陳 新|浙江省紹興市上虞區(qū)教師發(fā)展中心
江險峰|浙江省縉云中學(xué)
物理教學(xué)中所說的熱點事件,指社會生活、科技生產(chǎn)中與物理學(xué)密切相關(guān)的,大眾普遍關(guān)注的事件或者人物。它往往具有“熱”“活”“新”的特點。“熱”指受到高度關(guān)注,人人都知道的事件,學(xué)生對熱點事件往往表現(xiàn)出明顯或強烈的興趣?!盎睢敝甘录孽r活性,熱點事件往往是學(xué)生熟悉的、活生生的,能實際感受到或引起強烈共鳴的事件?!靶隆敝覆怀R姷摹⑿迈r的,它可能是第一次或者一個時期很少出現(xiàn)的事件。與物理學(xué)密切相關(guān)的熱點事件往往蘊含精彩、豐富的教學(xué)素材,是重要的課程資源。物理教師應(yīng)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,充分挖掘其教學(xué)資源,這既是新課程理念的要求,也是物理教學(xué)的成功經(jīng)驗。
物理教學(xué)響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,既包括從熱點事件中吸收對物理教學(xué)有益的東西,以豐富物理教學(xué)的素材,也包括用熱點事件檢驗物理教學(xué),用學(xué)過的物理知識分析、解釋、審視熱點事件,從而學(xué)以致用。物理教學(xué)響應(yīng)熱點事件需要遵循三個原則,即時效性原則、適切性原則和科學(xué)性原則。
熱點事件類似于新聞熱點,突發(fā)的事件會吸引大量學(xué)生的關(guān)注,但學(xué)生對熱點事件的好奇心與求知欲,往往也會隨著時間的流逝快速衰退。因此,物理教學(xué)響應(yīng)熱點事件時要注意熱點事件的時效性,做到及時、準確,避免時過境遷,再放“馬后炮”。譬如2023 年6 月4 日,神舟十五號飛船返回艙在酒泉東風(fēng)著陸場成功著陸。返回艙落地后工作人員第一時間抵達現(xiàn)場,開展處置作業(yè),給原本裸露在外的伽馬射線高度儀加裝上厚實的金屬蓋。關(guān)注到這一信息后,筆者馬上收集資料,設(shè)計了一個涉及衰變、伽馬射線、測距原理的教學(xué)內(nèi)容,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
由于社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件往往具有復(fù)雜性,所涉及的知識、內(nèi)容常具有綜合性,因此物理教學(xué)響應(yīng)熱點事件時要注意適切性。也就是說,熱點事件中與物理有關(guān)內(nèi)容的詳略取舍、圖文表述等,既要適合學(xué)生實際,充分考慮其年齡、知識水平、學(xué)習(xí)要求和社會生活經(jīng)歷,符合其最近發(fā)展區(qū),也要適合具體的教學(xué)用途。譬如利用熱點事件編制試題,除了要敘述精要,并結(jié)合恰當(dāng)?shù)膱D示幫助學(xué)生理解內(nèi)容外,還要考慮計算的煩瑣程度,且物理量的賦值在合理的前提下要盡可能使計算簡潔。若是在課堂教學(xué)中使用,那么根據(jù)熱點事件加工成的教學(xué)材料要適合課堂教學(xué),必須注意課堂教學(xué)獨特的時空局限。若是設(shè)計成作業(yè),則可以適當(dāng)靈活、開放,以適合不同學(xué)生探究。
社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件是具有真實情境的實際問題,物理教學(xué)響應(yīng)熱點事件時,往往需要做一定的近似或者簡化,即通過理想化處理。這就要求教師必須注意科學(xué)性,不論是資料、數(shù)據(jù)的引用,還是具體的表述、模型的簡化,都要小心求證,確保科學(xué)無誤,不能為了適應(yīng)教學(xué)需要而隨意編造,更不能誤導(dǎo)學(xué)生。
物理教學(xué)響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件的途徑非常豐富,主要有課外宣傳、課堂滲透、作業(yè)設(shè)計、試題編制等。
與物理教學(xué)密切相關(guān)的社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,往往不是單純的物理事件,而是綜合性事件,難以與教學(xué)進度保持一致。從受眾面與科學(xué)宣傳的效果來看,最常見的是通過舉辦報告講座,刊出黑板報,制作宣傳展板,發(fā)布微信公眾號圖文等對熱點事件予以響應(yīng)。一方面,這可以激發(fā)學(xué)生的廣泛參與,還可使學(xué)有余力的部分學(xué)生通過討論、調(diào)研、實踐,深入了解熱點事件背后的物理原理和科學(xué)知識。另一方面,這可以提供更廣泛的信息渠道和學(xué)習(xí)資源,幫助學(xué)生了解更多與物理相關(guān)的熱點事件和科學(xué)發(fā)展動態(tài),拓寬學(xué)生的知識面,增加其對物理學(xué)科的全面理解和認識。同時,這也是豐富校園文化生活的重要途徑。
譬如,2019年6月17日,四川長寧發(fā)生6.0級地震,震中附近地區(qū)都提前十秒到幾十秒收到地震預(yù)警信息。一時間“地震預(yù)警”成為社會“熱詞”,地震預(yù)警系統(tǒng)瞬間刷屏,成為大家熱議的焦點。許多學(xué)校物理教研組在第一時間收集整理有關(guān)資料,將其加工成適合學(xué)生學(xué)習(xí)的科普材料,或舉辦科普報告講座,或刊出黑板報、制作宣傳展板,介紹地震及地震預(yù)警相關(guān)知識。此舉切實提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),受到師生歡迎,獲得高度好評。
