关注原始问题，在高中物理教学中实现高效育人

天津市宝坻区第一中学 于 冰

一、问题的提出

2017 年新修订的高中物理新课程标准中指出：高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实“立德树人”的根本任务，进一步提升学生的物理核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承和社会的发展。这对物理学科育人水平提出了更高、更明确的要求。

然而，现阶段的教学更倾向于教授已经抽象化的知识体系，教学活动对象也是经过理想化加工的模型、问题等，脱离了原汁原味的生活，这种模式的教学很难激发学生对生活和学科的热爱，育人效果与新课程标准中提出的要求还有较大差距。

基于以上原因，我认为实际教学中需要改变传统的教学模式，教学目的向培养学生的核心素养倾斜；教学方法侧重激发学生对生活和学科的热爱，解决生活中存在的实际问题；教学过程从原始问题的提出切入，最终指向原始问题的解决，与新课程标准中的要求精准对接，才能实现高中物理教学的高效育人。

二、基于提升育人效果的高中物理教学模式的理论基础

陶行知的“生活即教育”理论认为：“生活教育是生活所原有、生活所自营、生活所必需的教育。教育的根本意义是生活之变化。生活无时不变，即生活无时不含有教育的意义。”

邢红军教授的“原始物理问题”教学理论认为:“原始物理现象使物理问题解决从信息加工心理学中走出来，进入到生态心理学的新阶段；学习者学习过程既要注重科学方法和物理模型，也要强调回归真实世界。”其中原始物理问题是指自然界及社会生产、生活中真实存在的，没被加工过的物理现象和物理事实。

综上所述，我认为把原始问题引入物理教学中，可以让学生将学习活动与现实生活紧密连接，体验感悟物理学对科技发展和社会进步的促进作用，激发学生对学科的热爱，培养面对未来生活中未知困难的解决问题的能力，最终实现提升物理学科育人效果的目的。

三、把原始问题引入高中物理教学中实现高效育人的途径

（一）运用原始问题创设科技生活情境，激发学生热爱生活、学有所用的信念

杨振宁教授曾说过：现象即物理学的根源。生活中很多科技现象都包含着复杂的物理知识，一堂物理课从生活中的科技现象导入，课堂开始就拉近了学生、科学知识和真实生活三者之间的关系。

比如：在进行“万有引力与天体”课堂教学时，用真实事件导入：2017年4 月20 日19 时41 分35 秒 在 文 昌航天发射中心，长征七号遥二运载火箭成功发射升空，截止到6 月21 日09时47 分，在经过2 个月的组合体飞行后，天舟一号按计划与天宫二号实施撤离，开始进入独立运行阶段。在学习“电磁波”时，这样导入：地铁在漆黑的隧道中稳定行驶时，车内的人会看见窗外出现连续生动有趣的动态广告画面等。学生在课堂学习开始就会马上进入物理情境，并且从情感上感觉到物理很奇妙，科技很美好，生活很有趣，体会到物理学对科技生活有巨大的现实意义。

实践证明：运用原始问题创设科技生活情境，能够激发学生热爱生活、热爱物理、学有所用的信念，增强学生的社会责任感。

（二）通过解决原始物理问题得到物理规律，提升学生的科学研究水平

物理规律本质上是物理现象、真实情境表象下的内在联系，是物理过程发生发展和变化中抽象出来的规律。通过解决原始物理问题得到物理规律就是学习者首先运用分析、抽象等科学方法设置已知量和未知量，再经过综合、概括、近似、类比、模型转化等科学方法进一步找到物理规律的过程。显而易见，学习者经历了科学家一样的研究过程，规律得到的来龙去脉、前因后果在头脑中形成了深刻认知。值得注意的是：学生通过在原始问题解决过程中反复大量地使用物理方法处理问题，形成了一种借助科学方法来获取新知识的学习习惯和思维定式，这大大提升了学生的科学研究水平。

例如：平抛的规律可以通过提出原始问题得到，宝坻一中举行趣味运动会，其中有一项是飞镖比赛，已知每位选手的比赛数据，试分析什么样的选手更容易赢得比赛。面对这个原始问题，学习者要经历如下的研究过程：飞镖看成质点，忽略空气阻力，飞镖离地的高度简化成运动员的身高（抽象、近似）——发现每位选手到镖靶的距离相同，靶心到地面竖直高度相同（归纳、综合）——飞镖竖直方向只受重力，自由落体运动；水平方向没有外力，匀速直线运动（模型转化）——身高与靶高差不多，扔飞镖的初速度在某个范围内的运动员得分高（找到规律）。不难发现，学生使用了大量物理方法进行分析，抓住了问题的本质，得到了平抛的规律。

