中学物理教师教育随笔

2017-02-15

一、知识与能力的关系

课堂教学不仅是传授知识，更重要的是要通过传授知识来培养学生的能力。能力包括什么?对此有各种看法，应该说，最基本的能力是学生的思维能力，即善于提出问题、分析问题和解决问题的能力。知识是能力的基础，无知肯定是无能的，然而，传授了知识绝不等于就发展了能力，发展能力必须有意识的进行，所以教师应该既是善于传授知识的教者，又是善于培养能力的导者，要培养能力，教师首先要在备课时，挖掘教材里的能力因素。每部分教材中都有培养学生能力的因素，尤其是有关练习，只要我们用心分析研究，通过传授知识与技能训练，培养学生能力的问题是不难解决的。

例如牛顿万有引力定律的发现过程，是培养学生思维能力的好教材，它是根据开普勒定律和牛顿运动定律先推导出太阳和行星之间的引力定律，进而推论太阳和行星之间、地球和月球之间、地球与地面物体之间的引力具有共同的本质，最后得出万有引力定律。严格地说，万有引力定律直到卡文迪许用实验验证以后才最后完成。通过这个推论过程，使学生了解到从已知的知识出发经过严密的逻辑推理，可以获得新知，认识新的规律。从观察、分析到形成假说，从假说再到理论，这种认识客观规律的辩证思维方法对学生有很好的影响。又如根据物理规律总结解题思路不但能帮助学生加深对物理定律和概念的理解，而且也是培养学生分析总结和抽象概括的思维能力的好方法。例如学习气态方程时，不少学生能够套用公式：，但不能灵活运用它来解决具体问题。教师在钻研教材时不但要选择典型例题给以示范，更重的是研究如何通过例题的分析，总结出解题的思路。即：①明确研究对象即研究的是哪一部分“气”，因为气态方程是反映一定质量的理想气体的状态变化规律，因此解决问题的第一步就必须抓住“一定质量的理想气体”这个研究对象;②分析研究对象的初、末状态，因为方程的等式两边是气体的压强、体积和温度的初、末两状态之间关系;③建立并求解方程;④检验计算结果是否符合物理事实。前三步是利用气态方程解题的基本思路，最后一步是所有解题都应注意的问题，所以简单地说，运用气态方程解题的方面就叫“气”、“态”、 “方程”。可见，解题思路是从物理定律中分析抽象或引申出来的，是规律本身的一种要求，而不是外加的。我们在钻研教材中注意研究这种物理规律和解题方法的关系，并在教学实践中经常用以训练学生，则学生在分析问题解决问题的能力的提高方面，必将受益不浅。

二、知识传授与思想教育的关系

教师应该是既教书又育人。教育的根本目的是为建设祖国培养人才，而人才必须是全面发展的。在传授知识的过程中，任何一个教师的言行在客观上都会影响学生的思想和世界观，这一点是不以人们的意志为转移的。因此，每一个科任教师应该自觉地以正确的政治观点和高尚的品德去影响学生。物理教材中也蕴含着丰富的教育因素，如爱国主义思想、唯物主义思想、辩证思维方法以及科学家们的勤奋、献身以及创造精神等等。教材中的这些教育因素，需要把它渗透到教学中去，这不但丰富了我们的教学内容，而且所带来的思想教育效果往往是意想不到的。例如，讲到力的概念时，我们可以举出我国古代哲学家、科学家墨翟提出的关于力的观点，在墨翟的著作《墨经》中有这样的记载：“力形之所以奋也。” “形”指物体，“奋”指由静而动或由慢而快。全句的意思正是体现了力的作用在于改变物体的运动状态。远在两千四百多年前(战国初期)，墨子就对力的概念做了如此科学的阐述，这个事实将对学生在振奋民族精神，克服民族自卑感方面起着积极的作用。

