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案例在八年级物理第七章第三节—— “探索更小的微粒”一课中,一位同学对于第32页图7-18的提问引发了笔者的思考.
生:“老师,看这个图(如图1)是不是说明核子由三个不同夸克组成的?”
我问:“为什么会这样说呀?”
生:“图中用三种不同颜色表示夸克,不就说明了它们是不相同的嘛!”
“这位同学的观察多仔细,思维多缜密呀!”我这样想着,同时也意识到教材上给出的这个图是有歧义的.
1歧义插图造成的误解
我校物理教材选用苏科(2012)版,这是八年级下册的第七章第三节中介绍“科学家探索微观粒子的进展”(第32页)的内容.教材对这部分的处理主要是借助一幅图片“粒子世界概貌”,让学生对于微观粒子的层次结构形成初步的感性认识,再通过教师的引导,进而加深学生对于微观世界的认识.然而,正如学生所说,图1中用三种不同颜色来标注每一个夸克,隐含的意思就是:每个核子由三个不同的夸克所组成.事实上,1964年美国物理学家盖尔曼在理论上提出的夸克模型就是质子或中子由两种共三个夸克组成.随后麻省理工学院的杰罗姆·弗里德曼、享利·肯德尔和斯坦福直线加速器中心的理查德·泰勒,利用当时最先进的电子直线加速器在实验上证实了盖尔曼的猜想,也因此而获得1990年诺贝尔物理学奖.即组成核子的夸克有两种共三个,其中质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,而中子是由一个u夸克和两个d夸克组成.也正是因为这样的微观组成,解释了质子带正电而中子不带电的原因.
由此可见,在教材中出现的这幅图片(图1)是有欠斟酌的地方的,利用三个小球表示三个夸克粒子是无可厚非的,但三个小球使用了三种不同的颜色,就很容易给学生造成误解,误认为核子是由三种不同微粒组成的了.必然对学生的学习造成一定的影响.
首先,学习中学物理对于中学生认识自然现象、掌握自然规律有着指导性的作用以及深远的影响.在教育改革的大趋势下,教材和教法的改革也是重中之重,教材应以实际生活为基础,并结合物理学的前沿发展;第二,初中阶段的物理教学,更加注重培养学生观察物理现象、总结物理规律的能力,因此教材的编写要符合自然现象、更要严格遵守自然规律.以上述的问题为例,学生在观察和学习的过程中,无疑会给他们对于核子结构的认识产生错误的理解,这对学生以后的发展是极为不利的;第三,该教材在2012年已经做过一次改版,但仍没能及时将其纠正,从而导致了这样的一幅有歧义的插图不能很好地将教材与物理前沿科技之间进行科学的结合.
2初中物理教材与前沿科技之间联系的必要性
“注意学科渗透,关心科技发展”是新课程的理念之一,新课程标准明确指出:“在义务教育阶段,物理课程应该注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程.”由此可以看出,我国对物理的基础教育与前沿科技联系的重视.教材作为学生获得知识的主要媒介,就成了基础教育与前沿科技相联系的桥梁.因此,物理教材与前沿科技的联系也就成为了新课程改革的首要任务之一.下面就从两个方面谈初中物理教材与前沿科技相联系的必要性.
(1)物理学在科学研究领域中的地位
物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响.目前,物理学也是与前沿科技联系最为紧密的一门学科之一.自然科学研究的基本问题,如:物质的组成、宇宙的起源等,都与物理学息息相关;现代科技的重要分支,如:能源、信息、材料、微电子技术、海洋科学和计算机技术等,也都是与物理学密切相关的.
(2)初中阶段是学习物理的萌芽期
初中是学生开始正式学习物理、走进物理的阶段,是学生学习物理的萌芽期.此阶段的学生对物理及与物理有关的知识有着强烈的好奇心,学习起来兴趣也非常浓厚.很多时候,我们还没讲到的内容学生却已经看过了,尤其是那些“读一读”、“生活·物理·社会”、或者“信息库”中的内容.前沿科技就是这样的,与现代社会生活有密切的联系,并且其中还包括许多有趣的现象或实验.因次,它容易激起学生学习的欲望.因此,在这个时候要通过合理的教育方式传递给学生正确合理的科学观,初步让学生寻找到自己感兴趣的方向,引导学生形成励志创新的意识.
(3)提升学生的民族自豪感
在这个科技迅猛发展的时代,我国的科技发展更是突飞猛进,前进的速度在世界各国中也是佼佼者.科技的进步必然离不开物理学所作出的贡献,因此,在初中物理教材中多介绍与我国相关前沿科技,无疑是提升学生民族自豪感的最有效的途径.
3加强初中物理教学与前沿科技的紧密联系
首先,教材要及时更新,教材的编者要不断关注前沿科技的发展.教材的更新要缩短周期,争取做到每学年更新一次.例如:欧洲核子研究中心的大型强子对撞机在运行后于2013年发现的新粒子——Higgs粒子——质量的起源,就可以将这一发现加进初中物理教材中.
其次,教师作为学生学习的引导者,要不断的提升自己、更新自身的观念、关心前沿科技的发展.例如:每年的诺贝尔物理学奖都颁发给了哪些科学家,这些科学家作出了哪些杰出的贡献等,并将其融入到自己的教学中.
再次,鼓励学生多阅读与前沿科技相关的科普读物.同时,也要鼓励学生合理利用互联网络查阅科技的新发展、新发现.这样,也可避免学生在上网时无所适从,只能沉迷于网络游戏中的不良现象.
