關(guān)注原始問題，在高中物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)高效育人

天津市寶坻區(qū)第一中學(xué) 于 冰

一、問題的提出

2017 年新修訂的高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中指出：高中物理課程是普通高中自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，旨在落實(shí)“立德樹人”的根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)人類科學(xué)事業(yè)的傳承和社會的發(fā)展。這對物理學(xué)科育人水平提出了更高、更明確的要求。

然而，現(xiàn)階段的教學(xué)更傾向于教授已經(jīng)抽象化的知識體系，教學(xué)活動對象也是經(jīng)過理想化加工的模型、問題等，脫離了原汁原味的生活，這種模式的教學(xué)很難激發(fā)學(xué)生對生活和學(xué)科的熱愛，育人效果與新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的要求還有較大差距。

基于以上原因，我認(rèn)為實(shí)際教學(xué)中需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)目的向培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)傾斜；教學(xué)方法側(cè)重激發(fā)學(xué)生對生活和學(xué)科的熱愛，解決生活中存在的實(shí)際問題；教學(xué)過程從原始問題的提出切入，最終指向原始問題的解決，與新課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求精準(zhǔn)對接，才能實(shí)現(xiàn)高中物理教學(xué)的高效育人。

二、基于提升育人效果的高中物理教學(xué)模式的理論基礎(chǔ)

陶行知的“生活即教育”理論認(rèn)為：“生活教育是生活所原有、生活所自營、生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無時(shí)不變，即生活無時(shí)不含有教育的意義?！?/p>

邢紅軍教授的“原始物理問題”教學(xué)理論認(rèn)為:“原始物理現(xiàn)象使物理問題解決從信息加工心理學(xué)中走出來，進(jìn)入到生態(tài)心理學(xué)的新階段；學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程既要注重科學(xué)方法和物理模型，也要強(qiáng)調(diào)回歸真實(shí)世界?！逼渲性嘉锢韱栴}是指自然界及社會生產(chǎn)、生活中真實(shí)存在的，沒被加工過的物理現(xiàn)象和物理事實(shí)。

綜上所述，我認(rèn)為把原始問題引入物理教學(xué)中，可以讓學(xué)生將學(xué)習(xí)活動與現(xiàn)實(shí)生活緊密連接，體驗(yàn)感悟物理學(xué)對科技發(fā)展和社會進(jìn)步的促進(jìn)作用，激發(fā)學(xué)生對學(xué)科的熱愛，培養(yǎng)面對未來生活中未知困難的解決問題的能力，最終實(shí)現(xiàn)提升物理學(xué)科育人效果的目的。

三、把原始問題引入高中物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)高效育人的途徑

（一）運(yùn)用原始問題創(chuàng)設(shè)科技生活情境，激發(fā)學(xué)生熱愛生活、學(xué)有所用的信念

楊振寧教授曾說過：現(xiàn)象即物理學(xué)的根源。生活中很多科技現(xiàn)象都包含著復(fù)雜的物理知識，一堂物理課從生活中的科技現(xiàn)象導(dǎo)入，課堂開始就拉近了學(xué)生、科學(xué)知識和真實(shí)生活三者之間的關(guān)系。

比如：在進(jìn)行“萬有引力與天體”課堂教學(xué)時(shí)，用真實(shí)事件導(dǎo)入：2017年4 月20 日19 時(shí)41 分35 秒 在 文 昌航天發(fā)射中心，長征七號遙二運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空，截止到6 月21 日09時(shí)47 分，在經(jīng)過2 個月的組合體飛行后，天舟一號按計(jì)劃與天宮二號實(shí)施撤離，開始進(jìn)入獨(dú)立運(yùn)行階段。在學(xué)習(xí)“電磁波”時(shí)，這樣導(dǎo)入：地鐵在漆黑的隧道中穩(wěn)定行駛時(shí)，車內(nèi)的人會看見窗外出現(xiàn)連續(xù)生動有趣的動態(tài)廣告畫面等。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)開始就會馬上進(jìn)入物理情境，并且從情感上感覺到物理很奇妙，科技很美好，生活很有趣，體會到物理學(xué)對科技生活有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)踐證明：運(yùn)用原始問題創(chuàng)設(shè)科技生活情境，能夠激發(fā)學(xué)生熱愛生活、熱愛物理、學(xué)有所用的信念，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