教師可以通過課堂教學(xué)滲透來響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件。一方面,教師可以利用熱點事件創(chuàng)設(shè)情境,緊密結(jié)合熱點事件提出問題,引入課題。這種有效創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情境,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)習(xí)的針對性,使學(xué)習(xí)更為有效。另一方面,教師可以在熱點事件中尋找同物理教材相銜接的切入點,恰當(dāng)、適時地給物理教學(xué)注入更多的新鮮內(nèi)容,增加學(xué)生對物理課的親近感,讓學(xué)生真切體會到“物理是有趣的,物理也是有用的,物理更是與社會生活、科技生產(chǎn)密切相關(guān)的”。
譬如,2011年7月2日,杭州一小區(qū)某2歲女童突然從10 樓墜落,在樓下的吳菊萍奮不顧身地沖過去用雙手接住孩子,拯救了女童稚嫩的生命。這一感人事跡在網(wǎng)上熱傳,網(wǎng)友稱其為“最美媽媽”。在自由落體運動、動量的教學(xué)中,教師可以引用該熱點事件作為課堂教學(xué)的引入,進行設(shè)問:“孩子被‘最美媽媽’接住瞬間的速度有多大?如何估算這個速度?接住女童瞬間,她要承受多大的沖擊力?”學(xué)習(xí)完相應(yīng)的物理知識后,教師再讓學(xué)生具體估算這個速度和沖擊力。通過這些估算,學(xué)生能深刻感受到吳菊萍看似本能地伸手一接背后的了不起,懂得了“奮不顧身”“最美媽媽”這些詞背后蘊含的情感。
教師可以利用與物理教學(xué)密切相關(guān)的社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,設(shè)計成具有探究性、實踐性、綜合性的作業(yè)來響應(yīng)熱點事件。這種源于熱點事件的作業(yè),往往能激發(fā)起學(xué)生強烈的興趣和探究欲。
譬如,2018 年8 月18 日,北京青年報刊發(fā)《失控的鈾礦石:紹興義峰山放射性石料流向民居,輻射超標(biāo)》長篇調(diào)查報告,使得紹興義峰山石料輻射污染成為紹興市乃至浙江省的熱點事件,各種傳言和小道消息滿天飛,民眾幾乎人人自危,緊張中夾雜著憤怒。我校物理教師第一時間作出響應(yīng),把它設(shè)計成探究性作業(yè)。學(xué)生分組在檢索、查閱資料,深入了解事件有關(guān)信息的基礎(chǔ)上,提出若干個問題進行交流討論。這次作業(yè),不僅有助于學(xué)生形成正確的認知,作出理性的判斷,更鍛煉了學(xué)生檢索資料、分析問題,充分討論再形成觀點的意識和能力。
利用熱點事件中的科技背景或真實物理情境編制試題,也是物理教學(xué)響應(yīng)熱點事件的重要途徑。這樣編制的試題往往帶有鮮活的情境性,能有效檢測學(xué)科核心素養(yǎng)的水平,是新高考改革倡導(dǎo)的命題路徑。下面的試題就是根據(jù)上述地震預(yù)警成為社會公眾熱議焦點的事件編制而成的。
【試題】地震會激發(fā)縱波(P 波)和橫波(S波)??v波傳播速度約為5.6 km/s,振幅相對較小,破壞性也小。橫波傳播速度約為3.5 km/s,振幅大,攜帶能量大,是地震造成破壞的主要因素。地震預(yù)警系統(tǒng)就是利用震中附近監(jiān)測儀器捕捉到地震縱波后,快速估算地震參數(shù),比如發(fā)震時刻、地震強度、地震位置、震中烈度等,并預(yù)測地震對周邊地區(qū)的影響,搶在橫波到達震中周邊地區(qū)之前,通過電子通信系統(tǒng),如廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)、電話、報警器等發(fā)布警報信息。2019 年6 月17 日,長寧縣發(fā)生6.0 級地震,震源深度16 km。長寧地震發(fā)生后5.2 s,預(yù)警系統(tǒng)就成功發(fā)布了地震預(yù)警,地震波傳播如圖1所示。在震中周邊的宜賓、樂山等地居民都收到了地震預(yù)警信息。
圖1 地震波傳播
根據(jù)以上信息,下列說法正確的是( )
A.地震預(yù)警與天氣預(yù)報類似,在地震發(fā)生前進行預(yù)測、預(yù)報
B.地震發(fā)生時靠近震中的地區(qū)通常會先感覺到上下顛簸,然后才感到前后左右的晃動
C.離震中越遠的地區(qū),提前預(yù)警的時間越長
D.距離震中52 km的宜賓大約能提前10 s預(yù)警將發(fā)生地震
該題答案為B、C、D。該題結(jié)合地震波傳播、地震預(yù)警系統(tǒng)的具體情境,考查高中物理的電磁波、縱波、橫波、波速等物理知識,檢測從具體問題情境抽象成物理問題的科學(xué)思維素養(yǎng)、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的水平,受到廣大師生的好評。
物理教學(xué)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,有助于學(xué)生提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)。其意義主要體現(xiàn)在以下四個方面。
