运用原始物理问题教学，提高学生科学素养，本文主要内容关键词为：提高学生论文,原始论文,物理论文,科学素养论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
所谓原始物理问题，是指自然界及生活、生产、科研中客观存在的、未被加工的物理问题，也称作实际问题。有如下的典型原始物理问题：
一个登山运动员由于破冰斧子丢失而被困在冰山上，冰山的坡度约为30°。运动员看到冰山坡底下面坐着一群人，但不在他的正下方，运动员估测这群人距他约2km，距离冰山的一边约250m。现在运动员将求救纸条装进一个小木箱中，让木箱滑向这群人。运动员怎样滑动木箱才能使坡底的人得到求救信息？请您试着帮助运动员找出一种方法，让其脱离危险。
而物理习题则是把物理现象进行抽象、简化、分解，经人为加工出来的练习作业。将上述情境可抽象为如下物理习题：
邢红军等人在文献[1]中指出，只有原始物理问题才能使学生真正有效地掌握物理知识、掌握科学方法，提高学生的科学素养。以往的研究主要集中在原始问题的特性、教育功能、教育价值[1～3]，提出在当前的新课程改革中应将原始物理问题教学引入中学物理教学中去，但是在具体的教学中如何教授原始物理问题的解决方法却鲜有提及。
原始物理问题怎么教？怎样才能让学生掌握原始物理问题的解决方法、提高学生的科学素养？本文从上述问题出发，设计一个有效的学生活动方案，帮助学生理解和掌握物理原始问题的解决方法，从而达到提高学生科学素养的目的。
二、学生活动介绍
原始物理问题的教学和普通物理习题的教学不同，因为学生解决普通习题和解决原始问题所涉及的思维深度不同。学生解决原始问题时首先要进行物理建模，即对原始问题进行抽象、简化、分解并设置物理量，使之转化为物理习题，而物理习题则侧重于定性或定量的演算和推导。
根据上述两类问题的特点，结合教育实践，笔者设计了学生活动方案。这个学生活动方案需要在学完必修1和必修2的平抛运动以后进行，主要由三个学生活动组成：活动一，课堂上发给学生设计好的解决原始问题的学习活动单，让学生讨论完成；活动二，学生讨论比较原始物理问题和物理习题的异同点；活动三，课后完成一道将原始物理问题改编为物理习题的练习，并且解出这个改编的物理习题。
1.进行原始物理问题的教学
在课堂上，要求各组学生完成上文所提及的原始物理问题，允许学生使用计算器、教科书以及参考资料。并且在上课之前将设计好的活动单（主要内容见下页表1）发放给学生，要求各小组完成活动单上的所有条目。
在课堂上首先让各小组按照表1进行讨论，得出结果（包含简图、对小问题涉及的物理量的求解和最终结果）；然后进行班级讨论，简要复习物体受恒力作用下的运动轨迹主要是由初速度和力之间的夹角决定。这个问题对学生来说有一定的难度：首先学生通过观察能否认出这是一个用平抛运动知识来解决的问题；其次这个问题有多种结果。因此在组织课堂活动时，教师需要消除学生拿到题目不知所措的焦虑心理，鼓励学生大胆尝试，寻找出与该问题相关的物理知识，以便快速得出解决该问题的思路。
表1中的活动实际上就是建立物理模型的过程，也是将原始物理问题转化为物理习题的过程，在教学中让学生积极参与，使学生在解决原始物理问题的过程中体会到建立物理模型的方法。
2.比较原始物理问题和物理习题
学生完成上述原始物理问题以后，再继续完成上述的物理习题，然后对比两个题目的异同。首先指导学生从题目的呈现形式上进行比较，目的在于让学生认识什么是原始物理问题，什么是物理习题，从而使学生掌握原始物理问题与物理习题的特点；然后从解题过程和方法上进行比较，目的在于让学生了解平时所做的物理习题都是经过加工而编出的，真正能体现物理规律和方法的则是原始物理问题。
3.将原始物理问题改编为物理习题
学生通过以上比较之后，对这两类问题有了简单的认识，为了巩固学习成果，课后要求学生完成下面一道题目：
2011年7月2日下午1点半左右，杭州市滨江区闻涛社区的一处住宅小区内，两岁的小女孩妞妞突然从10楼坠落，眼看一出悲剧即将上演。刹那间，刚好路过的吴菊萍毫不犹豫冲过去，徒手抱接住了小女孩，自己的左臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。但是，由于她奋不顾身的这一接，女孩妞妞稚嫩的生命得救了。
（1）请您根据所学解题方法估算吴菊萍在接抱女孩的瞬间所受的冲击力。
（2）请您根据上述情境将该原始物理问题改编成一道物理习题，并解出结果。
这一活动设计的目的在于让学生真正理解原始物理问题和物理习题之间的关系，掌握解决原始物理问题和物理习题的解题方法，让学生对物理习题的来源有一个深刻的认识，从而使学生不仅能掌握解决物理习题的方法，还能学会编写物理习题的技能。
通过以上教学活动，学生不仅知道了什么是原始物理问题、什么是物理习题，还学到了解决原始物理问题和编写物理习题的方法。通过学生问卷发现超过50%的学生表示这种教学方法对学习有帮助，有利于提高解题能力，掌握科学方法。在教授完原始物理问题解题方法以后，发现学生对生活中的物理现象产生了很大兴趣，并且有学生热衷于将实际问题改编成物理习题，学习兴趣得到了提高。