（二）通過解決原始物理問題得到物理規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)研究水平

物理規(guī)律本質(zhì)上是物理現(xiàn)象、真實(shí)情境表象下的內(nèi)在聯(lián)系，是物理過程發(fā)生發(fā)展和變化中抽象出來的規(guī)律。通過解決原始物理問題得到物理規(guī)律就是學(xué)習(xí)者首先運(yùn)用分析、抽象等科學(xué)方法設(shè)置已知量和未知量，再經(jīng)過綜合、概括、近似、類比、模型轉(zhuǎn)化等科學(xué)方法進(jìn)一步找到物理規(guī)律的過程。顯而易見，學(xué)習(xí)者經(jīng)歷了科學(xué)家一樣的研究過程，規(guī)律得到的來龍去脈、前因后果在頭腦中形成了深刻認(rèn)知。值得注意的是：學(xué)生通過在原始問題解決過程中反復(fù)大量地使用物理方法處理問題，形成了一種借助科學(xué)方法來獲取新知識的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維定式，這大大提升了學(xué)生的科學(xué)研究水平。

例如：平拋的規(guī)律可以通過提出原始問題得到，寶坻一中舉行趣味運(yùn)動會，其中有一項(xiàng)是飛鏢比賽，已知每位選手的比賽數(shù)據(jù)，試分析什么樣的選手更容易贏得比賽。面對這個原始問題，學(xué)習(xí)者要經(jīng)歷如下的研究過程：飛鏢看成質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，飛鏢離地的高度簡化成運(yùn)動員的身高（抽象、近似）——發(fā)現(xiàn)每位選手到鏢靶的距離相同，靶心到地面豎直高度相同（歸納、綜合）——飛鏢豎直方向只受重力，自由落體運(yùn)動；水平方向沒有外力，勻速直線運(yùn)動（模型轉(zhuǎn)化）——身高與靶高差不多，扔飛鏢的初速度在某個范圍內(nèi)的運(yùn)動員得分高（找到規(guī)律）。不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生使用了大量物理方法進(jìn)行分析，抓住了問題的本質(zhì)，得到了平拋的規(guī)律。

實(shí)踐證明：堅(jiān)持通過原始物理問題得到物理規(guī)律的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生用科學(xué)方法抓住問題解決關(guān)鍵的敏銳度，提升了學(xué)生的科學(xué)研究水平。

（三）運(yùn)用原始問題與習(xí)題教學(xué)相結(jié)合，提升學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)

普通習(xí)題較之于原始問題，只側(cè)重演算和推導(dǎo)環(huán)節(jié)，致使學(xué)生習(xí)慣根據(jù)已知條件去解題，久而久之限制了學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的發(fā)展。把原始問題引入物理習(xí)題教學(xué)中，學(xué)生需要研究現(xiàn)象，利用直覺思維分析，建立實(shí)際現(xiàn)象和物理規(guī)律的聯(lián)系，根據(jù)情境抽象出所需要的變量和數(shù)據(jù)，將原始問題轉(zhuǎn)化成物理習(xí)題。整個過程建立在嚴(yán)密的邏輯思維和高度的抽象思維下，所以把原始問題轉(zhuǎn)化成習(xí)題的過程會大大提升學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。

原始問題體現(xiàn)在習(xí)題教學(xué)中的情境設(shè)計(jì)需要精心選擇，深度備課，選取題目情境時(shí)需要遵循的原則是：情境中事件是能夠真實(shí)發(fā)生的，并且基于該情境設(shè)置的問題也是可以在現(xiàn)實(shí)中找到的，題干中提供的數(shù)據(jù)或結(jié)論也是能夠?qū)崿F(xiàn)的。依照此原則，情境的設(shè)置可以選取簡單的日常生活中熟悉的場景，國際大型測評結(jié)果表明，日常情境的題目對學(xué)生的專注力和參與動機(jī)的提升明顯；也可以選擇復(fù)雜、先進(jìn)的科技論文中的片段，因?yàn)榭萍颊撐募饶鼙ＷC情境的真實(shí)性和科學(xué)性，又能體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿性；另外物理學(xué)史中也有許多非常經(jīng)典、優(yōu)秀的素材，歷史上某些規(guī)律、概念、公式的得出是經(jīng)過了幾代科學(xué)家的研究心血的，這些真實(shí)發(fā)生過的歷史情境既體現(xiàn)了科學(xué)規(guī)律的研究過程，又具有教育價(jià)值。

拿生活中常見的手拿水瓶的簡單場景來說，可以設(shè)計(jì)如下原始問題：請解釋手拿飲料瓶時(shí)，瓶里的水越多，手就需要抓得越緊；如果瓶身有水，抓得就要更緊的現(xiàn)象。分析這個問題時(shí)，學(xué)生要在邏輯思維和抽象思維中整理出如下的物理觀念：手拿瓶（靜止受力平衡狀態(tài)）——手抓得緊（手對瓶身的正壓力大）——瓶里水多（瓶的重力大）——瓶身有水（接觸面摩擦因數(shù)變?。?，把原始問題轉(zhuǎn)化成普通習(xí)題，利用力的平衡知識很容易就得到答案了。

