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摘要:随着现代科学技术的发展,人类在理论和思维方式上均取得了革命性进展,其显著特点是:从绝对走向相对;从线性走向非线性;从精确走向模糊;从因果走向偶然;从确定走向不确定;从可逆走向不可逆;从定域论走向场论;从时空分离走向时空统一;从分析方法走向系统方法。所有这些,都在21世纪的物理学中有着不同程度的体现,使人类对客观世界的认识更加深化和全面,达到了一个崭新的阶段。
关键词:高中 物理 教学 改革 初探
具有“金砖四国之梦”的中国将会即身于经济强国之列,那么,成为教育强国也不再是遥不可及。物理学将作为科技兴国的代言人之一。
目前,在多数较发达国家中,中学物理教材包括了力学、刚体力学、热力学和分子物理学、振动和波、电磁场、量子物理、相对论和物质等内容。除力学、振动和波、电磁场外,我们与一些发达国家的差距都是很明显的。有些国家仅是以某一个中学的优秀学生组队参加国际奥林匹克学科竞赛,而我们则是在全国范围内选拔后再强化集训、补课后参加的。所以,尽管我们获得奖牌很多,但却不能认为我们就是教育强国了。而且,没有教育内容的现代化,就永远也不可能成为教育强国。
随着现代科学技术的发展,人类在理论和思维方式上均取得了革命性进展,其显著特点是:从绝对走向相对;从线性走向非线性;从精确走向模糊;从因果走向偶然;从确定走向不确定;从可逆走向不可逆;从定域论走向场论;从时空分离走向时空统一;从分析方法走向系统方法。所有这些,都在21世纪的物理学中有着不同程度的体现,使人类对客观世界的认识更加深化和全面,达到了一个崭新的阶段。
在新课程改革的春天,如何使高中物理课程改革更加卓有成效,作到“立异标新二月花” 恐怕就要动一点大手术,在教学内容现代化上“动土”了。多年来,我国基础物理教育在教学领域中的改革是有成绩的。但其弱点往往只是局限于教材的删删减减、修修补补,以及教学方法与手段上的一些革新。说得苛刻一点,这不过是“删繁就简三秋树”,且有向阻力最小的方向前进之嫌。
现行普通高中物理课程标准实教科书(人教版),实际上就是基础物理教学内容改革的一次探索。当然,教学内容现代化是这种探索的一个重要方面。因此,新编教材在内容的广度与深度上有了一定程度的扩展和提高。但这并不意味着教材内容的超常膨胀和不适当的“拔高”。而恰好做到的是教学内容的先进性与基础性的统一。高中学生能够掌握的物理学的核心内容,使他们能够学到比较有系统的、相互联系的、有生命力的知识。同时,对一些虽在高中阶段不宜展开或不能完全掌握的,但又是非常根本的、重要的,对开扩学生的科学视野、树立新的科学观念和思维方式极有好处的内容,也开了一个头,长了一个芽。
因此,现行教材与老教材在内容上就有了一些区别。
1)在讲授经典物理学内容时不回避它的局限性。例如在讲牛顿力学时指出物体的质量是可变的,并给出相对论质量与运动速度的关系。
2)在热学中专辟一章“热力学定律”。其中,增加了“热力学第零定律”对温度和温标进行再讨论,使学生对温度和温标的概念科学化。也讲自然过程的方向和热力学第二定律,以使学生对不可逆现象及其重要性有所了解,对于热力学第二定律的微观解释及其统计意义和它所反映的偶然与必然、量变到质变的辩证唯物主义观点加深认识。这对于破除学生头脑中“决定论因果性”是唯一的因果律的观念,树立“统计意义上的因果性”的观念大有好处。
3)在波动光学中,增加了双缝干涉条纹的分布规律和夫琅和费单缝衍射条纹的分布规律的讨论,以使学生通过对实例的分析,体会一下分析光的波动现象的方法,而不是仅仅停留在现象的观察上。这也算是“开了一个头”。
4)“相对论简介”作为一章编入教材之中,其目的是使学生的时空观念有所发展,并对狭义相对论产生的物理背景、爱因斯坦的思考及其方法论内容有所了解和体会,帮助学生增加一点科学发现的“悟性”。
5)在讲述微观物理学中专设“波粒二象性”一章。在这一章中,不仅通过黑体辐射规律的分析提出能量量子化的概念和观点,通过光电效应和康普顿效应提出和证实光子的概念和观点,而且通过光的波粒二象性的分析引出德•布罗意关于物质波的假设,使学生认识类比方法在科学探索中的作用。同时还在分析微观粒子可能显示波动性的条件后,以戴维逊一革末实验为例,介绍了物质波的实验验证,并顺带讨论一下“宏观物体是否也具有波动性”的问题。我以为这种讲述与讨论是非常基本的,但又较以往的教材要先进些。
6)教材的最后一章的最后一节是“粒子与宇宙”。如所周知,粒子物理学的研究对象是粒子,其尺度范围小于10的13次方厘米,质量小于10的-23次方克。天体物理学的研究对象是星体、星系乃至整个宇宙,其尺度范围大于10的19次方厘米,质量大于10的39次方克。然而,在今天,这样两门研究对象迥异的学科却奇迹般地融为一体,成为物理科学体系中的一门新学科。简要介绍一下宇宙概观和宇宙的起源与演化,这对于处于花季般的青少年该是何等有益呀!
