从生命到物理,从物理到生命_物理论文

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一、问题的提出

《普通高中物理课程标准(实验)》指出:“高中物理课程应体现物理学自身及其与文化、经济和社会互动发展的时代性要求;在内容上应加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要成果和科学思想。”

现阶段,高考试题仍然对教学起着“指挥棒”的作用,体现着新课程理念和物理思想方法。2013年浙江省高考物理试题,不仅让我们看到了物理教学的本源,更让我们看到新课程物理教学的理念与思想。

二、2013年试题解读

相比前几年浙江省新课程高考试题,2013年的浙江省高考物理试题中生活化情境有了进一步凸显,与实际生活、生产应用相关的情境贯穿全卷,主要体现以下几方面的特点。

1.注重基础,联系实际

本次生活情境化试题考点基础,但知识面广。涉及力学、电磁学、光学等基本物理概念和物理规律。这里以第14题为例来作一说明。

题1.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是

(A)电磁波可以传递信息,声波不能传递信息。

(B)手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波。

(C)太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同。

(D)遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同。

本题情境涉及生活中的手机通讯、太阳光、医院B超、遥控器以及医院CT,所列事件与人们日常生活紧密联系,但试题从基本生活事件中考查了学生对机械波和电磁波以及电磁波谱特征的认识,从生活走向物理。

相应考题,如第15题的银行磁卡及刷卡器、第16题的月全食、第19题的热气球等,均以基本生活情境引导学生认识物理及其在生活中的重要应用。试题在内容上体现了时代性、基础性特征,促使学生关注和了解物理学的技术应用和当代科学技术发展;引导学生从力、电、光等不同角度客观地观察身边的事物,科学地解释生活现象,在掌握知识与技能的同时,使学生在情感、态度和价值观方面得到培养。

2.源于教材,高于教材

2013年浙江省高考物理试题注重课本基本知识的考查,考题源于教材,但不拘泥于教材,而注重于相应知识点的分解、整合。这里以第20题为例来作一说明。

本题考查了带电粒子在电场、磁场中的运动问题,仔细品味却别有一番风味。试题在设计上以现代生产中半导体粒子注入工艺为背景引入,通过考题不仅将带电粒子在电、磁场中的运动相应基本知识整合在一个试题中考查,选项上也综合了动力学、功能关系等主干知识。命题在更大程度上促使学生认识物理技术在生活、生产中的应用,引导学生从物理走近生活,以便进一步提高学生的科学素养。

相应考题,如第16题的日月全食中的“红月亮”。学生在初中就已经接触月全食现象,并能通过所学物理知识解释其成因。而本题则通过“红月亮”将学生带到了另一个“奇妙的世界”。试题不仅对学生所学的光的反射、折射和干涉等基本知识加以综合考查,同时通过本题带领学生领略自然界的奇妙与奥秘,引导学生运用所学知识科学地解释自然现象,以促进学生提升探究自然界奥秘的热情。

再如第24题的“电子能量分析器”,第25题的潜艇降噪所采取的电磁推进器。命题者通过考题将学生引领到一个全新的现代科技领域,带领学生从物理走近生活,引导学生关心科技发展现状与趋势,了解物理学对经济、社会发展的贡献,在知识考查的同时,又凸显了试题的教育教学功能。

3.注重实际,体现能力

培养学生一定的质疑能力,信息收集和处理能力,是新课程教学目标之一。2013年浙江省高考物理试题注重实际背景,让学生在联系实际问题的解决过程中,掌握对问题的表征、物理模型的建立和物理规律的灵活应用,体现了对学生实际能力的考查。这里以第19题为例来作一说明。

题3.如图2所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/。关于热气球,下列说法正确的是

(A)所受浮力大小为4830 N。

(B)加速上升过程中所受空气阻力保持不变。

(C)从地面开始上升10 s后的速度大小为5m/s。

(D)以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N。

本题以生活中的热气球为实际背景,通过题设数据考查学生对实际问题的分析能力。若考生仅记忆物理公式,而缺乏对实际问题的分析,本题容易错选(C)选项。试题的考查突出领略物理问题的真实性和物理模型建立的条件,让学生既理解物理学的理论知识,又了解真实物理世界的复杂性。促使师生在平时的物理教学过程中“既见物,又见理”,以更好地实现从生活走向物理、从物理走近生活的双向教学目标。

相应考题,如第25题设问中所涉及的“潜艇如何转弯?如何‘倒车’?”等问题。这样做,有助于引导学生从理论角度回归生活实际,促使学生尝试运用物理原理和方法解决与生产、生活相关的实际问题。

