高中物理教材思考論文

導語：高中物理教材思考論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1990年國家教委對高中實行兩項改革，物理課分為必修和選修兩部分，實行“二·一”分段，這比過去的單一課程結構前進了一步，使全體學生都能學到比較完整的物理基礎知識。但對基礎較好的學生存在著前兩年“吃不飽”和后一年“吃不了”的問題。影響了學習效率的提高。高中教材究竟怎樣才能有利于提高教學效率，有利于培養能力，一直是我們不斷思考并希望較好解決的問題。為了適應學習基礎較好、水平較高的學校和學生的需要，我們在1992年底開始著手編寫供這類學校和學生使用的《高中物理試驗課本》（以下簡稱試驗課本），并先后在一些地區試驗，受到歡迎。下面結合試驗課本的編寫和教學中的問題，談談我的一些思考，和大家共同探討。

一、調整教學內容

開始著手編寫試驗課本時，國家教委尚未開始制訂與義務教育相銜接的新的高中物理教學大綱，試驗課本主要是依據現行的高中教學大綱編寫的?，F行大綱包括高中階段應有的主干知識，試驗課本力求把這些知識講得更扎實，更清楚。同時注意處理好主干知識與非主干知識之間的關系。非主干知識不能過少，只有骨頭沒有肉，主干知識沒有擴展和運用的余地，主干知識將不能學得透徹；知識面過窄，眼界不寬闊，思維的靈活性和創造性將受到限制。處理好主干知識和非主干知識的關系，很不容易，在客觀上還要受到課時的限制，因此更需要提高課堂效率。編寫教材時，不能不考慮這些限制條件。我國的教學內容比國外的知識面窄，在一定程度上是受到上述條件限制所致。我個人認為，這不能不說是我國在教學內容選擇上的一個遺憾之點。編寫試驗課本時，在這方面做了一些調整。一是保留和增加了選學內容，如熱學部分中有關團體和液體的知識，以及物態變化的知識。二是保留和增加了閱讀材料，全書共36個閱讀材料，數量可說不少。這樣，在學時少的條件下，或許可以彌補主干知識的不足。

課時的限制，迫使我們思考如何進一步改革。主干和非主干，本來是相對而言的，主干之中還可以有更為主要的知識。教學內容的不斷更新，是對教學內容不斷篩選的過程。內容要有增有減，要求需有升有降，重點或許要有所轉移。這就不僅涉及教學內容的選擇，而且同時要考慮教學內容的安排、講法等等，也就是要考慮教材體系的改變。這是一個重要的課題；是我們即將按新的教學大綱編寫高中教材時須切實做一番探討的課題。

高中物理教學內容要隨著時代的發展而有所更新。更新，必須處理好經典物理知識與近代物理知識之間的關系。高中物理課主要應講述經典物理知識。經典物理反映了宏觀、低速條件下的客觀規律，具有廣泛的實際應用，現代科學技術離不開經典物理。學好經典物理，才有可能去學習近代物理以至其他現代科學知識。說主要講述經典物理，是因為多年來我國高中物理所講述的內容已經進入20世紀前期，講述了有關量子論的知識、原子和原子核物理的知識等。但不可固步自封，在編寫試驗課本中，我們進一步尋求各種可行的途徑，加強近代物理的內容，希望為處理好經典物理和近代物理的關系積累些經驗。

（一）調整重點

能量的觀點、守恒定律、波的知識等在近代物理中具有重要意義，試驗課本中試圖有所加強。如在“機械波”一章中不僅講述一維波；而且講了二維波和三維波；增加波的反射和折射、多普勒效應（選學）。試驗課本把機械波由第一冊移到第二冊，將波動形式集中在一起講解，便于類比，有利于加深理解。這樣，在一定程度上強化了對波這種運動形式的講授和教學要求。波的概念在現行大綱中強調不夠，今后理應有所加強。

（二）滲透觀點

即滲透一些近代物理中的觀點。如試驗課本在講解分子物理部分時，滲透統計的觀點；講解光的本性時，滲透光的波粒二象性的觀點，并比較照片上曝光時間長短不同時的情況，說明光波強度與光子到達的概率關系等。

