教学资源库的开发与利用和教师专业发展探究

魏廷智　张巧玲

摘 要：新课程理念下，教育教学要求教师用足够的知识储备支撑课堂教学.《普通高中课程标准实验教科书物理﹒教师教学用书》中的教学资源库能够对学生和教师提供哪些服务，值得认真思考和研究.

关键词：教师教学用书;教学资源库;开发与利用;探究

文章编号：1008-4134（2019）19-0025中图分类号：G633.7文献标识码：B

《普通高中课程标准实验教科书物理必修1教师教学用书》（以下简称教师教学用书）是众多教育专家和一线教师教学实践的结晶，是物理教师的教学资源库.就内容而言，与实际教学紧密相关，为教学提供资源，是教材内容的拓展和延伸.教学资源库内容主要包括“概念、规律和背景资料”“联系生活、科技和社会资料”“实验参考资料”三个部分，信息量非常大，涉及的内容十分广泛. 既是开阔教师的视野、拓展教与学的渠道、激励教师终身学习的宝贵资料之一，也是教师用丰富教学理论支撑课堂教学的重要知识储备.

1 教学资源库提供丰富的物理学史料

物理学在用概念和规律揭示诸多真理的同时，还发展了科学思想方法和研究方法.这不仅推动了科学的进步，还对人类的诸多活动产生了深远的影响.物理学是人类文化的重要组成部分，是人类思想进步的伟大阶梯.《物理》必修1教师教学用书的教学资源库中， “概念、规律和背景资料”包括以下内容：第一章运动的描述的运动学与时空观、用矢量语言描述物体的运动…….学习加速度困难的原因、怎样才算是对质点的运动作了充分的描述;第二章匀变速直线运动的研究、亚里士多德的运动理论、伽利略和他的一生、伽利略的《两种新科学的对话》、为什么要研究自由落体运动;第三章相互作用的力 重力 基本相互作用、弹性力的规律及其特点、关于摩擦现象及其本质;第四章牛顿运动定律的牛顿三大定律的建立、牛顿第一定律的表述、牛顿第二定律的表述及发展、讲解牛顿第二定律的两种方法、理想实验在科学研究中的作用等十分重要的教学资源.

匀变速直线运动内容后，教材为什么还要研究自由落体运动？教学资源库明确阐述了原因，也就是说伽利略探索方法和他的结论第一次向人们提供了条理清晰的关于运动的科学表述.这就是教材中详细介绍伽利略对自由落体运动的研究工作的理由.认识到这一点，教学过程中，不再是将自由落体运动认为是匀变速直线运动的特例或者是應用的内容引导学生学习，而应该将物理科学思想方法和研究方法贯穿于教学过程之中.这样才可以使课程教法在课程改革中得以凸显.

摩擦力是高中物理教学的难点之一，如何在教学中突破这一难点知识，教学资源库对摩擦现象及其本质、摩擦力究竟怎样产生等进行了详细的阐述和分析，呈现方式是：将摩擦分为干摩擦和湿摩擦，从理论和实验两个方面，就干摩擦中的静摩擦力和滑动摩擦力分别进行了深刻的分析，特别提醒教师对静摩擦力的理解需要注意的三个方面：在摩擦力究竟是怎样产生的问题中，教学资源库中介绍了历史上曾为解释摩擦而出现“凹凸说” 和“现代粘合说”两种学说，直到20世纪出现了摩擦的分子说，并逐步形成关于摩擦机理的“现代粘合说”.摩擦现象的机理在分子尺度内才能说明，由分子力的电磁本性决定摩擦力是电磁相互作用引起的.这就否定了“表面越光滑，摩擦力越小”的说法.但是，教材中通常出现的“表面光滑”又该怎样理解呢？实际上，通常所说的“粗糙”是指有摩擦的表面，“光滑”指无摩擦或摩擦因数等于零的表面，这自然是理想模型.因此，教学中约定“光滑表面”就是指“不计摩擦的表面”.只有对摩擦力产生的本质有了深刻理解，才能指导学生研究性学习摩擦力的相关知识，将课堂教学的效益凸显提高.