4.强化实验,体现探究

物理学是一门实验科学,近几年高考实验试题凸显了对学生实验仪器使用、实验现象观察、实验过程体验、实验数据处理等实验基本技能的考查,这是浙江省高中物理新课程改革的亮点之一。2013年的高考物理实验试题着重考查了学生对实验器材的认识和实验数据处理等多方面的能力。例如第21题第(3)小题,通过对教科书中的实验方法进行拓展,设计实验方案,提高了学生灵活运用已学实验方法和实验仪器解决实际问题的能力,引导学生在已有实验基础上研究物理现象,探究物理规律。

可见,新课程改革形式下的高考试题,已经带领我们进入一个全新的教育教学领域。这必将促使我们一线教师和广大教育教学工作者在深化课程改革的道路上,更好地思考和贯彻新课程的教学理念,促进学生更好地发展。

三、对新课程教学的几点思考

那么,我们又该如何改变教学模式,以促进新课程的实施和促进学生的发展呢?结合上述分析,笔者以为我们可以从以下几方面来进一步开展物理课堂教学。

1.研读教材,注重基础

教材是整个教学过程中的第一蓝本。然而,在现实的教学中,特别是高三教学中,相当一部分教师往往丢弃了这一资源,取而代之以各种教辅资料为主导,跟着资料走,脱离了教材和课堂教学实际,“忽视基础,专做难题”,导致了对新课程教学的不适应,增加了学生的负担。

题4.如图3所示,一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°。则

(A)滑块可能受到3个力作用。

(B)弹簧一定处于压缩状态。

(C)斜面对滑块的支持力大小可能为零。

(D)斜面对滑块的摩擦力大小一定等于

经统计,本题相当一部分学生选择(C)选项。究其原因,主要在于对该类题型学生在答题过程中,忽现从最基本的受力分析出发,“凭感觉”想象可能的情形。这势必需要教师在课堂教学过程中以身示范,注重物理基础知识的分析,注重基本方法、步骤的解答,培养好学生基本的解题习惯。而对于(D)选项,重在受力分析基础上对滑动摩擦力、静摩擦力基本概念的考查,学生易漏选。从实际的教学来看,学生对摩擦力的认识,需习惯于对滑动摩擦力表达式的记忆及应用。若教师在教学中不注重教材中对动、静摩擦基本概念的分析,则容易引起学生知识结构上的缺陷。

因此,从教材出发,立足于基础和课堂教学,才能有助于从“知识与技能”维度提高学生的科学素养。

2.完善实验,促进探究

物理学习过程是同时是科学世界观形成过程,物理实验的开设、体验有助于学生站在生活立场上对待知识,并使学到的知识在生活实践中得到反映,从而转化为世界观因素。所以说,物理实验是了解客观世界、拓展认识、发现事物本质的重要途径。但限于课堂教学时间、地点等客观因素及部分教师主观因素的影响,实验开设的必要性被一部分教师所忽视,相当一部分课堂演示实验,甚至是学生实验并没有实际开展好。

其实,实际生活中相当数量的器具有助于我们在课堂教学中方便地开设和完善实验教学。例如一个生活中常见的密封杯(如图4所示),就可以用来研究气体状态变化;一个自制的“双车装置”(如图5所示),有助于分析车子行驶过程中车轮所受摩擦力问题。

苏霍姆林斯基曾说过:“只有当学习过程成为学生多方面的智力生活的一个组成部分……而且世界向他展现出许多有趣和诱人的东西,当他通过书籍、自然界和周围世界寻找他所关注的问题的答案时,只有在这样的情况下,知识才能成为形成科学世界观的因素。”通过生活化实验器具的完善,有助于激发学生学习兴趣和信念,促进学生科学地探究物理问题。从而实现在“知识与技能”维度的基础上,从“过程与方法”维度进一步提升学生的科学素养。

3.关注实际,积累素材

从近几年浙江省高考物理试题来看,与实际生活、生产相联系的情境化试题比重不断增加。这一方面体现了物理作为自然科学的基础学科,对推动科技革新、社会发展所带来的巨大改变;另一方面则引领学生学会从生活走向课堂,从课堂回归生活,促使学生增强实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情,进一步提高学生的科学素养。

因此,在物理课堂教学中,教师应关注社会、科技的发展,注重课堂教学与实际生活、生产的联系,不断地积累素材。

例如,与天体物理相关的“开普勒62”星系中类地行星的科学发现与航天器空间位置调整相关的静电火箭发动机等。将这些离学生实际生活较远的科技事件引入课堂,带领学生从物理走近科技。还可将“竹蜻蜓”、陀螺、自制实验演示仪(如图6所示的自制电动机)等器材、器具引入课堂,引导学生从生活走向物理。

家庭、学校、社会中都有大量学生感兴趣的物理问题,在物理实验教学素材的开发中,紧密结合生活、生产实际使学生关心身边的物理现象,可以让学生切实感受到物理科学广泛地用于生活及社会的各个领域,真正让学生“从生活走向物理,从物理走向社会”,从而在更大程度上从“情感、态度和价值观”的维度来有效地提高学生的科学素养,促进他们的发展。

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