（三）開設講座

試驗課本增設了“近代物理講座”（選學一章的內容，介紹相對論、量子論及量子力學初步概念、·基本粒子、宇宙起源以及非線性物理等知識。這是試驗課本在教學內容上最大的變動，也是一個嘗試。希望有條件的學?；蚰昙墝W生作些介紹，以開闊學生的視野和思路更希望和大家一起探討怎樣做更為妥當。

（四）尋求“接口”

注意講解或介紹能夠把經典物理和近代物理聯系起來的知識點，在介紹近代物理知識應注意到這種“接口”。如在介紹狹義相對論時講了伽利略相對性原理，說明相對任何慣性系力學規律都具有相同的形式，進而介紹狹義相對論的基本原理。介紹量子力學初步概念時，介紹物質波，進而介紹波函數和概率密度的概念這些都是新的嘗試。目的不僅是讓學生知道一點近代物理常識，而且能粗略體會到近代物理是怎樣從經典物理發展起來的，知道在看似平凡的問題中如何蘊含著新的、革命性的變革。求“接口”，試驗課本只是一個開端，希望它成為一種有效的途徑。

（五）介紹物理學的廣泛應用

物理知識有廣泛的應用，高中物理教學內容應該包括與基礎知識有密切聯系的實際知識。高中物理要講述實際問題中的物理原理，介紹物理學的廣泛應用，介紹與物理知識有密切聯系的現代科學技術成就。在這方面，我們作了較多工作，比現行課本有些拓寬。有的內容在課文中有所反映，如靜電透鏡；有的安排在習題中，如靜電分選的原理、高頻焊接、電磁流量計等；有的寫成閱讀材料，約有二十多個閱讀材料介紹了物理學的應用，如介紹失重和宇宙開發、電容傳感器、范德格拉夫起電機、磁性材料等等。聯系實際應進一步深化，使它成為掌握知識和提高能力的有效途徑，這是我們今后的努力方向，試驗課本在這方面做了些嘗試。如以專題的形式講述示波管的原理、多用電表的原理，希望把理論和實際密切結合起來。

二、改進教材結構

教材不是學術論文或學術專著，它的結構不能等同于學科的知識結構，它必須考慮學生的認知特點，符合學生的年齡特點和認識規律。它必須做到科學知識結構與認知結構的完好統一。高中教材的結構、順序如何安排更好，是編寫試驗課本時考慮的重點問題之一。

本套試驗課本在教學內容未作大變動的前提下，依據高中學生學習物理的一般規律，對教材的編排順序、結構安排做了些調整。多年來。高中一年級的物理力學部分是學生學習的一大難關。雖然教學中教師想方設法化解難點，但初、高中的“臺階”仍是高一物理教學的問題之一。試驗課本力求把這個問題解決得好些。為降低初、高中的臺階，又不影響知識的系統性，試驗課本把幾何光學放在第一冊的開始。這是考慮到這部分內容與高中物理的其它部分內容聯系較少，相對來說比較形象、淺顯，易于為剛上高中的學生接受，又可在學習習慣、思維方式、學習方法等方面為力學的學習打下基礎。這樣做，教學上利弊如何，尚有不同意見，試驗一下，取得經驗，總有好處?！?/p>

力學的第一章，原是教學難點，集中了力的概念、力的合成和分解、牛頓第三定律、物體力分析等較為抽象和需要綜合運用知識的諸多內容。加之，許多學校對高中教師采取“大循環”的教學安排，教師剛剛輔導完高中三年級的總復習，又接著教剛由初中升上來的高一年級，難免忽略了學生的年齡特征和知識基礎，有意無意地對學生要求過高，這就更增加了學生學習的困難，繼而在牛頓定律的應用中又做了不少較難的題目，使學生一上高中就遇上“當頭一棒”。

試驗課本對力學部分采取了分散難點、減小臺階的做法。把章劃小，在力學的起始章“力”中不講牛頓第三定律和物體受力分析，只講力的概念、種類、合成分解，突出力的矢量性。在運動學之后將牛頓三個定律在一章內講述，使學生對它有個全面的、初步的認識，并只處理最基本的問題。在接下來的“物體在重力作用下的運動”一章中，讓學生在比較簡單的情境中結合運動學知識運用牛頓定律。最后，在“動力學的基本問題”一章中，要求做物體受力分析，處理動力學中較綜合的問題，進而分析較難的超重；失重問題和連接體問題。試驗地區反映，這樣做更符合學生認識規律，確實效果較好。

