物理教材與新的科學(xué)觀教育論文
摘要：新的高中物理課程改變了以往過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能的做法，明確規(guī)定了“三維”課程目標(biāo)。課程教材研究所物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心組織編寫(xiě)的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·物理(必修)》在落實(shí)三維課程目標(biāo)方面作出了努力，旨在幫助學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)形成豐富的、立體的、正確的科學(xué)觀，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。
關(guān)鍵詞：新課程；物理；教材；科學(xué)觀
一、教科書(shū)要為落實(shí)三維課程目標(biāo)服務(wù)
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《綱要》)對(duì)課程目標(biāo)的具體要求包括：“改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的過(guò)程同時(shí)成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程�！盵1]中華人民共和國(guó)教育部制訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)根據(jù)這個(gè)要求明確地把高中物理課程的具體目標(biāo)分為“知識(shí)與技能”“過(guò)程與方法”“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”三個(gè)方面，[2](8)即“三維”課程目標(biāo)。
三維課程目標(biāo)的提出，旨在改變以往過(guò)分注重知識(shí)傳承的課程實(shí)踐，是這次課程改革的重大突破，是對(duì)教育本質(zhì)認(rèn)識(shí)的一次飛躍。它為培養(yǎng)“具有初步的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、科學(xué)和人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識(shí)；具有適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和方法；具有健壯的體魄和良好的心理素質(zhì)，養(yǎng)成健康的審美情趣和生活方式”[3]的一代新人奠定了基礎(chǔ)。我們必須對(duì)三維課程目標(biāo)的含義以及三者之間的關(guān)系有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)。本文將結(jié)合課程教材研究所物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心組織編寫(xiě)的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·物理(必修)》(于2004年9月供實(shí)驗(yàn)區(qū)試用)，對(duì)物理教育中三維課程目標(biāo)的設(shè)置、實(shí)施、落實(shí)等方面的問(wèn)題做些探討。
二、加強(qiáng)過(guò)程與方法的教學(xué)
這套教科書(shū)不追求以“簡(jiǎn)明、輕快”的方式給出知識(shí)的結(jié)論，而是努力把得到知識(shí)的過(guò)程適當(dāng)展現(xiàn)給學(xué)生。關(guān)于得到知識(shí)的過(guò)程，它有兩方面的含義。一方面是學(xué)生個(gè)體在學(xué)習(xí)中的活動(dòng)過(guò)程、思維過(guò)程；另一方面是人類認(rèn)識(shí)某一規(guī)律時(shí)科學(xué)家群體的活動(dòng)過(guò)程、思維過(guò)程。關(guān)于第一個(gè)方面，可以用“勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間關(guān)系”的教學(xué)為例做些說(shuō)明。
如果只考慮知識(shí)的掌握，那么，從加速度的定義出發(fā)，經(jīng)過(guò)代數(shù)式的變形，馬上就可以得到，于是就能用來(lái)解題了。然而，教科書(shū)賦予了這段內(nèi)容更多的教育意義。教科書(shū)的思路如下。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)忠實(shí)記錄小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)間與對(duì)應(yīng)的速度的數(shù)據(jù)
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作出速度與時(shí)間關(guān)系的圖象
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發(fā)現(xiàn)存在著這樣一種運(yùn)動(dòng)，它的圖象是一條傾斜的直線