2 教学资源库使学生体会物理学在社会进步中的作用

在“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念的引导下，物理教师在教学中应该引导学生从自然现象和生活现象中探索和认识物理规律，并能理论联系实际，将这些知识和研究方法与生活、生产中的应用联系起来，让学生体会到物理学在社会进步中的作用.另外，随着学生各方面水平的提高，教师应该引导学生在更深层次上关注自然现象和生活现象，以取得更加普遍、准确、深刻的认识，在日常生活中教师也应该引导学生关注高新科技，跟上科技与社会的发展步伐.

“科学·技术·社会（STS）”是世界科学教育中的一个潮流，它不仅仅是科学在技术中的应用，强调的是科学技术与社会的关系.《物理》必修1教师教学用书的教学资源库中，“联系生活、科技和社会资料” 包括内容十分广泛和精辟，包括提供风力等级表、卫星全球导航定位系统、重物下落引发的问题、重力加速度及其应用、手提式袖珍弹簧秤等.

落体运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间.爱因斯坦曾感慨地说：“有一个基本问题，几千年来都因为它太复杂而含糊不清，这就是运动问题”.古希腊的学者亚里士多德认为，物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快.16世纪，意大利学者伽利略对亚里士多德的看法提出了质疑，并对自由落体运动进行了深入的研究，研究过程和方法大体可归结为以下几点：发现问题、提出假设、数学推理、实验验证、合理外推，得出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，且所有物体自由下落时的加速度都相同.月球上的落体运动又如何呢？教学资源库中，“联系生活、科技和社会资料” 呈现了1969年美国实现登月，这是人类首次登月成功，如图1所示，美国宇航员阿姆斯特朗与奥尔德林走出“阿波罗”11号飞船，月球上第一次留下人类的足迹，宇航员David R.Scott在月球上证实了榔头与羽毛下落一样快.月球的引力加速度为1.67m/s2.

中国跳水队是名副其实的“梦之队”，2016年里约奥运会上赢得4枚金牌.如何确定10m跳台跳水的水深，“联系生活、科技和社会资料”从摘自《物理学原理在工程技术中的应用》借助微积分相关高等数学知识进行了详细的分析推导，运动员从10m跳台跳下，会深入到水中4.8～5.0m深，因此，国际跳水规则规定，10m高台跳水前端下面的水深为4.50～5.00m，水太浅对运动员不安全，水太深运动员翻身后脚蹬不到池底，就不能借助池底对运动员的反作用力而很快上浮.

学生在初步学习了加速度知识后，能够基本理解加速度的概念，并且能够进行简单的相关计算.明确加速度是描述物体速度变化快慢的物理量， 像速度是描述物体运动快慢的物理量一样.加速度是否可以测量？有什么仪器测量.教学资源库中阐述了加速度像速度一样，可以测量，而且介绍了测量加速度的仪器——加速度仪和加速度计.两种仪器涉及到压电晶体的压电效应和阻尼振荡系统相关的知识，要想深刻了解，《中国大百科全书》（光盘）中有详尽的分析.有了这部分内容的知识储备，课堂教学中就显得游刃有余.

3 教学资源库与物理教材相配套

高中物理是一门以实验为基础的学科，实验教学的质量从某种程度上决定了物理教学的成果.在当前教学改革的形式下，实验教学的手段要求更加多样化和现代化.《基础教育课程改革纲要（试行） 》要求课程改革要注重信息技术的应用，要将信息技术普遍应用到教学中.在应用的过程中还要整合信息技术与学科课程，改进并增加物理实验.但从全国范围来看，由于发展并不平衡，不能一概而论.教育部的《普通高中课程方案和各学科课程标准（2017年版）》中指出：“重视将信息技术应用到物理实验……诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等”.