機械波是高一學生學習的另一個難點。主要是因為前面講述的都是單個質點的運動，而波動要求學生理解并想象多個質點同時又不同步運動的情況，以及這種運動在空間的傳播，這對高中一年級學生是有相當難度的。試驗課本把機械波由第一冊移至第二冊，將波動形式集中在一起講解。這樣，一方面把在高中一年級學習時學生感到困難的內容移至學生能力有所提高的高中二年級，相對降低了難度；另一方面，把幾種形式相同而實質不同的波動──機械波（包括聲波）、電磁波、光波，放在一起講述，便于類比，有利于加深理解。

如何調整教學結構或體系，這是需要深入探討的一個大課題。既要考慮學科體系，又要研究學生的認知規律，注意循序漸進，分散難點。這兩方面結合得好，可以使學生更加有效地學習。我們愿意今后在這方面再有些進步。

三、力求思路順暢

學習高中物理，基礎在理解。要使學生便于理解、真正理解，必須講清道理，理順思路。對同樣的問題，教材或教學的思路順暢、輕快，則學習時感到輕松、容易，有利于學生舉一反三、提高能力，教學必事半功倍；思路晦澀、繁瑣，則學習時感到艱深、困難，易于就事論事，教學必事倍功半。教材的編排和敘述是否思路順暢，會潛移默化地影響學生的思維習慣。一部編排和敘述繁瑣的教材，很難培養出思維明快的學生。要提高教學效率，必須在思路順暢上下功夫。這是在編寫試驗課本時，重點考慮的又一問題。

（一）抓住知識體系中和學生認識過程中的最基本、最關鍵的問題講清楚。

這些地方講清了，其它就迎刃而解了，可以收到以一當十的功效。除了我們一貫強調的基本概念、基本規律之外，這里特別還指一些看似明白，而實則不清楚的“小”地方，這是學習過程中的“誤區”。比如，近幾年高考中學生屢犯錯誤的眼睛看物體或透鏡成實像、虛像等問題，關鍵是要真正理解“光線”這一物理模型，以及明確認識到“只有光線進入眼睛，才能看到發出光線的物體”這個最基本且又不難理解的事實。再如，在電路的分析和運算中，理解“電勢降”的概念是很重要的。試驗課本注意講清這類關鍵性的問題，在這方面比過去的教材有所加強。

（二）在課文敘述或例題分析中，著重分析物理過程和物理情景，理清問題的“來龍去脈”。

如對動量守恒問題的分析，對“水流星”受力的分析，對布朗運動為什么能說明分子在不停運動的分析，對理想氣體內能的分析，對電勢和電勢差的講法，對電阻的微觀意義的分析，對電路中電勢降的分析，對電功率的講法等等，都比現行的教材有所加強。

（三）對于那些對深化認識起重要作用，又是學生可以接受的一些“高觀點”不回避，而是盡量做到“一語道破”。

這樣不會增加學習的難度，反而會提高學習效率和質量。如對力的獨立作用原理和運動的獨立性原理，在試驗課本中都明確給出。實踐說明，這樣做有利于學生深入理解知識，又不增加學習困難。比如，把運動獨立性原理弄清楚了，平拋的問題就不必死記公式，而可以運用運動的獨立性原理靈活地處理問題。

（四）對有些雖費筆墨或唇舌，在高中階段卻不易講清的問題，則不強求講清楚。

比如對電動勢的物理本質，試驗課本就沒有介紹它是電源中非靜電力做功與電荷之比，也沒有給出公式，比現行教材的要求有所降低。

因為，照現行的講法，學生也并未真正理解其實質，又造成思路不暢。能講清的地方，盡可能講清楚；不能講清的，則不必硬性提高，費力大，而收效甚微，很不值得。這樣的看法和處理是否妥當，希望聽到大家的意見。