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發(fā)現(xiàn)直線圖象所代表的運(yùn)動(dòng)，是加速度不變的運(yùn)動(dòng)，給出勻變速運(yùn)動(dòng)的定義
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通過(guò)圖象一般性地研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得出
書(shū)中這段內(nèi)容雖然不與人類對(duì)此問(wèn)題的認(rèn)識(shí)過(guò)程完全一致，但對(duì)于作為個(gè)體的人，它卻是一個(gè)學(xué)習(xí)、認(rèn)識(shí)科學(xué)規(guī)律的好例子。它強(qiáng)化了從實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律的一般性過(guò)程，練習(xí)了用圖象分析問(wèn)題的通用方法，邏輯線索清晰。它在價(jià)值觀及科學(xué)過(guò)程、科學(xué)方法上的教育價(jià)值比較高。
再如，拋體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)是另一個(gè)例子。
過(guò)去課程的著眼點(diǎn)在“知識(shí)點(diǎn)”，《教學(xué)大綱》沒(méi)有把斜拋運(yùn)動(dòng)寫(xiě)在上面，教科書(shū)就不能討論斜拋的問(wèn)題�！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》與過(guò)去不同，要求“會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)”，也就是說(shuō)，新課程對(duì)“方法”給予了更多的注意，而對(duì)于方法的載體──知識(shí)，沒(méi)有苛刻的限制。因此，教科書(shū)在研究了直線運(yùn)動(dòng)后，把拋體運(yùn)動(dòng)當(dāng)做一個(gè)實(shí)例，目的是討論在平面中應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的一般性方法。指出這個(gè)問(wèn)題與直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的不同點(diǎn)是，需要在x、y兩個(gè)方向上分別作出受力分析，在兩個(gè)方向上分別應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律。對(duì)于拋體運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的具體規(guī)律，不像現(xiàn)在的課程那樣強(qiáng)調(diào)，對(duì)于平拋與斜拋兩種運(yùn)動(dòng)，也不刻意區(qū)分。
教科書(shū)中的“思考與討論”“說(shuō)一說(shuō)”等欄目，目的也在于展示學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維活動(dòng)。
“科學(xué)足跡”等欄目則介紹了歷史上科學(xué)家群體認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的過(guò)程。在呈現(xiàn)這些歷史材料時(shí)，編者把它放到當(dāng)時(shí)的大的社會(huì)背景中去，從當(dāng)時(shí)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、文化環(huán)境去認(rèn)識(shí)科學(xué)史中的事件。
三、重視情感、態(tài)度與價(jià)值觀的教育
什么樣的人具有較高的科學(xué)素質(zhì)?這不僅要看他的科學(xué)知識(shí)的多少，而且要通過(guò)言行觀察他對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)過(guò)程、科學(xué)方法的領(lǐng)悟，特別是他的價(jià)值觀在多大程度上與科學(xué)的價(jià)值觀相一致。對(duì)那些以后不去研究物理學(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，后者可能是中學(xué)物理課程更重要的教學(xué)目標(biāo)。
e=宋體>愛(ài)科學(xué)的前提是要懂科學(xué)。編者最基本的努力是要使學(xué)生學(xué)懂科學(xué)，從而達(dá)到理解科學(xué)的目的。
(一)層層鋪墊，不斷深入
