首页 -> 2007年第9期
人教版物理必修教材开放性内容探索
作者：孙早利
[关键词]开放性内容 形式 特点 教学
人教版新课标物理必修教材中设置了多种类型的开放性栏目，这些内容不要求所有学生都学，目的在于激发学生的兴趣、激发学生的思考，或发展学生的动手操作能力。学生可以有选择的去探究、去猜想，有些内容可以存疑，可以有模糊认识，随着学习的不断深入和知识的积累问题就会逐渐得到解决。
(一)开放性内容的形式
1.说一说。
新课标物理必修模块设置了21个“说一说”栏目，启迪学生深入思考，发散思维。其中案例分析类3篇，如必修1第19、85、88页；知识应用类10篇，如必修1第12、24、39、69、81 页和必修2第7、12 、40、42、57 页；案例列举类2篇，如必修1第30、62页；推测猜想类5篇，如必修1第45、56页和必修2第32、69页 。“说一说”栏目更适合于讨论探究，应该鼓励学生们积极参与，但不要过分看重结果。例如，必修1第69页的“说一说”：速度的方向改变了，速度的变化Δv应该怎样表示？这个扩展性问题既是深入研究矢量的性质，也是为物理必修2中向心加速度的学习作铺垫。
2.做一做。
新课标物理必修模块设置了20个“做一做”实践性问题，重点培养动手操作和应用实际的能力。其中生活实践体验类5篇，如必修1的第18、46 、47、63页和必修2的第9页；现代技术应用类4篇，如必修1的第25、35、87页和必修2的第18页；应用学过的知识证明类5篇，如必修1的第42、43、55页和必修2的第8、51页；使用专用仪器实验类2篇，如必修1的第44页和必修2的第22页；自制仪器小实验类3篇，如必修2的第34、54、62页。有些实验类的“做一做”，其中有的器材不一定各校都能有，有的器材可用日常用品代用，这些实验可根据具体情况在课下选做。但有的“做一做”不需要任何器材，例如，第42页的“做一做”是画出匀变速直线运动的位移时间图像，使学生体会物理与数学的密切关系；第43页的“做一做”是让学生得出加速度之比与位移之比的关系，这个关系在后面探究物体加速度与力、质量的关系时很有用。
3.STS 。
新课标物理必修模块在STS栏目中选编了3篇科普类文章。如必修1第19页的《速度与现代社会》、第51页的《从伽利略的一生看科学与社会》、必修2第77页的《航天事业改变着人类生活》。STS栏目强调的是科学技术与社会的关系，而非单纯的科学知识在技术上的应用。STS栏目也有很多开放性的题目让学生去思考、讨论，教学中只要学生参与就可以了，不要企图得出什么结论性的意见。
4.科学漫步。
新课标物理必修模块在“科学漫步”、“科学足迹”栏目中共选编了10篇现代科学理论、现代科技、物理学史类文章。其中介绍现代科学理论类的6篇，如《变化率》、《流体阻力》、《惯性参考系》、《用动力学方法测质量》、《黑洞》、《时间和和空间是什么》；介绍现代科技、现代实验仪器的2篇，如《全球卫星定位系统》、《气垫导轨和数字计时器》；物理学史类的2篇，如《人类对行星运动规律的认识》、《牛顿的科学生涯》。自然现象甚至社会现象中的许多道理都是相通的，“科学漫步”的目的是把物理课中学到的知识拓展到物理课之外，使学生开阔眼界、体会方法、形成习惯。
(二)开放性内容的特点
1.选择性。
新课标物理必修教材在注意共同基础性的同时，体现了差异性，为不同基础的学生进一步学习提供选择。如教材中的“说一说”“做一做”“科学漫步”“STS”等栏目，学生可以根据自己的能力和兴趣，有选择地学习。如“做一做”中的“用计算机绘制v－t图象”，就是为那些有条件使用计算机、对利用计算机进行物理研究有兴趣的学生安排的；又如“说一说”中关于“瞬时功率”的讨论，是为那些学有余力、乐于和善于进行理论思考的学生所安排、设计的。第40页“说一说”中，用数码相机研究抛体运动，是一个简便可行的方法，有条件时不但可以“说一说”，最好实际做一做。第42页“说一说”要求学生定性讨论炮弹在空气中运动的轨迹，目的也是拉近物理课程与实际的距离，学生们可以自己去发挥，如果有兴趣，也可以查找其他书刊，不要做统一要求。
2.时代性。
教材强调物理内容与技术应用的相互关联，以点面相结合的形式介绍技术的应用，并且着重介绍其在现代生活中的应用，以体现时代性。例如：“科学漫步”栏目中的《全球卫星定位系统》、《黑洞》，“STS”栏目中的《速度与现代社会》、《航天事业改变着人类生活》，“做一做”栏目中的《借助传感器用计算机测速度》、《用计算机绘制v-t图像》、《用传感器研究作用力与反作用力的关系》等，既有物理知识与高新技术发展相关联的内容，也有物理知识在日常用品技术方面的应用，还在“做一做”栏目中多次介绍了信息技术在实验中的应用。这些都是力图使学生了解物理知识和技术的关系，学习一些常用的物理技术，产生对科学技术的热爱。
3.探究性。