（五）注意敘述中的鋪墊、伏筆和前后呼應把前后知識密切聯系起來，利于學生逐步地形成知識結構。

如關于靜摩擦的方向以及靜摩擦力是否總是阻礙物體運動的問題，在一開始“力”那一章講靜摩擦時，很難要求學生初學就把“靜摩擦力的方向跟物體相對運動趨勢的方向相反”這一論斷弄得很清楚，試驗課本在后面講到“連接體”時加以呼應（該節例題2），并進一步設“思考與討論”，應使學生深入領會這個問題。摩擦力是個難點，難點要分散，在講到“功”時，設“思考與討論”，讓學生考慮滑動摩擦做正功和負功的問題，也是進一步呼應。教材企圖讓學生自己經過獨立思考，形成知識結構。比如第七章的“本章小結”中提出壓力和拉力作為知量時“要根據什么規律來確定它”的問題。如果學生把這個問題真正弄清楚了，并能舉一三，旁及靜摩擦力（壓力、拉力以及靜摩擦力實際上都是約束反力）時，那就把力的分析、牛頓第二定律、物體平衡條件聯系起來用活了，知識和能力都會大大提高一步。使學生把所學知識融會貫通，形成正確的知識結構，不能單靠教師總結出幾條準給學生，必須依靠學生獨立思考，真正把前后知識聯系起來。一部好的課本應該在這方面為師生提供條件，我們將努力朝這個方向去做。

提高觀點而又循序漸進，使學生逐步達到融會貫通，這是我們追求的目標，鋪墊和呼應等等目標的手段。既要考慮學科的體系，又要考慮學生的認識規律，盡力做到科學知識結構與學生認知結構的完好統一。這個問題解決得好些，“有效地學習”這一思想才不致落空。

四、加強能力培養

物理教學中加強能力的培養，是近些年教材編寫和教學一貫重視和注意探討的重要問題，也是這次試驗課本編寫中重點考慮的問題。對能力的要求和培養途徑是多方面的，我們在總結自己和大家經驗的基礎上只就以下幾個方面做了一點努力，談一點認識。

（一）注意適當進行科學方法教育

能力的高低，一定程度上表現為掌握方法的多少和熟練程度。在物理教學中的方法教育要重在“潛移默化”和“滲透”，而不宜在物理教學中將方法當作知識來講，或作過多方法論的介紹。但對一些重要和普遍應用的方法，則應適時點明，也就是在學生對某一方法了解或認識到一定程度時，及時“畫龍點睛”，以幫助學生總結和強化，以利于形成能力。

在試驗課本中用“旁批”、“花邊”、“思考和小結”等方式，對高中物理中常用的基本物理方法，如理想化模型、等效、分類、類比等，進行有層次的和“畫龍點睛”式的說明，強化了教學中方法教育的因素；對諸如控制變量法、極限的思想等在論述過程中進行了較明顯的滲透。教材講述了伽利略對自由落體的研究，介紹了伽利略所開創且至今仍具有重要意義的觀察實驗、抽象思維和數學運用相結合的基本研究方法，介紹了假設一推理一驗證一外推等具體的研究方法。

（二）加強數學方法的運用

數學對物理學的發展和學生的學習，都有極為重要的作用。對此，這里不再贅述。至于在物理教學中過分數學化和忽視物理過程的分析，并不是“數學”的過錯，而恰恰是沒有用好數學。我們的認識是，首先要講清物理過程和物理實質，并充分運用好數學這一簡潔、準確的工具，促進和深化對物理問題的理解。

在這次試驗課本的編寫中，著重加強了以下幾方面數學方法的講述和要求：

1．對圖線有所加強。在運動學、熱學、電學中不但都加強了用圖線處理數據，還用圖線講解概念和規律。比如，在直線運動一章中對加速度概念的擴展，對勻變速直線運動規律公式的推導等，都是應用圖線進行的。

2．矢量的觀念有所加強。除了力之外，對速度、動量等處都增加了矢量圖示。在運動的合成和分解中，也加強了矢量圖。比如，動量是矢量，學生會知道，但由于高中階段主要用動量定理和動量守恒定律處理一維運動，因而動量的矢量性在具體問題中往往被淡化了，增加矢量圖（包括二維碰撞的矢量圖），目的是加深學生對動量矢量性的認識，便于正確運用動量定理和動量守恒定律處理問題。至于矢量的運算，則不做更高的要求。