三、理论与实验的关系

物理学是实验科学，实验对物理教学的重要性是不言而喻的。物理教材中的演示实验和学生动手的实验在教材中占有很大的比重。因此钻研教材时，应在研究实验原理、实验装置以及实验技能技巧上投以很大精力，否则无法完成物理教学的任务。由于种种原因，我国中学目前对物理实验仍然缺乏应有的重视，课堂教学常常侧重于理论和概念上的分析，教学常常是从概念到概念，从理论到理论，一支粉笔，一张嘴成了主要的教学工具。我们的中学生物理思维能力较强，解题能力较高，而动手实验的能力很低，与这种教学状况是有极大关系的。这种状况应该及早改变。一方面，应该充分利用现有实验设备;另一方面，也应动手制做一些“土”的、简单的实验仪器，以满足教学要求。例如：为了使学生了解动量定理，就可以利用垂直着的钢笔帽下压一张纸条做一个简单的实验来说明。因为笔帽与纸条之间的摩擦力 f 是一定的，当以极快速度撤走纸条时，f 作用于笔帽上的时间Δt很小，于是笔帽下端的速度 ΔV 也就很小，当ΔV→0 时，笔帽就不倒。若使 f 作用时间加长，例如在拉动的逆方向留有较长的纸条，则笔帽就会倾倒。当然，这个简单的小实验，还可以引导学生认识惯性、重心等物理概念。总之，备课时，要认真设计实验，尤其是初中物理教师应当用更多的精力来研究各种演示实验和学生实验。因此，学习新的实验技能和自行设计简易实验，应该是物理教师的一项重要任务。尤其是青年教师应该有一个集中的时间深入到实验室工作，这对青年物理教师的培养是十分重要的。

四、物理与数学的关系

实验是基础，数学是工具，实验与数学这是物理教学的两大支柱。高中物理涉及到的初等数学知识面是很广的，特别是方程求解，函数图象、三角函数以及平面几何知识，几乎在高中物理的每个分科中都有应用。同时物理概念和规律要用数学方法来表述，因此，学生要具备正确理解物理知识的数学表达式的能力、运用数学知识进行理论推导的能力、运用数学知识对物理问题进行定性分析和定量运算的能力、运用数学知识进行理论推导的能力，这些都是物理教学中的重要内容，也是物理教师在教学中要培养学生运用数学知识解决物理问题的能力的重要问题。如果物理教师不具备相当基础的数学知识，这个任务就很难完成。因此物理教师应该力求对中学数学比较熟悉。备课时，应注意研究相关的中学数学知识，而且还要注意熟悉一些高等数学，这对于深刻理解物理概念和规律，也是十分必要的，学生在学习物理时常常是理、数脱节，他们学了不少数学知识，但缺乏应用数学知识联系物理问题的实际的能力，备课时就要注意到怎样促进学生使数学知识向物理问题的迁移。如图所示的力的合成问题，ΔOCE是力矢量的三角形，这是一种物理现象的数学抽象，ΔABO 是支架三角形，这是物体的数学抽象。可以证明Δ OCE∽ΔABO，学生常常想不通，也不敢作这种“相似性”的论证，因为两个三角形的实质不同，他们忽视了这实质不同的两个三角形都是一种数学抽象，从数学来看，它们是“同一”的，可见如何使学生善于运用脱离具体事物的数学的抽象来解决具体问题，是物理教学应加以研究和解决的问题。因此，提倡物理教师读一点中学数学教材，并且认真研究物理教材中的数学问题是十分必要的。

五、难与易的关系

物理这门学科“难教难学”，可能是一个带有国际性的普遍问题，物理学的概念和理论具有较高的概括性和抽象性，学习物理除了要求学习者具有较好的思维能力外还要求有较好的数学基础和实验动手技能。因此，物理这门学科的教和学确有难的一面。物理知识与自然环境、生活实践以及生产实践有着密切的联系，这就存在着激发学生学习物理兴趣的极大潜在动力，这也是不应该忽视的。

物理教材中形成教学难点的原因，其情况是较为复杂的，从物理教材的某一章某一单无或某一部分来看，其“难”大体有两种情况：一种是客观上比较难，例如静摩擦力、电势、电动势等概念;另一种“难” 是人为的，例如把连接体问题搞得很复杂，引入“惯性力”等超纲内容，这就人为地给学生学习造成困难。教师备课，就是要设法化“难”为“易”。我们应该经常总结化难为易的好经验，比如分散难点、多做实验、搭桥过河，进行类比等等都是行之有效的化难为易的办法。例如电磁感应现象中的楞次定律，是一个难点知识，尤其是定律的表述，学生很难领会。我们可在实验基础上，通过分析使学生认识到这个定律的核心是研究感生电流的磁场和原磁场之间的关系，由于原磁场的变化而产生感生电流，感生电流又形成自己的磁场，这个磁场又为原磁场产生阻碍或反抗作用。这个物理过程是比较复杂的，但可以看出原磁场的变化与感生电流的磁场之间存在一种互相作用的因果关系，原磁场的变化是“因”，感生电流的磁场是“果”，此“果”又对“因”产生阻碍或反抗作用。这个因果关系好比“父子”关系，不过在这里“儿子”总是反抗“老子” 的。这样在实验基础上通过对过程的分析，抓住了过程中的因和果的辩证关系，并对这个困果关系作了一个人格化的比喻。这种分析和比喻使学生不但在思想上受到启迪，而且在心理上产生了趣味感，“难”就化为“易”了。一个物理教师应该学点哲学，还要注意从文学艺术中汲取营养，加强语言修养，广泛阅读科普资料，这对搞好物理教学也是很重要的。