生:“老师,看这个图(如图1)是不是说明核子由三个不同夸克组成的?”
我问:“为什么会这样说呀?”
生:“图中用三种不同颜色表示夸克,不就说明了它们是不相同的嘛!”
“这位同学的观察多仔细,思维多缜密呀!”我这样想着,同时也意识到教材上给出的这个图是有歧义的.
1歧义插图造成的误解
我校物理教材选用苏科(2012)版,这是八年级下册的第七章第三节中介绍“科学家探索微观粒子的进展”(第32页)的内容.教材对这部分的处理主要是借助一幅图片“粒子世界概貌”,让学生对于微观粒子的层次结构形成初步的感性认识,再通过教师的引导,进而加深学生对于微观世界的认识.然而,正如学生所说,图1中用三种不同颜色来标注每一个夸克,隐含的意思就是:每个核子由三个不同的夸克所组成.事实上,1964年美国物理学家盖尔曼在理论上提出的夸克模型就是质子或中子由两种共三个夸克组成.随后麻省理工学院的杰罗姆·弗里德曼、享利·肯德尔和斯坦福直线加速器中心的理查德·泰勒,利用当时最先进的电子直线加速器在实验上证实了盖尔曼的猜想,也因此而获得1990年诺贝尔物理学奖.即组成核子的夸克有两种共三个,其中质子是由两个u夸克和一个d夸克组成,而中子是由一个u夸克和两个d夸克组成.也正是因为这样的微观组成,解释了质子带正电而中子不带电的原因.
由此可见,在教材中出现的这幅图片(图1)是有欠斟酌的地方的,利用三个小球表示三个夸克粒子是无可厚非的,但三个小球使用了三种不同的颜色,就很容易给学生造成误解,误认为核子是由三种不同微粒组成的了.必然对学生的学习造成一定的影响.
首先,学习中学物理对于中学生认识自然现象、掌握自然规律有着指导性的作用以及深远的影响.在教育改革的大趋势下,教材和教法的改革也是重中之重,教材应以实际生活为基础,并结合物理学的前沿发展;第二,初中阶段的物理教学,更加注重培养学生观察物理现象、总结物理规律的能力,因此教材的编写要符合自然现象、更要严格遵守自然规律.以上述的问题为例,学生在观察和学习的过程中,无疑会给他们对于核子结构的认识产生错误的理解,这对学生以后的发展是极为不利的;第三,该教材在2012年已经做过一次改版,但仍没能及时将其纠正,从而导致了这样的一幅有歧义的插图不能很好地将教材与物理前沿科技之间进行科学的结合.
2初中物理教材与前沿科技之间联系的必要性
“注意学科渗透,关心科技发展”是新课程的理念之一,新课程标准明确指出:“在义务教育阶段,物理课程应该注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程.”由此可以看出,我国对物理的基础教育与前沿科技联系的重视.教材作为学生获得知识的主要媒介,就成了基础教育与前沿科技相联系的桥梁.因此,物理教材与前沿科技的联系也就成为了新课程改革的首要任务之一.下面就从两个方面谈初中物理教材与前沿科技相联系的必要性.
(1)物理学在科学研究领域中的地位
物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响.目前,物理学也是与前沿科技联系最为紧密的一门学科之一.自然科学研究的基本问题,如:物质的组成、宇宙的起源等,都与物理学息息相关;现代科技的重要分支,如:能源、信息、材料、微电子技术、海洋科学和计算机技术等,也都是与物理学密切相关的.
(2)初中阶段是学习物理的萌芽期
初中是学生开始正式学习物理、走进物理的阶段,是学生学习物理的萌芽期.此阶段的学生对物理及与物理有关的知识有着强烈的好奇心,学习起来兴趣也非常浓厚.很多时候,我们还没讲到的内容学生却已经看过了,尤其是那些“读一读”、“生活·物理·社会”、或者“信息库”中的内容.前沿科技就是这样的,与现代社会生活有密切的联系,并且其中还包括许多有趣的现象或实验.因次,它容易激起学生学习的欲望.因此,在这个时候要通过合理的教育方式传递给学生正确合理的科学观,初步让学生寻找到自己感兴趣的方向,引导学生形成励志创新的意识.
(3)提升学生的民族自豪感
在这个科技迅猛发展的时代,我国的科技发展更是突飞猛进,前进的速度在世界各国中也是佼佼者.科技的进步必然离不开物理学所作出的贡献,因此,在初中物理教材中多介绍与我国相关前沿科技,无疑是提升学生民族自豪感的最有效的途径.
3加强初中物理教学与前沿科技的紧密联系
首先,教材要及时更新,教材的编者要不断关注前沿科技的发展.教材的更新要缩短周期,争取做到每学年更新一次.例如:欧洲核子研究中心的大型强子对撞机在运行后于2013年发现的新粒子——Higgs粒子——质量的起源,就可以将这一发现加进初中物理教材中.
其次,教师作为学生学习的引导者,要不断的提升自己、更新自身的观念、关心前沿科技的发展.例如:每年的诺贝尔物理学奖都颁发给了哪些科学家,这些科学家作出了哪些杰出的贡献等,并将其融入到自己的教学中.
再次,鼓励学生多阅读与前沿科技相关的科普读物.同时,也要鼓励学生合理利用互联网络查阅科技的新发展、新发现.这样,也可避免学生在上网时无所适从,只能沉迷于网络游戏中的不良现象.