3．注意訓練學生用代數方法求解。列出方程，進行文字運算，聯立求解。還結合力的獨立作用原理和運動獨立性原理，引入正交分解法處理問題。

此外，為了加強對學生推理和邏輯思維能力的訓練，對有些規律或公式的推導，課文中沒有給出結果，而是讓學生自行推出。教師則可根據學生的實際情況對學生做恰當的要求，或在教師指導下進行，或要求學生獨立完成。而對有些不能或不宜在教學推導的，則直接告訴學生，“可以推導”或“可以證明”，只是在現階段學習中不加推導或證明而已。這也可以說是使思路順暢的一種做法。例如，動量定理不僅適用于恒力，也適用于變力，正因為它適用于變力，才有了廣泛的應用。課本上的許多實例（包括習題中的實例）處理的是變力問題，如果不加說明地讓學生硬套恒力情形下推出的公式，雖然解題可以照用，但這不能說是一種正確學習物理的方法。點明變力的沖量的大小，點明適用于變力，且“可以證明”，這就開闊了學生的思路，同時可以激發他們進一步學習的愿望，而又不增加什么負擔。對動能定理的講法做了類似的處理。在“功”那一節對如何計算變力做功的思路作了介紹，在這里滲透“極限”的方法，希望學生將來進入高等學校學習用微積分處理問題時，不會感到那么陌生，由所謂“恒量”進入“變量”也許會更順利些。

（三）注意對問題進行定性和半定量的分析

定性和半定量分析對物理研究和物理學習有重要意義。對這一問題，趙凱華教授在他所著的《定性與半定量物理學》中有精辟的論述。一位成熟的物理學家在進行探索性的科學研究時，常常需要從定性或半定量的方法入手，力求先對問題的性質、概貌取得總體的估計和理解；而對初學者來說，具有這種定性或半定量分析問題的能力卻是相當困難的，它需要有清晰的物理概念和物理圖象，能抓住物理過程的主要因素，還要具有一定的物理直覺和洞察力。

顯然，在這方面對高中學生不可能有較高要求。但是，在高中物理教學中增強對這方面的認識，在諸如守恒量的利用、數量級的估計、極限情形和特例的討論等方面有意識地對學生進行恰當而不拔高的要求和訓練，”對于促進學生對物理問題的深入理解，抓住事物本質進而融會貫通，提高學生多方面的能力，都是十分有益的。對這方面，過去我們注意不夠，在試驗課本中對此有所加強。例如在說明解決動力學問題的方法時，強調先作必要的定性和半定量分析，諸如物體受幾個力，哪個為大，哪個力小，物體做什么運動，速度是增大還是減小等，先弄清所給問題的物理情景，然后再進行定量計算。在這部分內容的習題中對此也有體現。又如，在分子運動中，增加了估算的題目，強調了數量級的重要。但這些仍是初步的，我們要進一步在教材中體現這一思想，也希望通過教學實踐在這方面能取得更多的經驗，以便今后再前進一步。

（四）注意擴展知識

對有些問題敘述上稍有擴展，以開闊學生思路，利于知識的運用和遷移，提高能力。學生的知識面越寬，越利于知識的遷移和聯想，能力越強。試驗課本在一些地方比大綱的要求稍加拓寬，如講勻加速運動之后，給出了速度圖線不是直線的情況，提到了非勻變速運動；講簡諧運動和正弦式電流之后，給出了幾幅非簡諧運動和非正弦式電流的圖象；講導體伏安特性曲線時，提到了非線性元件等等。這既開闊學生思路，又使教學增加了彈性。但需說明，對這些內容僅僅“點到為止”，絕不可“深究”。“點到”本身就達到了教學要求。出于同樣的考慮，在習題中也設了少量的“開放式”的、沒有唯一確定答案的題目，以啟發學生思維，開闊思路。我們看到的不少外國教材，題目一般比較靈活，很需要物理思考，對訓練學生發散思維，提高思維的靈活性很有幫助”，值得我們今后借鑒。。