科学探究是人们由未知经过探索，到已知的一种过程。科学探究同时也是一种精神，在一定程度上可以说，人们对未知事物的探求精神是与生俱来的，科学教育应该保护并发扬青少年的探究精神。人教版物理必修模块教材从整体上是以探究的思路展开的，如必修1第56页的“说一说”体现了科学探究中的猜想因素，即在已知事实与已有知识矛盾的情况下，猜想可能存在另一种力，并且可以推测这种力的某些特征；必修1第44页的“做一做”是一个探究性实验，通过作图处理数据，用某条曲线“拟合”实验测得的点，从而得出规律，由于这个实验的点子较少，结论未必可靠，主要是体会方法；必修2第57页的“说一说”目的是使学生在更广阔、更一般的背景下认识拱形桥上的运动，由于不要求定量的分析，让学生想一想、说一说是有好处的。科学探究的活力在于每个具体的探究都与另一个不一样，它不是僵死的教条，无论是科学研究中的探究还是科学课程中的探究，都是如此。
4.人文性。
物理课的学习应该是在学习物理内容的同时关注物理与人类社会的关系，了解科学的文化价值。人教版物理必修模块教材体现了科学的文化内涵，“科学漫步”、“科学足迹”栏目整篇都将着眼点放在物理学与人类文明的关系上，这些都是让学生在较高一层面上理解科学的意义，如必修2第80页的《时间和空间是什么》，这篇科学漫步不打算讲清时间与空间的问题，只是提出问题，激励学生未来的探索。教材还专门设有“STS”栏目，让学生更多地了解物理学的发展与社会发展的互动关系，它的目的同样在于情感态度与价值观的教育。
(三)开放性内容的教学
1.探究式教学。
这是一种由教师指导学生通过自主参与等多种形式的学习活动，使学生获取知识、运用知识解决问题、培养能力的一种重要教学方式。它强调学生对所学知识、技能的实际运用，强调学生通过参与探究问题的体验，加深认识，与初中阶段的实验探究具有相同的特征，只是研究的手段不完全是实验或者完全没有实验。例如，必修2“做一做”栏目中的“探究向心加速度大小的表达式”，教学时要注意层次清楚，前面为后面做铺垫，要有节奏感。过去引入“向心加速度”时用的是动力学的方法，即先通过小球在桌面做匀速圆周运动的实例，认识到物体所受的力是指向圆心的，进而得知向心加速度的方向，而人教版新课标教材采用了运动学的方法，通过实例的提示与启发，从中悟到向心力与向心加速度的方向，然后再经由逻辑的途径证明这个猜测。这是一个没有实验的探究活动，它给出了提示，让学生自己尝试去做。可见，运用科学探究式教学不仅重视学生知识的获得，而且更重视学生获取知识的过程及方法，真正体现“教为主导，学为主体”的思想，实实在在发展学生的思维能力、创造能力。
2.讨论式教学。
讨论式教学强调生生合作、共同解决问题。这种教学形式在灵活、多样和变化中显现出更大的开放性，有利于形成学生的主体意识和参与意识，从而使课堂教学变得更精彩更有生气。例如在必修1第19页的“说一说”中，通过对幽默案例的讨论分析，使学生深刻体会“用比值定义物理量”的含义；在第24页的“说一说”中，既要求学生会用图像表示速度与时间的关系，又要求学生知道优秀运动员与没有受过训练的学生两人在跑百米时速度变化的不同点。通过分组讨论，让学生体会到要想全面解决实际问题，只有课本上的知识是不行的。
3.多媒体教学。
开放的网络多媒体技术丰富了课程资源，为多媒体教学创设了良好的条件。应充分利用诸如中国科普网、中国航天网、科学博物馆等网上物理教育信息资源，使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变，使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变，使学生从单一学习向多元学习转变。如通过网络多媒体教学“STS”栏目中的《速度与现代社会》，使学生理解由于交通工具速度的提高，城市规模扩大了，战争观念改变了，不同文化的交融加快了……最后，借协和客机停飞一事，引导学生讨论“交通工具的速度是不是越快越好”。再如通过网络多媒体教学《航天事业改变着人类生活》这一内容时，学生既可在动态环境获得卫星通信、卫星广播、气象卫星的一般知识，又能了解到全球卫星定位系统、地球资源卫星、航天器等方面的知识。多媒体教学环境呈现给学生的是一个主动学习的开放空间，让学生亲切感受、亲密接触奥妙无穷的物理世界，营造良好的物理学习情境。
教学形式多种多样，在实际教学中应根据教学内容的特点和学校条件选择灵活实用的教学形式。实践证明：采用各种开放式的教学形式都是深受学生欢迎的好形式。
参考文献:
[1]普通高中课程标准实验教科书物理必修1[M].北京：人民教育出版社，2004.
[2]普通高中课程标准实验教科书物理必修2[M].北京：人民教育出版社，2004.
[3]张大昌.物理1、物理2教材介绍[J].试教通讯，2006(5).
[4]彭前程.新课程改革的实践与探索[J].试教通讯,2006(5).