學(xué)生有時(shí)說(shuō)某部分內(nèi)容難，其實(shí)不是處處都難，而是存在著一兩處“思維障礙”，難以突破。編者研究了學(xué)生的思維特點(diǎn)，力圖把困難的地方找準(zhǔn)，在那里多搭幾個(gè)矮一點(diǎn)的臺(tái)階。編者認(rèn)為，在一定程度上可以帶些夸張地說(shuō)，“沒(méi)有不能攀登的高山，只有上不去的臺(tái)階”。因此，我們采取層層鋪墊，不斷深入的方法。學(xué)生學(xué)懂了，才能滿足他們的好奇心，體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，才會(huì)有成就感，才會(huì)察覺(jué)到科學(xué)中美好的東西。例如，第六章第六節(jié)“分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向”，教科書(shū)分5步走，特別把矢量的運(yùn)算分得很細(xì)，引導(dǎo)學(xué)生得出正確認(rèn)識(shí)。第五章第五節(jié)“探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”，也是把一個(gè)比較困難的問(wèn)題分解成了若干簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
(二)滲透辯證唯物主義思想
這套教科書(shū)對(duì)于極限概念的處理，既有加強(qiáng)過(guò)程與方法教育的考慮，也有加強(qiáng)情感、態(tài)度與價(jià)值觀教育的考慮。
在現(xiàn)代科學(xué)中，動(dòng)與靜、曲與直、變與不變、整體與部分等辯證關(guān)系，都需要用極限的思想去理解。在信息技術(shù)中，把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)時(shí)的取樣、幅度分級(jí)，就是極限思想的一個(gè)例子。這是一種重要的思想方法。對(duì)于樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀、避免形而上學(xué)的思維模式都有積極作用。在高中物理適當(dāng)引入極限思想的出發(fā)點(diǎn)就在于此。
有一種意見(jiàn)認(rèn)為，學(xué)生將來(lái)在大學(xué)會(huì)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，中學(xué)沒(méi)必要學(xué)。編者的意見(jiàn)是，學(xué)習(xí)的內(nèi)容可以按性質(zhì)分為兩類，一類是知識(shí)性的，一類是方法性和觀念性的。對(duì)于前者，如果以后有機(jī)會(huì)學(xué)，沒(méi)必要重復(fù)；而方法性的、觀念性的東西，需要多次接觸，才能逐步深入地領(lǐng)悟。人們?nèi)鄙俚闹R(shí)可以在一生中的任何時(shí)刻補(bǔ)充，而方法性的東西，特別是觀念性東西的學(xué)習(xí)，在成長(zhǎng)過(guò)程中時(shí)機(jī)的選擇，是非常重要的。
(三)強(qiáng)調(diào)理性思維和邏輯線索
物理學(xué)是一門(mén)成熟的精密科學(xué)，實(shí)驗(yàn)事實(shí)是它的基礎(chǔ)，邏輯關(guān)系構(gòu)成了它的理論結(jié)構(gòu)，兩者缺一不可。在高中階段，我們要在可能的程度上按它本來(lái)的面目展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生看到，這是人類三百多年來(lái)創(chuàng)造的一個(gè)有代表性的學(xué)科，它為我們奠定了現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們不能不負(fù)責(zé)任地給學(xué)生造成一種假象，好像科學(xué)是一些支離破碎、經(jīng)不起推敲的知識(shí)堆砌。
人的科學(xué)素質(zhì)表現(xiàn)之一是“說(shuō)話要有根據(jù)、說(shuō)話要合乎邏輯”。教科書(shū)力求一步一個(gè)腳印地走，事事不馬虎。凡是由于知識(shí)基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)條件等需要跳過(guò)的邏輯環(huán)節(jié)，教科書(shū)中都明確指出。這樣做的目的，是讓學(xué)生也養(yǎng)成這樣的習(xí)慣。
例如，關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度的方向問(wèn)題，本來(lái)可以只從小球在水平桌面運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力體驗(yàn)出發(fā)，得知做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力的方向，由此推斷一切做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度的方向。但是，這個(gè)思路是從個(gè)別實(shí)例得出一般性的規(guī)律，有以偏概全之嫌，得出的結(jié)論并不可靠。我們不應(yīng)該使學(xué)生在不經(jīng)意間形成這樣的思維習(xí)慣。為此，教科書(shū)利用加速度和矢量運(yùn)算的知識(shí)，在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度的方向，這樣得出的論斷才具有一般性。在這之后，根據(jù)牛頓第二定律得出的物體受力方向，也才具有一般性。