現行大綱對知識的講解做了某些限制，意在減輕學生負擔，限制高考題的難度。但如果學生的基礎較好，有的知識稍加擴展，可以使學生學得更靈活些、更豐滿些。我國教材注重概念和規律的嚴謹，注重系統性，利于使學生學到扎扎實實的知識，打好基礎，這一優點應當繼承。但不夠“開放”，致使學生的知識面不寬，思維方式偏重系統性，缺少靈活性。對知識的縱向深入挖掘顯得有些過分，橫向擴展顯得有些不足。使學生把系統學習與靈活滲透地獲取知識結合起來，和諧地統一起來，這將是教材編寫的一個突破。試驗課本只是朝這方面做了一點努力，還有待于繼續探索。

（五）設置專題，有重點地培養能力

為深化對知識的理解，培養學生運用知識分析和解決問題的能力，在試驗課本中嘗試設了幾個“專題”。如研究自由落體運動，帶電粒子在勻強電場中的運動，多用電表的原理和使用。這些雖是現行教材原有的內容，但作為專題安排，教學指導思想及教學要求卻有所不同。專題安排在章末，要求學生在教師指導下應用已有的知識綜合分析、解決較為實際的問題，要求學生有更多的獨立思考和動手活動，希望通過“專題”形式的教學活動，進一步增強學生聯系實際的意識和能力，促進手腦并用，有助于提高綜合分析問題和探索、創造的能力。

（六）習題有所改進

習題應是物理課本的有機組成部分，它對鞏固、深化知識，提高能力有重要作用。它的基本要求是：內容正確，所述情境合理；注意解決學生學習過程中可能產生的普遍性問題，有針對性；程度要分層次，數量要適度，有彈性；盡可能聯系實際，不生造。試驗課本的習題注意到這些要求。題量有所增加，適當增加了基本題和聯系實際的題目，并注意習題的循序漸進。將章后習題分為A、B兩個層次，使師生有選擇的余地。還增設有啟發性的思考和討論題。

課本不同于復習資料（復習資料怎樣改進也需探討）。課本要把基本知識講清，但不能將所有問題都巨細無遺地、不分主次地在課文中講到，要給學生以思考、探究、獨立開拓的余地。課本不能忽略課文的講解，而把注意力放在習題上。課本中要設適量的習題，教給學生分析問題的方法，提高他們的能力；但又不能分類過細，企圖把習題都嚼碎了喂給學生，這樣做，“培養學生獨立思考能力”將會落空。把課本編成復習資料式的，將會失去課本的意義。怎樣掌握這個“度”，需要很好地探討。除了“度”，還有“質”。那就是真正脫開應試的習題安排，切實地提高分析、解決問題的能力。課本上如何安排練習和習題，如數量、難度、類型、風格、要求以及怎樣循序漸進等等，都需要進行認真、具體、深入的研究，我們愿在這方面作出進一步努力。

五、注意形式活潑

試驗課本改為16開本，并在每頁的正文旁留出一豎列放置插圖或留給學生利用。在視覺和心理上給出了較為寬闊的空間。對此，試驗地區的師生都很歡迎。在課文的欄目設置上，力求有利于啟發學生思考，有利于培養能力和活躍思維。除正文外，有夾在課文中的問題、思考與討論、旁批、花邊框內的討論、閱讀、章后小結、小實驗等等。力求結合教學過程，有針對性地、循序漸進地啟發學生，幫助學生提高能力，使學生受到多方面的教育和熏陶。試驗課本還增加了插圖，特別是示意圖和漫畫式插圖，力求生動形象，有助于理解內容和激發興趣。還利用多種不同字體表示不同的欄目內容，做到醒目、活潑。我們的初衷是想努力做到圖文并茂，內容和形式統一，相得益彰。

編寫一部好的課本，是我們的努力方向。需要對諸多問題進行深入探索，有新的觀點和作法，這樣，編出的教材才能有望利于教學并有新意。愿今后能更多地與中學物理教學界和各方面的朋友們交換意見，受到啟發，提高認識在大家幫助下，編好新的課本，為教材建設做出努力。