高三物理教学的3个着力点

潘天俊

(清华大学附属中学 北京 100084)

物理教学既需要考虑物理学本位知识，也需要考虑教育学、心理学的知识．互联网的飞速发展，迭代升级的观点深入人心，物理教学同样应该借鉴迭代进化的思路，不断进行自我进化．当前高三物理教学在以下方面存在明显不足：第一，学生的物理阅读能力较低，综合文字、图表、图像的能力不强；第二，学生头脑中物理学的知识图谱零碎，缺乏清晰的逻辑线索；第三，物理教学资源类型还不够丰富，不能满足不同层次学生的需求，特别是资优生物理学习的需求．学生学习的薄弱点往往暴露的是教学活动的薄弱点，以下就3个薄弱点分3个问题提出分析和见解．

1 物理阅读和情境的构建

学生的物理阅读能力较低，综合文字、图表、图像的能力不强，本质是物理问题的构建层次不高．物理问题的构建层次有4个：第一层次，文字阶段，通过阅读理解文字的含义，提取物理对象、情境；第二层次，情境阶段，在头脑中构造对应的物理对象、情境、过程；第三层次，规律阶段，分析对应过程的初始条件，分析、挑选对应的物理规律，建立可解的路径；第四层次，数学阶段，通过字母、表达式、图形、数字等形式展现物理规律，为求解问题做最后的准备．在高一、高二阶段的教学阶段，文字阶段和情境阶段是相对薄弱的环节．过于求快，许多阅读环节都是教师代劳的，应该让学生有物理阅读的锻炼机会．另外，情境阶段就显得更加薄弱了，许多实验没法做，许多实验不易观察，怎么办？仅靠学生的生活积累是不足的，因此，非常有必要利用仿真实验室观察物理现象，要让学生对常见的运动形式有初步、感性、直观的认识，再从现象深入规律就有了坚实的基础，否则，学生理解物理规律就太抽象了．

2 物理教学的自然逻辑

物理学是内在逻辑非常严密的学科，所需学生直接记忆的东西不多，但需要学生建立完备的逻辑链，从最基本的概念入手，一步步推导重要的规律，可以说，现行的物理教材逻辑链线索并不明显，需要教师上下牵引，挖掘逻辑线索的链子，让学生的精力放在概念的联系上．更少就是更多，从一到万，对常见结论要多问为什么，万事万物要了解来龙去脉．物理学科是当前自然科学中逻辑链最完备的学科，这应该是物理教学的重心．另外，物理是蕴含方法论的学科，特别是同一事物、过程有多种不同视角的认识分析，譬如自由落体运动，可以从运动学、动力学、动能定理、动量定理、机械能守恒和动量守恒(重物和地球)等不同角度分析．温度、压强、电流、安培力、感应电动势、电阻等许多物理概念都有微观和宏观两种理解方式，它能大大拓展人的思维，这种思维对人理解更广袤的其他学科、社会学科等都大有裨益．另外，千万不能忽视数学工具对物理学科的证明功能，数学证明往往更加简明、直接、精确，令人信服．例如，为什么曲线运动的速度方向沿轨迹切向，受力方向指向轨迹的凹侧呢，应该从速度的概念和加速度的概念入手．再比如，为什么并联分压式电路的滑动变阻器要选择阻值小的滑动变阻器呢？何为小？原有的这种解释显得模糊不清，并不令人十分信服．如果从数学表达式入手，做作出U-x图像，就无需多费口舌了．再比如简谐运动的周期问题，怎么来的？单摆做简谐运动的周期怎么来的？玻尔的原子模型与机械驻波模型之间的联系，这些问题都是极好的素材．总之，物理是自然学科，所有的概念、模型、想法都应该是自然而然的，不能做事前诸葛，物理学家不是先知先觉的天才，物理学家也不能提前预知哪些概念重要，哪些概念存在联系．高高在上的物理学并不是真实的物理学，牛顿为什么会把苹果落地与月球绕地运动联系在一起呢？想到这一层，教学当中要理清物理发展的脉络和线索，让学生觉得物理讲道理、有线索．

所以，理顺物理教学自然逻辑的着力点应在如下方面．第一，繁杂的东西要归一，简单的东西要生发，从万到一，从一到万，重要结论要讲证据，要突出概念之间的联系；第二，模糊的东西要精确，要利用数学工具证明给别人看；第三，高明的物理思想要揭示来由，要把物理学家的真实想法揭示给别人看，展示物理建立的自然而然．

3 物理教学资源的迭代进化

资优生有相对较好的物理和数学基础，有精力和能力涉猎更多更高的物理领域，到达什么高度，到达什么内容？这应该有科学的规划．另外，利用翻转课堂节省时间，在课堂可进行更高阶问题的讨论，同时，利用在线测试，快捷准确获得教学数据，提高讲解的针对性．此外，教学的最终目标是培养自学者，从督促自学到自觉自学的转变，必须有意的维持和营造．对于资优生，物理教材起点要高，物理习题可以以传统为主，重在落实，而不是教师讲了、学生听了，传统的自主招生、竞赛培训课程都存在不落实的现状，必须加以克服．另外，自主招生课程的教学计划、讲义、课后练习题、模块检测题都应该越来越规范，要有构建体系、迭代升级的运作思路．遍观优秀的教辅，沉得下心，追求精品，才能做出真正有价值的东西．

高考的改革已经势在必行，物理教学应该如何应对呢？物理教学受到多个因素的制约．第一，高考是指挥棒，高考考什么，怎么考，平时的教学要匹配；第二，物理学本身的特点．物理学作为理工科的基础学科，经典物理学也已经发展了400余年，体系宏大、思想丰富，现有模块化的教材体系对物理本身的内在体系有不小的伤害，必须要加以警惕，教材可以模块化，但学生的物理体系不能支离破碎；第三，学习者的认知水平和风格．物理几乎被公认为高中最难的学科，这说明物理的教学还有研究的空间，物理教师应该充分了解学习者的困境．认知领域存在经典的“知识的诅咒”(《黏性沟通》这本书所提出的概念：当一个人知道一件事后，他就无法想象自己是不知道这件事的)，这提醒教师要尽可能避免“知识的诅咒”效应，从未知者、初学者的窘境思考教学的开展，从“先知先觉”者的身份转换为“后知后觉”者．譬如，讲运动学时，要思考建立“质点”模型时为什么保留质量这个属性，为什么要建立“加速度”的概念．能发现这些问题，就能更贴近学习者．物理学家不做多余的事情，一切人工的东西没有什么是无来由的．

总之，教学是一项艺术，也是一门科学，值得不断迭代升级．