实践证明：坚持通过原始物理问题得到物理规律的训练，培养了学生用科学方法抓住问题解决关键的敏锐度，提升了学生的科学研究水平。

（三）运用原始问题与习题教学相结合，提升学生的科学思维品质

普通习题较之于原始问题，只侧重演算和推导环节，致使学生习惯根据已知条件去解题，久而久之限制了学生科学思维品质的发展。把原始问题引入物理习题教学中，学生需要研究现象，利用直觉思维分析，建立实际现象和物理规律的联系，根据情境抽象出所需要的变量和数据，将原始问题转化成物理习题。整个过程建立在严密的逻辑思维和高度的抽象思维下，所以把原始问题转化成习题的过程会大大提升学生的科学思维品质。

原始问题体现在习题教学中的情境设计需要精心选择，深度备课，选取题目情境时需要遵循的原则是：情境中事件是能够真实发生的，并且基于该情境设置的问题也是可以在现实中找到的，题干中提供的数据或结论也是能够实现的。依照此原则，情境的设置可以选取简单的日常生活中熟悉的场景，国际大型测评结果表明，日常情境的题目对学生的专注力和参与动机的提升明显；也可以选择复杂、先进的科技论文中的片段，因为科技论文既能保证情境的真实性和科学性，又能体现学科发展的前沿性；另外物理学史中也有许多非常经典、优秀的素材，历史上某些规律、概念、公式的得出是经过了几代科学家的研究心血的，这些真实发生过的历史情境既体现了科学规律的研究过程，又具有教育价值。

拿生活中常见的手拿水瓶的简单场景来说，可以设计如下原始问题：请解释手拿饮料瓶时，瓶里的水越多，手就需要抓得越紧；如果瓶身有水，抓得就要更紧的现象。分析这个问题时，学生要在逻辑思维和抽象思维中整理出如下的物理观念：手拿瓶（静止受力平衡状态）——手抓得紧（手对瓶身的正压力大）——瓶里水多（瓶的重力大）——瓶身有水（接触面摩擦因数变小），把原始问题转化成普通习题，利用力的平衡知识很容易就得到答案了。

通过师生共同努力，在把原始问题引入物理习题教学中一段时间后，我发现学生处理新问题时反映出来的灵活性、独创性和深刻性都大大提高了，说明运用原始问题与习题教学相结合的策略能够促进学生科学思维品质的提升。

（四）运用原始物理问题与实验探究相结合，培养学生适应终身发展的能力

物理实验能够给实验者提供真实直观的场景，学生通过自己设计、思考、观察、分析、调整、数据处理、表述等环节，亲自参与到真实事件发生的过程中，可以说实验是有效提升学生创新能力、动手能力、科学思维等能力的方法。而原始物理问题具有生态性、开放性的特点，答案可能是多样的。所以我将原始问题与物理实验巧妙结合在一起，将原始问题以探究实验的形式展示给学生，选取实验课题时要注意以下原则：（1）紧密联系生产生活实际；（2）实验原理紧密联系高中教材，难度适中；（3）实验器材比较常见，取材简单。比如提出“创意搭桥”“巧设秒摆”“制作爬坡的双锥体”等问题，学生开发个人和集体的智慧，用日常生活的器具开展小组为单位的实验探究，支持不同小组设计出自己独特的方案，教师以目的实现、团队精神、合作策略、时间管理作为小组探究成果的评价标准。

比如在物理课外活动小组中布置以“巧设秒摆”为实验课题，教师给学生一个星期的时间，组成小组合作，具体实验步骤如下：设计方案→画设计图→准备器材和工具→动手操作→测试结果→反复打磨→出成品。有的小组从钟摆中得到灵感，利用齿轮传动的原理做出的秒摆；有的小组巧妙设计利用小重物的重力作为驱动力，利用秒摆的摆动频率一直和驱动力频率相等的原理制作秒摆。经过亲自动手探究实验，学生拿出的成果都令人眼前一亮，各有各的特点。

经过一段时间的原始问题题材探究实验的训练，学生的创新能力、社交能力、合作能力、时间管理能力等适应终身发展的关键能力都得到了不同程度的提升。

（五）运用原始问题渗透安全环保的意识，培养学生良好的生活习惯

很多原始物理问题都蕴含着人在社会中要遵循的日常行为的规范和绿色环保的理念。比如：赛车行驶到赛道转弯处容易发生事故、汽车上桥要限速、插座上只在火线装一根保险丝的原因等，原始问题成功让学生提高交通与用电的安全意识，关爱生命；盛夏暑伏天气家家户户用电的实际电压会不足220V、不同品牌的家用轿车行驶百公里的耗油量不同等原始问题能够激发学生节能减排、绿色出行的热情。

这些蕴含着可持续发展观的原始物理问题让学生清醒认识到我国当前环保的必要性以及日常生产生活一定要注重安全法则，培养了学生良好的生活习惯。

四、成果

我坚持将原始问题应用在高中物理教学中，成果如下：在长期关注原始物理问题的班级里，班级内形成了浓厚的学习氛围，学生对物理课程兴趣大幅度提高；学生对时事热点的关注度以及环保安全意识明显增强；在物理测试中，应用类的原始习题正确解答率提高了6‰。这些成果证实：关注原始问题能够实现在高中物理教学中的高效育人。