六、局部与全局的关系

有人说，教学也好比下围棋，只有全局在胸才能下好每一个子，这的确是很恰当的一个比喻。这个局部与全局的关系问题，在备课中不可忽视。若以整个中学物理为一个全局，那么力、热、电、光、原子诸部分就是组成这个全局的各个局部。中学物理以经典物理基础知识为主，力、电是两个重点局部;若以力学为全局(主要是质点力学)，则牛顿运动定律、动量定理和动能定理就是重点局部。教师只有胸中有全局，处理好各章各节教材内容之间的关系才能做到心中有数，才能知道把主要力量应下在何处。为此教师要通读全部教材，然后对全部教材的知识结构作出分析。对每一节教材的处理，要从全章这个全局出发，在对全章知识结构分析的基础上，确定全章重点、难点，并对全章作出一个整体安排。全章设计得好，重点就能突出。从课堂教学的总体来看，每一节课是一个局部，但对教师备课来说每一节课又要把它作为一个全局来考虑。从每一堂课的教学内容来看，要研究如何做到讲好基础知识、突出重点，培养能力，思路清楚，密度适当。从每一堂课的教学方法来看，要做到启发引导，有讲有议，动手动脑。总之，课堂教学的 45 分钟要精心设计，全面安排。局部会影响全局，尤其是那些关键性的局部更起着决定性作用。因此，上好每一节课不但是一个教师的责任心的表现，也是教学客观规律的要求。

七、新与旧的关系

物理学各部分知识之间有着紧密的内在联系。例如，中学物理的力学体系具整体性就较为突出内在联系很强。在教学中如何揭示这种内在联系，使学生根据已有知识通过推理来获得新知识，这是课堂教学中的重要问题。要深入研究这个新与旧或未知与已知的关系，力求处理好这个关系。从“旧”中如何引出“新”，如何利用“新”来巩固和深化“旧”。这个新、旧的辩证关系，是我们课堂教学中应注意掌握的一般原则。以上所述是从物理知识的内在联系的角度，分析在教学过程中产生的“新” 与“旧”的关系。其实就学生本身头脑中的知识结构来看，对于学习物理来说，他们并不是白纸一张，他们从自己的生活实际中，从对周围自然环境的观察中，从课外阅读中，总之从社会的各种信息传播渠道中，他们已经具有不少与物理有关的知识，不过其中有相当一部分是表象的，有的是错误的。但对教学过程来讲，这些都应该成为引入新知识或正确理解新知识的参照条件，我备课时注意研究学生，其根据之一就在这里。

研究一章教材时，应该把这章知识里学生的已有知识排列出来，研究如何利用已有的知识，如何加深学生已有的知识。例如，动量这一章，冲量、动量、动量定理以及动量守恒等均为新知识，而牛顿运动定律、矢量的和差计算、机械能守恒定律等都是旧有知识。这些旧知识有利于本章新知识的学习，又在研究动量等新知识、新问题时得到巩固和深化。

例如，利用牛顿第二定律和牛顿第三定律就可以直接导出动量守恒定律。但牛顿运动定律只适用于宏观低速情况，而动量守恒适应的范围更为普遍，不论是宏观物体还是微观粒子，低速运动还是高速运动，也不论相互作用是什么性质的，都遵守动量守恒定律。也就是说动量守恒是反映了比牛顿第三定律更为普遍而深刻的互相作用规律。可见通过牛顿定律得到了动量守恒定律，而动量守恒定律使我们对牛顿定律的认识更深化了。所以，在新旧知识的联系上多下功夫，是十分必要的一件事。