通過師生共同努力，在把原始問題引入物理習(xí)題教學(xué)中一段時(shí)間后，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生處理新問題時(shí)反映出來的靈活性、獨(dú)創(chuàng)性和深刻性都大大提高了，說明運(yùn)用原始問題與習(xí)題教學(xué)相結(jié)合的策略能夠促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的提升。

（四）運(yùn)用原始物理問題與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展的能力

物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪o實(shí)驗(yàn)者提供真實(shí)直觀的場景，學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)、思考、觀察、分析、調(diào)整、數(shù)據(jù)處理、表述等環(huán)節(jié)，親自參與到真實(shí)事件發(fā)生的過程中，可以說實(shí)驗(yàn)是有效提升學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力、科學(xué)思維等能力的方法。而原始物理問題具有生態(tài)性、開放性的特點(diǎn)，答案可能是多樣的。所以我將原始問題與物理實(shí)驗(yàn)巧妙結(jié)合在一起，將原始問題以探究實(shí)驗(yàn)的形式展示給學(xué)生，選取實(shí)驗(yàn)課題時(shí)要注意以下原則：（1）緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際；（2）實(shí)驗(yàn)原理緊密聯(lián)系高中教材，難度適中；（3）實(shí)驗(yàn)器材比較常見，取材簡單。比如提出“創(chuàng)意搭橋”“巧設(shè)秒擺”“制作爬坡的雙錐體”等問題，學(xué)生開發(fā)個人和集體的智慧，用日常生活的器具開展小組為單位的實(shí)驗(yàn)探究，支持不同小組設(shè)計(jì)出自己獨(dú)特的方案，教師以目的實(shí)現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)精神、合作策略、時(shí)間管理作為小組探究成果的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

比如在物理課外活動小組中布置以“巧設(shè)秒擺”為實(shí)驗(yàn)課題，教師給學(xué)生一個星期的時(shí)間，組成小組合作，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：設(shè)計(jì)方案→畫設(shè)計(jì)圖→準(zhǔn)備器材和工具→動手操作→測試結(jié)果→反復(fù)打磨→出成品。有的小組從鐘擺中得到靈感，利用齒輪傳動的原理做出的秒擺；有的小組巧妙設(shè)計(jì)利用小重物的重力作為驅(qū)動力，利用秒擺的擺動頻率一直和驅(qū)動力頻率相等的原理制作秒擺。經(jīng)過親自動手探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生拿出的成果都令人眼前一亮，各有各的特點(diǎn)。

經(jīng)過一段時(shí)間的原始問題題材探究實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新能力、社交能力、合作能力、時(shí)間管理能力等適應(yīng)終身發(fā)展的關(guān)鍵能力都得到了不同程度的提升。

（五）運(yùn)用原始問題滲透安全環(huán)保的意識，培養(yǎng)學(xué)生良好的生活習(xí)慣

很多原始物理問題都蘊(yùn)含著人在社會中要遵循的日常行為的規(guī)范和綠色環(huán)保的理念。比如：賽車行駛到賽道轉(zhuǎn)彎處容易發(fā)生事故、汽車上橋要限速、插座上只在火線裝一根保險(xiǎn)絲的原因等，原始問題成功讓學(xué)生提高交通與用電的安全意識，關(guān)愛生命；盛夏暑伏天氣家家戶戶用電的實(shí)際電壓會不足220V、不同品牌的家用轎車行駛百公里的耗油量不同等原始問題能夠激發(fā)學(xué)生節(jié)能減排、綠色出行的熱情。

這些蘊(yùn)含著可持續(xù)發(fā)展觀的原始物理問題讓學(xué)生清醒認(rèn)識到我國當(dāng)前環(huán)保的必要性以及日常生產(chǎn)生活一定要注重安全法則，培養(yǎng)了學(xué)生良好的生活習(xí)慣。

四、成果

我堅(jiān)持將原始問題應(yīng)用在高中物理教學(xué)中，成果如下：在長期關(guān)注原始物理問題的班級里，班級內(nèi)形成了濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生對物理課程興趣大幅度提高；學(xué)生對時(shí)事熱點(diǎn)的關(guān)注度以及環(huán)保安全意識明顯增強(qiáng)；在物理測試中，應(yīng)用類的原始習(xí)題正確解答率提高了6‰。這些成果證實(shí)：關(guān)注原始問題能夠?qū)崿F(xiàn)在高中物理教學(xué)中的高效育人。