物理教學(xué)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,不論是通過對真實情境的思維加工來建立物理概念,還是用物理知識分析和解決真實情境中的問題,都建立和強化了“物理知識與生活情境的關(guān)聯(lián)”“科學(xué)與技術(shù)的關(guān)聯(lián)”,能提高學(xué)生把物理知識與實踐情境進行聯(lián)系的自覺性,增強其實踐意識。學(xué)生面對物理語言、文字和符號,能自覺地聯(lián)想到相應(yīng)的物理情境,面對實踐情境,會自然地聯(lián)想到與此相關(guān)的物理概念和規(guī)律,這樣就實現(xiàn)了對物理概念和規(guī)律的升華。物理教學(xué)中積極響應(yīng)熱點事件,既是優(yōu)化教學(xué)方式的需要,也是實現(xiàn)物理課程目標(biāo)“會用物理觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題”的必然要求。
《普通高中物理課程標(biāo)準(2017年版2020年修訂)》對科學(xué)思維中的模型建構(gòu)提出五個層次的要求,即“能說出一些簡單的物理模型”“能在熟悉的問題情境中應(yīng)用常見的物理模型”“能在熟悉的問題情境中根據(jù)需要選用恰當(dāng)?shù)哪P徒鉀Q簡單的物理問題”“能將實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型”“能將較復(fù)雜的實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型”。物理教學(xué)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,不論是課堂教學(xué),還是作業(yè)、試題,教師都需要將實際問題的對象和過程轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的物理模型,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從實際情境到相應(yīng)物理模型的建構(gòu)過程。長此以往,學(xué)生必能提升模型建構(gòu)的素養(yǎng)水平,更好地體會建構(gòu)物理模型的思維方式,認識物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。
物理教學(xué)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,有利于提升學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)水平。其一,幫助學(xué)生正確認識科學(xué)的本質(zhì),使其養(yǎng)成理性審視熱點事件中的科學(xué)性問題,勇于對有關(guān)媒體信息中的不合理數(shù)據(jù)進行質(zhì)疑和求真的精神。其二,激發(fā)和保持學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,增強其對大自然的好奇心與求知欲。其三,幫助學(xué)生走向社會,關(guān)心國內(nèi)外科技發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢,用自己所學(xué)的知識分析、解釋和解決社會實踐中的實際問題,體驗成功分析解決實踐問題的愉悅。其四,幫助學(xué)生了解應(yīng)用物理研究成果時應(yīng)遵循道德規(guī)范,認識科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系,具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。
《國務(wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》中明確要求:“創(chuàng)新試題形式,加強情境設(shè)計,注重聯(lián)系社會生活實際,增加綜合性、開放性、應(yīng)用性、探究性試題?!鼻榫郴囶}正是順應(yīng)新課改、新高考改革要求的產(chǎn)物。教育部考試中心李勇老師認為情境化試題的解題思維應(yīng)遵循如圖2 所示的流程。
圖2 情境化試題的解題思維流程
顯然,要解決情境化試題,首先要把情境化試題轉(zhuǎn)化為非情境化試題。這個轉(zhuǎn)化就是將具體實際情境抽象為物理問題的過程,是目前物理教學(xué)中最薄弱的環(huán)節(jié)。物理教學(xué)積極響應(yīng)社會生活、科技生產(chǎn)中的熱點事件,能豐富學(xué)生頭腦中的實際情境儲備,有利于實現(xiàn)情境化試題向非情境化試題的順利轉(zhuǎn)化,有助于提高情境化試題的解決水平。
紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。只有在不斷的實踐中,我們才能將知識內(nèi)化,從而通過知識來理解現(xiàn)象及其本質(zhì)。教師在教學(xué)中積極響應(yīng)熱點事件,進行多種嘗試,可使學(xué)生在實踐中形成認識自然、理解自然的基本方法與觀點,提升核心素養(yǎng),并能夠與時俱進,在不斷學(xué)習(xí)、獲取新知識的過程中提升能力,進而成為新時代的創(chuàng)新型人才。