无庸讳言,这样的变化无疑给教与学带来了一些新的难度。但事实上,任何现代化的事业都不可能是“轻松”的代名词。这是无法回避而只能知难而上的事情。
更为重要的是,新教材重视科学概念、科学思想和科学素质的培养,淡化题海式的大运动量的习题计算,这就要求师生乃至教育行政领导从“应试竞争”中解放出来。因此,可以说,教学内容的改革呼唤着教育思想、教育制度的整体改革的全面深化。这一改革的成功之日,就是教育强国的崛起之时。
参考文献:
《高中物理新教材简介》(人民教育出版社)
关键词:高中 物理 教学 改革 初探
具有“金砖四国之梦”的中国将会即身于经济强国之列,那么,成为教育强国也不再是遥不可及。物理学将作为科技兴国的代言人之一。
目前,在多数较发达国家中,中学物理教材包括了力学、刚体力学、热力学和分子物理学、振动和波、电磁场、量子物理、相对论和物质等内容。除力学、振动和波、电磁场外,我们与一些发达国家的差距都是很明显的。有些国家仅是以某一个中学的优秀学生组队参加国际奥林匹克学科竞赛,而我们则是在全国范围内选拔后再强化集训、补课后参加的。所以,尽管我们获得奖牌很多,但却不能认为我们就是教育强国了。而且,没有教育内容的现代化,就永远也不可能成为教育强国。
随着现代科学技术的发展,人类在理论和思维方式上均取得了革命性进展,其显著特点是:从绝对走向相对;从线性走向非线性;从精确走向模糊;从因果走向偶然;从确定走向不确定;从可逆走向不可逆;从定域论走向场论;从时空分离走向时空统一;从分析方法走向系统方法。所有这些,都在21世纪的物理学中有着不同程度的体现,使人类对客观世界的认识更加深化和全面,达到了一个崭新的阶段。
在新课程改革的春天,如何使高中物理课程改革更加卓有成效,作到“立异标新二月花” 恐怕就要动一点大手术,在教学内容现代化上“动土”了。多年来,我国基础物理教育在教学领域中的改革是有成绩的。但其弱点往往只是局限于教材的删删减减、修修补补,以及教学方法与手段上的一些革新。说得苛刻一点,这不过是“删繁就简三秋树”,且有向阻力最小的方向前进之嫌。
现行普通高中物理课程标准实教科书(人教版),实际上就是基础物理教学内容改革的一次探索。当然,教学内容现代化是这种探索的一个重要方面。因此,新编教材在内容的广度与深度上有了一定程度的扩展和提高。但这并不意味着教材内容的超常膨胀和不适当的“拔高”。而恰好做到的是教学内容的先进性与基础性的统一。高中学生能够掌握的物理学的核心内容,使他们能够学到比较有系统的、相互联系的、有生命力的知识。同时,对一些虽在高中阶段不宜展开或不能完全掌握的,但又是非常根本的、重要的,对开扩学生的科学视野、树立新的科学观念和思维方式极有好处的内容,也开了一个头,长了一个芽。
因此,现行教材与老教材在内容上就有了一些区别。
1)在讲授经典物理学内容时不回避它的局限性。例如在讲牛顿力学时指出物体的质量是可变的,并给出相对论质量与运动速度的关系。
2)在热学中专辟一章“热力学定律”。其中,增加了“热力学第零定律”对温度和温标进行再讨论,使学生对温度和温标的概念科学化。也讲自然过程的方向和热力学第二定律,以使学生对不可逆现象及其重要性有所了解,对于热力学第二定律的微观解释及其统计意义和它所反映的偶然与必然、量变到质变的辩证唯物主义观点加深认识。这对于破除学生头脑中“决定论因果性”是唯一的因果律的观念,树立“统计意义上的因果性”的观念大有好处。
3)在波动光学中,增加了双缝干涉条纹的分布规律和夫琅和费单缝衍射条纹的分布规律的讨论,以使学生通过对实例的分析,体会一下分析光的波动现象的方法,而不是仅仅停留在现象的观察上。这也算是“开了一个头”。
4)“相对论简介”作为一章编入教材之中,其目的是使学生的时空观念有所发展,并对狭义相对论产生的物理背景、爱因斯坦的思考及其方法论内容有所了解和体会,帮助学生增加一点科学发现的“悟性”。
5)在讲述微观物理学中专设“波粒二象性”一章。在这一章中,不仅通过黑体辐射规律的分析提出能量量子化的概念和观点,通过光电效应和康普顿效应提出和证实光子的概念和观点,而且通过光的波粒二象性的分析引出德•布罗意关于物质波的假设,使学生认识类比方法在科学探索中的作用。同时还在分析微观粒子可能显示波动性的条件后,以戴维逊一革末实验为例,介绍了物质波的实验验证,并顺带讨论一下“宏观物体是否也具有波动性”的问题。我以为这种讲述与讨论是非常基本的,但又较以往的教材要先进些。
6)教材的最后一章的最后一节是“粒子与宇宙”。如所周知,粒子物理学的研究对象是粒子,其尺度范围小于10的13次方厘米,质量小于10的-23次方克。天体物理学的研究对象是星体、星系乃至整个宇宙,其尺度范围大于10的19次方厘米,质量大于10的39次方克。然而,在今天,这样两门研究对象迥异的学科却奇迹般地融为一体,成为物理科学体系中的一门新学科。简要介绍一下宇宙概观和宇宙的起源与演化,这对于处于花季般的青少年该是何等有益呀!
无庸讳言,这样的变化无疑给教与学带来了一些新的难度。但事实上,任何现代化的事业都不可能是“轻松”的代名词。这是无法回避而只能知难而上的事情。
更为重要的是,新教材重视科学概念、科学思想和科学素质的培养,淡化题海式的大运动量的习题计算,这就要求师生乃至教育行政领导从“应试竞争”中解放出来。因此,可以说,教学内容的改革呼唤着教育思想、教育制度的整体改革的全面深化。这一改革的成功之日,就是教育强国的崛起之时。
参考文献:
《高中物理新教材简介》(人民教育出版社)