实验一直是我国中学物理教学中的薄弱环节，充分利用教学资源库，因地制宜，多渠道、多方式地开发新的课程资源，切实提高实验教学效益.《物理》必修1教师教学用书的教学资源库中，“实验参考资料”包括了电磁打点计时器工作电压为什么要从交流4V开始、数字计时器、位移传感器、观察自由落体运动的特点、测汽车平均速度、用数码相机研究自由落体运动、光弹性材料简介、弹力实验、研究性实验和活动资料、自制简易加速度测量计等重要的知识.

教学资源库与高中物理新教材相配套，书中所列的实验，均能用简易器材完成.寓学于乐，突出趣味，让学生尽享学习物理的无穷乐趣.强化动手能力，注重体验，为学生开展物理课题研究性实验提供一条有效途径.为了测量沙子间的动摩擦因数，让沙子经漏斗下落形成沙堆，在这个过程中发现，刚开始细沙总是在地面上形成一个小圆锥体，然后细沙沿圆锥体表面下滑直至圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时，细沙不再下滑.如此周而复始，使圆锥体不断增大，如图2所示.由此，我们得出结论，沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关.量出沙堆的高度H和沙堆的底面直径D，便可算出沙与沙之间的动摩擦因数μ=2H/D.沙与沙之间的动摩擦因数的测量，把力学中的平衡知识应用到生活当中，这是高考的热点.培养学生的自主探究能力，尊重学生的主体地位，激发学生的自主探究意识，强化学生的逻辑思维，提高学生的自主探究能力和创新能力.改善课堂教学效果，促进学生的全面发展.教学资源库中对测量原理和方法做了详尽的分析和说明，这些内容是对物理实验探究的重要补充.为广大教师提供了更多的选择余地，保证了实验教学的顺利实施.

4 教学资源库助力教师专业发展

中共中央、国务院印发的《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》指出：教师教育是培养教师的关键环节，是教育事业的工作母机，是教师队伍建设的源头活水，是先导性、关键性、基础性工作.大力振兴教师教育，是提升教师专业素质能力的关键.《普通高中课程方案和各学科课程标准（2017年版）》要求教师用丰富的教学理论支撑教学思想，用足够的知识储备支撑教师优质高效课堂教学，需要教师进一步提高職业素质.教师必须尽早进入终身学习的轨道，要有较强的课程资源开发意识和能力，要有对各种信息资源进行采集、筛选和应用的能力.课程改革中的物理教学一路走来，我们都具体做了什么，现在正做着什么，将来我们走向何方？教师的专业成长需要丰厚的知识积累，教师多渠道、多途径不断提升科学文化素质修养和专业素质修养.知识积累的厚度和深度决定了教师专业发展的宽度和广度，而专业阅读是教师较为迅速地积累知识的重要途径.

在日常教学中，时间紧任务重等诸多客观原因导致很多教师不能静心读书.鉴于此，建议可以采取“链接式专业阅读方式”，教师通过将教学实践中的问题“链接”相关专业资料及参考文献等，在阅读中解决教学实践中的“困惑点”.在众多的专业资料及参考文献中，教师教学用书中的教学资源库应是物理教师“专业阅读”的关注重点之一，教学资源库围绕教育教学的需要，提供了拓展性内容，为教师的专业素质发展提供了宝贵的线索.对教学资源库中的内容可进行选择性的精读和整体浏览两种方式，以便支撑物理课堂教学和了解物理教研最新的发展动态.

教材是课程的核心教学资源，它的使用阵地在课堂上，教师教学用书中的教学资源库无疑是教材非常重要的补充和深化，《物理》必修1教师教学用书中教学资源库的开发和利用，只是高中物理教学资源库的部分内容.对于教师教学用书，除了要对教材的分析和教学建议以及教学重点、难点研读外，还需要对教学资源库的内容进行开发和整合，使课堂教学的内容围绕课程标准贴近学生、贴近实际、贴近生活.这样既有利于拓展学生的新知识，也有利于培养学生的核心素养.

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（收稿日期：2019-07-19）