“教学用原始物理问题”的内涵及教学实践

精品文档-下载后可编辑“教学用原始物理问题”的内涵及教学实践当“教学研究领域开始运用多学科的话语来解读教学的无尽意义”[1]时，用生态学的价值观、原理、方法来研究物理课堂教学引起了许多物理学者的青睐.因为教育生态学的“动态开放性、可持续发展性”的理念可以有效解决当前中学物理教学中存在的严重的“教学情境与真实情境失衡、实验情境与生活情境失衡、解决实际问题与技能训练失衡、个别化学习与共享认知失衡”[2]等问题.现在迫切要解决的是如何将生态化的理念有效地应用于中学物理教学实践的问题.根据笔者的教学实践，在初中物理教学中适当引入原始物理问题，是将生态化的教学理念转化为物理教学实践的有效途径之一，并收到了理想的教学效果.本文将从“教学用原始物理问题”的提出及内涵、原始物理问题的教学实践两个方面谈谈自己的体会.

一、“教学用原始物理问题”的提出及内涵

在文献研究中发现，“对原始物理问题概念的理解有待统一，原始物理问题的教育理念还有待完善”[3].但多数学者倾向于用“现象是物理学的根源”的观点来阐述对原始物理问题的理解.笔者在文献分析的基础上将原始物理问题概括为：原始物理问题是指在自然界及社会生活、生产、科研中客观存在的，未被经过人为分解、简化、抽象等方式加工的，能够反映物理概念、规律本质的典型物理现象和物理事实.平时我们常说的实际问题、具体问题、真实问题、情境问题都可以理解为原始物理问题.

例1小明看到满地的积雪，心想：如何测量积雪的的密度呢？请你帮助小明推导出积雪密度的表达式.

例1就是原始物理问题，这道题它保留物理问题的本来面貌，物理现象和物理事实都以原生态的形式表现出来，像这类的原始物理问题我们称之为“准原始物理问题”，从例1可以看出“准原始物理问题”中的所有条件具有很强的隐蔽性、解决问题的方法和途径具有开放性、对学生掌握并运用知识、方法的能力要求具有广泛的迁移性特点.如果从教学的角度来思考的话，“准原始物理问题”能否完全符合初中学生的年龄心理和认知结构特点，是我们不得不思考的问题.因此笔者提出“教学用原始物理问题”的概念.事实上，“准原始物理问题”一旦被引入初中物理教学，就应该尊重教学规律、服从教学目标，即将“准原始物理问题”中的某些物理现象和物理事实稍作简化和抽象，将“准原始物理问题”转化为“教学用原始物理问题”，使其隐蔽性和开放性在初中学生的“最近发展区”的范围之中，这样才能彰显“教学用原始物理问题”在激发学生学习物理兴趣、提高学生的认知水平、运用科学方法解决实际问题的能力等方面的教学功能.

“教学用原始物理问题”概念的提出，就是突出原始物理问题的适度性，从而解决不敢将“准原始物理问题”进行适当分解、简化、抽象，而超越学生已有知识、经验和技能基础，使其失去其应有的教学价值；同时也可以减少原始物理问题面临的质疑和批判：可行性和可操作性太差；太难学生根本无从下手；结论不唯一、不确定，不利于进行标准化考试等.[4]

如将例1改编成例2或例3，就可以称之为“教学用原始物理问题”.

例2小明使用如下方法来估测积雪的密度：利用平整地面上的积雪，脚竖直向下用力踩，在雪地上便形成一个下凹的脚印，然后利用刻度尺测量有关数据，就可以估测出积雪的密度.请你帮助小明推导出积雪密度的表达式.

例3小明知道积雪在外力的挤压下可形成冰，利用这一规律来估测积雪的密度：利用平整地面上的积雪，脚竖直向下用力踩，在雪地上便形成一个下凹的脚印，然后利用刻度尺测量积雪原来的厚度h1，脚踩后在雪地上形成脚印的深度h2，就可以估测出积雪的密度.请你帮助小明推导出积雪密度的表达式.

通过比较例2和例3可以看出，例2的隐蔽性和开放性更强些，但经过教师的适当点拨，初中学生都有能力自己解决这些问题.

如果将例3进一步抽象为例4.

例4小明知道积雪在外力的挤压下可形成冰，一定质量的雪挤压成冰质量不变，利用这一规律来估测积雪的密度：利用平整地面上的积雪，脚竖直向下用力踩，在雪地上便形成一个下凹的脚印，用刻度尺测量积雪原来的厚度是6cm，脚踩后在雪地上形成脚印的深度2cm，就可以估测出积雪的密度.请你帮助小明计算出积雪的密度（ρ冰=0.9×103kg/m3）.改编后的例4的确更适合于初中学生的计算，也能起到巩固密度概念的目的，但已经失去原始物理问题的特点，事实上则变成了物理习题.物理习题则是把物理现象事实进一步简化、抽象，经认为加工出来的练习作业，（为叙述方便，以下“原始物理问题”均指“教学用原始物理问题”）原始物理问题和物理习题两者的关系如图1所示.

二、“教学用原始物理问题”的教学实践

（一）教学中原始物理问题的来源

搜集、整理和编制与初中物理教学进度相匹配的原始物理问题是物理教学过程中的一个重要环节.依据原始物理问题的内涵和物理学科的自身特点，原始物理问题主要来源于以下五个方面.

1.来源于学生的生活经验

这类原始物理问题相应较多.如皮球落在地面上为什么会反弹起来？反弹高度与哪些因素有关？在节日观赏烟花时，为什么先看到空中色彩绚丽的烟花，然后才听到烟花的爆炸声？同时打开空调和电视机，为什么空调比电视机费电？手压井可以看作是杠杆，请你估测压水时手对井把的压力是多少？请你以提水为例，说明如何提高提水效率？

2.来源于物理知识在科技发展中的应用

如有一种冬暖夏凉的夹克衫，在这种夹克衫衣料中含有一种微胶囊的晶体物质，它在温度变化时容易熔化和凝固，你能解释它为什么会冬暖夏凉吗？在地震救援中，为什么使用生命探测仪就可以发现废墟下有生命的存在？一小块气凝胶放在鲜花上为什么不会掉下来？神舟九号两名飞行员费俊龙、聂海胜在出仓时为什么要穿里面充有一定量气体的宇航服？

3.来源于课堂物理实验

课堂中的物理实验会因许多因素导致实验不成功，或在实验过程中有新的发现，或在实验过程中有许多创新设计等，这些都是编制原始物理问题重要来源.如在探究凸透镜成像规律时，在光屏上看不到蜡烛的像，请你找出尽可能多的原因并说明理由.在探究平面镜成像规律时，在平面镜中看到两个像，一个像较亮，另一个像较暗，这是为什么？怎样避免这种情况发生？学生用电压表和电流表测量定值电阻时，