需要指出的是，第六章第六節(jié)是以“思考與討論”開(kāi)始的，請(qǐng)學(xué)生通過(guò)兩個(gè)實(shí)例的分析，思考做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向。盡管不能由此得出普遍的結(jié)論，但這樣的實(shí)例卻對(duì)問(wèn)題的答案給出了明確的提示，在進(jìn)行普遍性的討論中，它給我們指出了方向。因此這些實(shí)例不是可有可無(wú)的。這樣處理經(jīng)驗(yàn)與邏輯的關(guān)系，是科學(xué)方法的體現(xiàn)。在第二章第三節(jié)“勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系”中也有類似的處理。
對(duì)于許多將來(lái)不以科學(xué)技術(shù)為職業(yè)的學(xué)生，也許勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)將會(huì)忘記，但一次又一次這樣的邏輯訓(xùn)練將長(zhǎng)留心中，成為他們的潛意識(shí)和價(jià)值觀。學(xué)生將會(huì)思維有條理，看問(wèn)題不片面，善于認(rèn)識(shí)新事物。類似的教學(xué)設(shè)計(jì)，將對(duì)學(xué)生這樣思維習(xí)慣的形成起到積極作用。
應(yīng)該說(shuō)明的是，諸如勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向等問(wèn)題的討論，并不要求學(xué)生獨(dú)立地復(fù)述，更不要求用這樣的方法解決其他問(wèn)題。只要學(xué)生能跟下來(lái)，認(rèn)為說(shuō)得有理，編者的目的就初步達(dá)到了。這樣做，更多的是著眼于情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面的教育。經(jīng)歷過(guò)這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程與沒(méi)經(jīng)歷過(guò)是不一樣的，按教科書(shū)這樣學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)感到物理學(xué)是“說(shuō)理”的。
教科書(shū)堅(jiān)持用事實(shí)說(shuō)話。編者特別注意，一切概念、規(guī)律的得出都要有實(shí)際事物做根據(jù)，概念規(guī)律的引入都從生活、技術(shù)或?qū)嶒?yàn)中的實(shí)例出發(fā)。一切論述都要合乎邏輯，不出現(xiàn)似是而非的說(shuō)法，不與已有的認(rèn)識(shí)相矛盾。為此，這套教科書(shū)比較強(qiáng)調(diào)邏輯的線索。
(四)拓展科學(xué)精神的教育
教科書(shū)不止一處提到通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論需要“勇氣”，這是否鼓勵(lì)學(xué)生莽撞行事，而與我們提倡的科學(xué)精神不符呢?不，人類的知識(shí)不是通過(guò)演繹得來(lái)的，單純的演繹不能得到新的認(rèn)識(shí)。普遍性的規(guī)律也不是通過(guò)簡(jiǎn)單的歸納得來(lái)的。猜想與假設(shè)、對(duì)自然規(guī)律某些特征所持的信念，這些才是創(chuàng)造性思維中最活躍的因素。這是編者寫(xiě)下這些文字時(shí)的思想基礎(chǔ)。
例如，在實(shí)驗(yàn)研究物體的加速度與它受力的關(guān)系時(shí)，幾次實(shí)驗(yàn)的aF直線都不會(huì)完全經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，但會(huì)十分接近原點(diǎn)。當(dāng)然可以采用更精密的`實(shí)驗(yàn)手段，但那時(shí)我們對(duì)精確度的要求應(yīng)該更高，于是它還不會(huì)完美地經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。適當(dāng)?shù)臅r(shí)候就要敢于相信，真正的自然規(guī)律應(yīng)該是a∝F。在談到伽利略把沿斜面下滑物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外推到自由落體時(shí)，在把作用于行星與太陽(yáng)間的引力推廣到地球與月球、地球與地面物體，甚至推廣到任何物體之間時(shí)，以及在確定物體動(dòng)能的表達(dá)式時(shí)，教科書(shū)從思路到行文都做了類似的處理。
過(guò)去我們關(guān)于科學(xué)精神的教育主要是辛勤與嚴(yán)謹(jǐn)，這兩方面的確是不可缺少的，現(xiàn)在還要進(jìn)行這些教育。但是，如果僅僅是這些，那么對(duì)于任何形式的創(chuàng)新都是不夠的。因此，教科書(shū)做了上述努力，希望它在激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新活力方面起到積極的作用。這種活力不限于物理學(xué)的研究和學(xué)習(xí)，它會(huì)表現(xiàn)在學(xué)生未來(lái)生活的方方面面。