八、初、高中物理与普通物理的衔接关系

初中物理、高中物理、普通物理都是物理学的基础理论部分，初中物理的教材内容大部分属于感性认识，高中物理的概念性和理论性比较强，而普通物理就具有比较完整的理论体系了。对于高中物理来说，下有初中物理，上有普通物理，教师如何处理好这个“上”“下”之间的衔接关系是值得研究的。高中物理教师应该钻研初中物理和普通物理，以便了解学生的基础和普通物理要求，很多物理概念和定律，在初中、高中、普物的不同阶段的要求和提法是有差别的，是根据学生接受能力逐步深化的。例如，质量的概念，在初中定义为物体所含物质的多少叫做质量。这是牛顿关系质量的最初定义，这个定义是牛顿的机械的原子论观点的产物，牛顿认为物质都是由完全相同的、不可再分的基元粒子——原子构成的。而所谓物体的质量就是整体物体所包含的这种绝对原子的多少。这个定义存在明显的缺陷。其一，完全相同的绝对原子根本就不存在;其二，无法通过测定物体所含原子的数目来测定物体的质量。那么，为什么至今在初中物理中仍然沿用这个定义呢?原因之一就是初中学生容易理解和接受，其次是人们凭经验知道了物体所受重力与其质量成正比，从而用比较物体所受重力的方法可以测定质量。牛顿正是根据自己对质量的理解和这种量度质量的方法，建立起了牛顿第二定律。牛顿定律的建立使人们对质量的认识深化了，产生了惯性质量、引力质量等新概念。高中物理把质量定义为物体(质点)的惯性大小的量度，这个定义和初中的定义并不矛盾，而是深化了。只有学习普物时才去深入研究引力质量问题以及质量的相对论效应问题。可见，钻研教材时要注意沿着物理学发展史，去研究一些概念的不断深化的过程，解决好不同教学阶段的不同要求之间的衔接关系。

九、讲与练的关系

讲与练的关系，一般提法是“精讲多练”，即用“精”和“多”解决这一对矛盾。其实“精讲多练”是我国广大教师在继承、借鉴的基础上，通过教学实践形成的一种新的教学思想，也是一种具有中国特色的教学方法，它符合学生的认识规律，也符合教学过程双边活动的特点。它克服了教学中单纯“先生讲学生听”的弊端，有利于调动学生的学习积极性。所谓精讲，即把精华的内容，不但讲得深刻，而且讲得精彩，研究精讲的教学艺术，不但使学生学到知识，而且在课堂教学中使学生在心理上得到一种美的满足和享受。物理教师要把学生必须掌握的，特别是不容易理解的基础知识、基本概念和基本定律，以精炼的语言，准确地讲授给学生。精讲不是少讲，而是好与少的结合。这是我们在备课中最为耗费心思和要着实下功夫的地方。所谓“多练”，是学生的练习要多一些，只有通过反复练习，学生才可能真正学到一点东西。多练的含意有三：一是指一定数量的练习;二是经常性练习，即“学而时习之”;三是多层次、多形式、多种方法的练习。“多练”实质上是使学生对所学的理论知识，在反复实践中巩固、深化。根据心理学的遗忘规律，新旧知识的前后干扰现象等，必须有目的有计划地安排练习，才能保证学生灵活而牢固地掌握知识。

“练”的目的是利用一些练习题来让学生正确理解概念，掌握规律以及训练学生分析和解决问题的能力和技巧。因此，如何精选或设计一些有利于学生掌握知识和培养能力的练习题，是备课中应认真研究的问题。有经验的教师都十分明白，精选，尤其是设计习题是一项既费精力又需要有业务水平的工作。每道题目从内容到形式，都要具有科学性，题目中所设置的物理情境，既要符合物理实践又要有新颖性和针对性，还要符合教育心理学要求，在修辞方面和使用标点符号上都要规范化。总之，适量的有针对性的精选或设计一些习题让学生练习是很重要的。只有如此，才能检查学生对知识理解的正、误、漏、缺，进一步引导学生总结分析解题思路，并使学生把学到的知识扩展和活化，这种“练”和那种盲目地、机械地、大量地、毫无选择地搞题海战术的“练” 是有原则区别的。所以“精讲多练”的“多练”是相对于精讲而言的。

总起来说，教师在教学中要抓住教学过程中的主要矛盾，从教学目的、教学内容、教学方法三个方面处理好各种关系，这就有可能从多层次、多角度上理解和把握教学过程，为提高课堂教学质量建立基础。

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