楊晶晶

在教學中對物理教材資源的研究有助于教師的專業(yè)成長，有助于學生物理素養(yǎng)的培養(yǎng).本文以“原子核的組成”的教學設計為例，通過對物理學史的研讀，感悟科學家的嚴謹和艱辛，挖掘教材資源，運用已學知識理論探究放射線在電場和磁場中的運動規(guī)律，培養(yǎng)學生的科學精神.

一、問題的提出

在高中物理教學中廣泛使用“導學案”被認為是高效的教學模式，但筆者也發(fā)現(xiàn)其不足之處.一份“導學案”的內容中往往包含了物理教材中的概念、定律、公式、例題等內容，于是在教學中物理教材常會被束之高閣.一份 “導學案”常常包含大量的習題，于是教師可能不再研讀教材，備課的重心從幫助學生構建物理概念，培養(yǎng)物理思維轉變?yōu)樵诙虝r間內教會學生能做題和多做題.然而，大量習題的訓練并不能從根本上提高學生的物理素養(yǎng).而教材是教育主管部門組織權威的專家學者編撰，其內容具有科學性和合理性，可以引領學生加深對物理概念、定理、定律等知識的理解.挖掘教材資源是教師幫助學生建構物理知識，培養(yǎng)物理素養(yǎng)的一種有效途徑.

二、教學設計片段

1.研讀物理學史 豐富物理教學

筆者在人教版選修3-5“原子核的組成”的教學中把教材中“科學足跡——天然放射線的發(fā)現(xiàn)”內容作為教學的第一部分，讓學生仔細研讀并且回答以下問題.

問題1：我們肉眼能直接觀察到射線嗎？最初科學家是如何發(fā)現(xiàn)天然放射線的？

答：我們不能直接觀察到射線，科學家最初是在包裹放射性物質照片底片上發(fā)現(xiàn)放射線的.

問題2：結合化學反應的本質，為什么說天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結構？

答：化學反應的本質是原子內電子的轉移，元素是不變的.但天然放射現(xiàn)象中產生了新元素，說明天然放射現(xiàn)象發(fā)生在原子核內.

問題3：我們應該學習居里夫婦哪些品格？

答：我們應該學習居里夫婦認真嚴謹?shù)淖鍪嘛L格，對科學高度的責任感和偉大的愛國精神.

中學物理教材引入的物理學史可以作如下分類：1.科學方法的介紹；2.科學家的生平；3.重要實驗、規(guī)律、概念發(fā)現(xiàn)的過程及產生的歷史背景；4.學派、假說間的爭議；5.我國古代科學技術與物理文化.“科學的足跡——天然放射性的發(fā)現(xiàn)”屬于重要實驗、規(guī)律、概念發(fā)現(xiàn)的過程及產生的歷史背景.閱讀和分析這一內容不僅能讓學生了解科學家發(fā)現(xiàn)天然放射線的過程，更能感悟科學家研究的嚴謹和艱辛，此外，居里夫婦的家國情懷是非常生動的愛國主義教材.挖掘教材中物理學史的內容可以豐富高中物理教學內容，提升學生學習物理的興趣.

2.根據(jù)已學知識 挖掘教材資源

為了研究放射線的本質，教材介紹了將放射源放入勻強磁場中觀察射線偏轉，根據(jù)偏轉情況判定射線帶電情況的探究方案.筆者對這一內容進行了拓展，提出以下問題引領學生進行理論探究.

問題1：根據(jù)已學知識能否估算出α射線與β射線在勻強磁場中做圓周運動的半徑之比？

答：由公式r=mvqB得，α射線在磁場中的半徑rα=mαvαqαB，β射線在磁場中的半徑rβ=mβvβqβB.兩者半徑之比為rαrβ=mαvαqβmβvβqα.帶入數(shù)據(jù)可得rαrβ=367.2.

問題2：還能用其他方法判斷射線的電性嗎？

答：讓射線在電場中偏轉也能判斷其電性.

問題3：模擬在水平向右的勻強電場中射線的偏轉圖像.

答：設帶電粒子在豎直方向的位移是l，則運動的時間t=lv；水平方向的偏移量x=12at2=Eql22mv2，所以在勻強電場中α射線與β射線在豎直方向位移相同時水平偏移量之比xαxβ=mβqαv2βmαqβv2α=0.03.由帶電粒子的電性和水平偏移量得如圖所示在水平向右的勻強電場中射線的偏轉圖像.

教材是學生學習的主要載體，它在學生學習知識和形成技能方面起的作用不言而喻.教材中的例題不妨讓學生自己做一遍，對比書中的解法，發(fā)現(xiàn)不足，給學生一次自我修正的機會；教材中的定理、定律不妨讓學生自己推導一遍，給學生一次理論探究的機會；教材中的習題雖然簡單，不妨讓學生解答一遍，給學生一次有成就感的練習.研究教材其實就是以學生為中心的教學理念的具體體現(xiàn)，挖掘資源就是把提升學生物理素養(yǎng)作為教學的目的具體措施.