章前富有針對(duì)性的名人語(yǔ)錄都能畫(huà)龍點(diǎn)睛地在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面起到很好的教育作用。例如，第七章第四節(jié)學(xué)過(guò)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用后，適時(shí)引用的李政道關(guān)于物理規(guī)律普適性的話語(yǔ)，第七章第一節(jié)引用梁?jiǎn)⒊P(guān)于科學(xué)與藝術(shù)關(guān)系的見(jiàn)解，以及緒言“物理學(xué)與人類文明”引用的莊子的話，讀起來(lái)都會(huì)有震撼的感受。
四、為教學(xué)中的科學(xué)探究提供方便
《綱要》多次指出科學(xué)探究在教學(xué)中的重要性，《課程標(biāo)準(zhǔn)》則在“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”中明確規(guī)定了對(duì)科學(xué)探究的教學(xué)要求。[2](10)這套教科書(shū)在科學(xué)探究方面進(jìn)行了嘗試。
科學(xué)探究是一種精神，這套教科書(shū)從整體上說(shuō)是以探究的思路展開(kāi)的。探究式學(xué)習(xí)與接受式學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別，在于學(xué)習(xí)過(guò)程中后者的結(jié)論是已知的，或由教師、教科書(shū)直接告知的，而前者的結(jié)論是通過(guò)學(xué)生自己的活動(dòng)由自己獲得的。在這個(gè)思想指導(dǎo)下，書(shū)中課堂實(shí)驗(yàn)、演示，都不像過(guò)去的教科書(shū)那樣把現(xiàn)象甚至結(jié)論和盤(pán)端出，而是用啟發(fā)性的語(yǔ)言引導(dǎo)學(xué)生自己觀察、發(fā)現(xiàn)與思考，自己提出問(wèn)題并尋找問(wèn)題的答案。“思考與討論”“說(shuō)一說(shuō)”，以至全書(shū)的語(yǔ)言風(fēng)格都是為引導(dǎo)學(xué)生探索而確定的。
(一)體現(xiàn)科學(xué)探究方式的多樣化
高中物理教學(xué)中的科學(xué)探究不全是實(shí)驗(yàn)探究，這點(diǎn)需要明確。通過(guò)自己的探索，變未知為已知，這樣的教學(xué)活動(dòng)就是科學(xué)探究。它們與初中階段的實(shí)驗(yàn)探究具有相同的特征，但研究的手段不完全是實(shí)驗(yàn)或者完全沒(méi)有實(shí)驗(yàn)。
在這種思想指導(dǎo)下，編者安排了幾個(gè)典型的、沒(méi)有實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的科學(xué)探究。例如，第五章第五節(jié)“探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”，第六章第六節(jié)“探究向心加速度大小的表達(dá)式”，等等。
第五章第五節(jié)“探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”的主要目的并不是讓學(xué)生學(xué)習(xí)這個(gè)關(guān)系式，而是讓學(xué)生經(jīng)歷一次探究的過(guò)程。關(guān)于探究性學(xué)習(xí)，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)性的還是非實(shí)驗(yàn)性的，書(shū)上是否寫(xiě)出了結(jié)果，將來(lái)是否要求對(duì)結(jié)果的掌握，其教育意義是很不一樣的�！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》沒(méi)有提及彈性勢(shì)能的表達(dá)式，這套教科書(shū)對(duì)這個(gè)關(guān)系也不作要求，因此學(xué)生和教師都可以放下包袱，一心體驗(yàn)探究的過(guò)程，而不必過(guò)分擔(dān)心其結(jié)論。
有些實(shí)驗(yàn)探究性很強(qiáng)，這一點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)的標(biāo)題中都明確地標(biāo)示出來(lái)了。例如，第二章第一節(jié)“實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，第三章第四節(jié)的實(shí)驗(yàn)“探究求合力的方法”等。
探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是未知的，這樣就增加了實(shí)驗(yàn)的難度。編者對(duì)此進(jìn)行了研究，在適當(dāng)環(huán)節(jié)給出提示，幫助學(xué)生沿正確的方向前進(jìn)，但又不直接給出結(jié)論，以保持學(xué)習(xí)的探究性，例如第三章第四節(jié)實(shí)驗(yàn)“探究求合力的方法”等。對(duì)于不涉及實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng)，教科書(shū)也用提示的方法，既使學(xué)生能夠不太困難地走下去，又保持了教學(xué)內(nèi)容的探究性。
