元法，把物体的运动过程分割成无数多段，每一小段都可以看成是直线运动，也可以看成受到的是恒力，每一小段都可以适用于动能定理，累计起来整个变力作用下的曲线运动的过程也就适用于动能定理。其次，先研究简单的匀变速直线运动，然后再把结论推广到一般的变力作用下的运动和曲线运动，体现了物理研究中从特殊到一般的方法。

5.回应学生疑问

在教学中，有时候学生会提出自己的见解或者疑问。这些疑问的答案，有些就藏在教材这些“细枝末节”的地方，引导学生关注这些“细枝末节”，通过阅读教材，解决自己的疑问，可以培养学生重视教材、认真阅读教材的习惯。

例5：在选修3-5的教学中，一道简单的习题，学生提出了疑问。“碳14的半衰期是5730年。现有一份古代生物遗骸，其中碳14在碳原子中所占的比重只相当于现代生物中的，请推算生物的死亡时间。”学生的疑问是：“古代生物死亡前碳14的比例和现代生物中一样吗？不同种类的生物体内碳14的比例一样吗？”是直接告诉学生？还是采用其他策略？短暂思索后决定让学生自己寻找答案，让学生阅读人教版教材选修3-5第72页的“科学漫步”栏目。通过阅读学生找到几个关键的信息：空气中碳14含量是动态平衡且相当稳定；活的植物体内碳14的比例与空气中相同；植物枯死后，遗体内的碳14仍在衰变，不断减少，但是不能再得到补充。通过分析这几个关键信息点学生找到了问题的答案，疑惑得到解决。

二、“细枝末节”的运用策略

教材中这些非正文部分的“细枝末节”有如此重要的教学价值，那么在教学实践中该如何来利用、挖掘这些价值呢？

1.利用“细枝末节”开发演示实验

在各版本教材中都有一些“细枝末节”的栏目或者插图中有实验或者活动的建议，这些实验或者活动的建议，一般取材都比较容易，制作简单，且实验效果比较明显。

例6：在人教版必修2第五章第3节《抛体运动的规律》的图5.3—2（本文图4所示），利用喷出的水柱显示的平抛运动的轨迹。这一插图很好地描绘出了复杂的平抛运动的轨迹。如果教师教学中找来塑料管、塑料瓶、密封胶，几分钟就可以完成演示实验装置的制作。在课堂利用取材于学生身边的物品做实验，学生会感到亲切，所以把这些看似简单的实验落到实处，可以很好地激发学生的学习兴趣，调动学习热情，提升课堂效率，收到意想不到的效果。

2.借鉴不同版本“细枝末节”补充融合

各版本教材对活动、实验、插图等安排是不一样的，教学中教师可以对比并融合各版本的素材，然后根据自己学生的情况，有针对性地选材，对教材进行二次开发，使之更加适合自己的学生。

例7：人教版教材上在《功》这一节没有提及变力做功的问题，但是学生在实际处理的物理问题中却经常会碰到，而且处理变力做功可以给学生渗透微元法、图象法等重要的物理方法，且对后面动能定理结论由特殊推广到一般有奠基性的作用，所以变力做功不建议忽略。

建议借鉴沪科版必修2第三章第2节《研究功与功率》“多学一点”栏目中介绍的变力做功的处理方法。具体如下：“图3-11（本文图5）表示物体在变力作用下，沿直线O运动到O。因为力是变化的，不能直接用公式计算力在全过程中所做的功。我们可以把线段平均分成很多小段，如图中的OO1、OO2……当每一小段足够小时，力的变化很小，可以认为是恒定的。这样，每一小段，就可以用公式计算出力在此小段距离内做的△Wi=Fi△Si功，将每一小段内的功相加：W=∑△Wi=∑Fi△Si。W就是变力F在整个过程中所做的功。”[4]这一处理的思路，很好地渗透了物理上很重要的方法——微元法。

或者借鉴教科版教材上给出的用图象法求变力做功。“图3-12（本文图6）是变力做功的图像，它表示了分析变力做功问题的思路和方法。”“图像下方从x1到x2的面积，就是变力F在s=x2-x1段内做的功，图中各长方条的面积表示力在各小段内做的功”。[4]

3.同一版本教材首尾呼应，解决学生疑难

在同一版本的教材中，有时候出现在不同章节的素材，可以互相作为辅助资源，为学生降低理解上的难度，使学生顺利解决疑难问题。

例8：人教版必修2第五章第7节《向心力》课后练习的第4题，“如图5.7-8（本文图7），细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方定一个钉子A，小球从一定的高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，如果钉子的位置越靠近小球，绳越容易断。请你对这一经验进行论证。”本题的解决，要求学生理解细绳与钉子相碰的瞬间速度大小不会突变，然而这一点理解起来很有难度。

本题中的情景，可以通过演示实验，让学生来观察，绳子相碰瞬间速度大小是不是突然变小，但是实验的效果并不理想。借助人教版第七章第8节《机械能守恒定律》一节的图7.8-1（本文图8）就可以很好地解决这一疑难。观察图8所示的频闪照片可知，细绳碰到钉子后其运动轨迹（右侧）和未碰到钉子时是对称的，说明碰到钉子后小球的速度没有突然变化。得到这一结论后，根据细绳的拉力和小球提供的向心力，由牛顿第二定律列方程即可论证。

参考文献

[1] 张大昌主编.普通高中课程标准实验教科书物理1[M].北京：人民教育出版社，2011.

[2] 保宗悌主编.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5[M].广州：广东教育出版社，2005.

[3] 阎金铎，添世昆主编.中学物理教学概论（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4] 束炳如，何润东主编.普通高中课程标准实验教科书物理2[M].上海：上海科技教育出版社，2012.

[5] 张大昌主编.普通高中课程标准实验教科书物理2[M].北京：人民教育出版社，2011.

【责任编辑 郭振玲】