高师普通物理教学中整合中学物理知识的实践初探

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  高等师范院校是培养教师的摇篮,为国家基础教育提供合格教师是其主要教育目标。目前我国师范类院校的学生(本、专科)使用的教材普遍偏难,专业知识较深,而学生又认为“以后从事的中学物理教学工作不需要这么深的知识,大学的知识以后没多少用处”,这种错误的认识使得相当一部分学生为了应付考试而学习,这样势必造成以后对很多的物理问题只“知其然,而不知其所以然”,严重影响了学科教师的专业素质。本文以高师“电磁学”教学为例,简述在高师普通物理教学过程中如何加强中学物理知识的整合。
  
  一、思想理念上的整合
  
  现阶段我国基础教育正在进行重大改革,并已颁布了中学物理课程标准(实验),新的课程标准把课程目标明确定位为“注重提高全体学生的科学素养”。而教师是实施新课程的具体操作者,物理教师的教学理念决定着物理教学改革的深度、广度,决定着物理教学改革的成败。而高师毕业生是基础教育课程改革的主力军,所以高师院校应该根据中学教学的需求培养教师,保证毕业生将新理念、新观念带入中学,而不是进入学校工作时才开始学习新的课程标准。新的课程标准在内容上具有很强的时代性、基础性、选择性,在结构上采用“模块”式,这就要求中学物理教师必须具备扎实的物理专业知识,因为它是进行科学素养教育的基础与载体。因此,在高等师范院校普通物理教学过程中,教师—定要引导学生关注中学物理的教育、教学动态,不断调整自己的学习方向。
  
  二、教学内容上的整合
  
  为了能随时关注基础教育改革,高校师范类教师应人手有一套当时的中学物理教材(或至少有所授相关课程的中学教材),并能花一些时间去仔细阅读、研究,以便备课时能清楚地掌握所授内容与中学教材的连续性、延展性。
  1.内容的广度
  在知识内容的范围上,除了注意高师普通物理教学的内容与中学物理知识的重叠处,更要注意其延展内容,只有这样才能看得清、说得透。只有认真学好中学物理知识在大学内容的延展部分,以后的教学工作才能做到游刃有余。如“电场”内容,中学阶段主要是要求用法拉第的“场线”知识来理解电场的场强E和电势U,但由于受年龄及思维发展的限制,很多中学生对抽象的电场不能用电场线进行形象化,故无法进行深入理解,对于相关的静电平衡问题那就更难处理。因此在高师“电磁学”教学时,对“电场线”的教学,教师就要多花精力引导学生从高斯定理 定量理解“电场线”的性质;对于电场强度 和电势U,更要从它们之间的积分和微分数学关系来理解,电场强度 和电势U只要知其一,便可求出另一量的分布情况;对于静电平衡问题,也是由高斯定理再加上静电平衡条件就可解决。这样教学,不仅帮助学生加深理解了中学物理知识,也使学生明白了大学物理中高斯定理的重要性,为他们的专业知识学习提供了一个很有效的方法。
  2.内容的深度
  (1)从定性到定量的精确性理解。近现代物理学的书写语言是数学,借助数学和逻辑,做出了最为理性、简洁的物理表述。德国天文学家开普勒用代数方程总结出行星运动的三定律,被誉为世界第一数学物理学家;意大利物理学家伽利略用几何学方法论证落体运动定律:牛顿的著作《自然哲学的数学原理》把数学树立为近代科学成功的标志。
  由于考虑到中学阶段学生身心发展特征的影响,许多物理现象、规律都是用文字定性的描述,而文字描述会因读文字的人理解水平的不同而产生很大的差异,甚至会是错误的理解。如中学阶段学习“电场”时,就只研究匀强电场的情况,对于非匀强电场只在一些提示中说明电场的强度与所研究位置到带电体间的关系是距离越大,电场强度越(2)从定量到定性的物理内涵理解。物理学中大量的定义、定律、原理都可用数学公式表示,但它们绝不仅是只3.纠正中学阶段知识的负面影响
  对于学物理教育的师范大学生来说,物理不是一门陌生的课程。他们从初中开始接触物理知识,高中又学了三年,这有助于大学物理的学习,但同时也有不利于大学物理教学的一面,特别是由于中学物理的教学内容少,理解的程度肤浅,使得他们对许多的物理现象及规律都形成了相当的思维定势,这将对大学物理的学习带来负面影响。对于这些教学内容,大学教师只有深层次地去了解中学物理内容的深度及要求,才能有衔接地搞好大学物理教学。例如,在由毕奥一萨伐尔定律()讨论求解载有环向电流圆筒(理想化的螺线管)在轴线上产生的磁场这部分内容时,推论得出无限长圆筒整个内部空间里磁场是匀强磁场(即大小和方向都相同),但其两端的磁场强度却比管内的小(为管内的一半)。许多同学在做题时能推出结论,但应用时又错误地认为两端应比中间大,可见原有记忆对后学知识的干扰有多深(他们牢牢记得中学阶段的条形磁铁的类比)。在中学阶段学习判断通电螺线管的磁场方向时,教材及教师都用了条形磁铁磁极方向来类比,以帮助学生理解,而永磁条形磁铁的两端磁性最强。与此相似的知识点还有很多,若大学教师不能清楚地了解大学生在中学学习的情况,就不能搞好大学物理教学。
  
  三、成绩评估的调整
  
  20世纪末,美国教育部与科学教育国家委员会组建的课程与评价一致性分析协会提出“评价应当与课程标准一致”。我国《普通高中物理课程标准》的课程评价理念是:更新评价观念,促进学生发展。既然在师范类普通物理教学中整合了中学物理知识,那么学生的作业、考试等学业成绩的评价也要与之相一致。
  大学物理不像中学物理那样有较多反馈学生学习信息的手段,但还是有平时作业、练习及学科考试,如果在这些评价学生成绩的措施上,能适当加强与中学物理的整合、连续,就能起到一定的教学针对性作用,从而引起学生的重视。用含有大学物理知识的例题精讲、习题作业、考试等形式来理解、巩固中学所学的物理知识,就能使所学的知识更加专业化。
  总之,高等师范院校普通物理教学中加强中学物理知识的整合,不仅可以提高师范院校物理教育学生的专业素质,增加学生学习物理的兴趣,而且有利于以后他们从事中学物理教学,更重要的是能使学生在以后的教学工作中遇到问题时多了一种解决问题的方法(即再返回去研究大学教材)。(作者单位:赣南教育学院赣州市第三中学)
  □责任编辑:周瑜芽
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