科學(xué)探究的活力在于每個(gè)具體的探究都與另一個(gè)不一樣，它不是僵死的教條，無(wú)論是科學(xué)研究中的探究還是科學(xué)課程中的探究都是這樣。因此，編者在教科書(shū)中不追求某種探究的“模式”，也沒(méi)有設(shè)立一個(gè)欄目叫做“探究”。如果這樣做，好象不是這個(gè)欄目的內(nèi)容就不是探究了。
(二)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式
應(yīng)該說(shuō)，這是本次課程改革的一大任務(wù)�！案淖儗W(xué)習(xí)方式”的核心是讓學(xué)生不做被動(dòng)的“受教育者”，而是做一個(gè)主動(dòng)的“探索者”。
教科書(shū)中的“思考與討論”欄目是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)中不要為了趕進(jìn)度而用一兩句話把結(jié)論告訴學(xué)生。例如，第一章第二節(jié)的“思考與討論”，要求學(xué)生從一個(gè)實(shí)例出發(fā)思考矢量相加的法則，這時(shí)學(xué)生不大可能說(shuō)出完整的平行四邊形定則。沒(méi)有關(guān)系，說(shuō)不出來(lái)也不要告訴他們，學(xué)生只要結(jié)合實(shí)例認(rèn)真考慮了，即使說(shuō)不出來(lái)，也一定會(huì)有某些領(lǐng)悟。在教科書(shū)的安排上，這時(shí)還不要求學(xué)習(xí)矢量相加的法則，這個(gè)法則要在以后接觸更多的矢量之后才正式學(xué)習(xí)，但這里的思考會(huì)埋下一顆種子，到適當(dāng)時(shí)刻就會(huì)萌發(fā)。
再如，第一章第五節(jié)圖1.53的“思考與討論”，教學(xué)目的是介紹圖象的傾斜程度與運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系，但這里不是由教師正面講述，而是從一個(gè)問(wèn)題出發(fā)，即從直線的傾斜程度出發(fā)進(jìn)行討論。這樣不僅促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，而且有利于學(xué)生形成勤于思考、勇于質(zhì)疑的習(xí)慣。
(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與概念、規(guī)律教學(xué)相融合
《課程標(biāo)準(zhǔn)》加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，體現(xiàn)之一是它把實(shí)驗(yàn)與其他教學(xué)內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起，而不再規(guī)定所謂的“必做”實(shí)驗(yàn)。例如《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解力的合成與分解”……凡是《課程標(biāo)準(zhǔn)》作出這樣要求的，教科書(shū)都安排了實(shí)驗(yàn)。
還有一點(diǎn)與過(guò)去的《教學(xué)大綱》不同：《課程標(biāo)準(zhǔn)》沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體做法、使用的器材等作出硬性的規(guī)定。這樣就可以使師生因地制宜地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，便于提出不同的實(shí)驗(yàn)方法，使師生更注重實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)思想，而不是背誦實(shí)驗(yàn)的器材、步驟等條文。鑒于課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寬泛性，這套教科書(shū)盡可能地對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)推薦不同的實(shí)驗(yàn)方案，供師生選擇，例如第六章第三節(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)等。
這套教科書(shū)中，節(jié)的標(biāo)題中有“實(shí)驗(yàn)”二字的，如“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，是全體學(xué)生都必須完成的。這些實(shí)驗(yàn)的規(guī)模比較大，而且多是定量的。節(jié)中的“實(shí)驗(yàn)”欄目，也是要求學(xué)生自己動(dòng)手做的，但多是定性的實(shí)驗(yàn)，可以做隨堂實(shí)驗(yàn)處理�！把菔尽睓谀恳彩菍�(shí)驗(yàn)，往往由于器材等原因，只能由教師做給學(xué)生看�！白鲆蛔觥睓谀恳彩菍�(shí)驗(yàn)，但大多屬于擴(kuò)展性內(nèi)容。
《綱要》指出：課程改革要“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合”。[1]用信息技術(shù)改造某些已有的實(shí)驗(yàn)、增加原來(lái)不能做的實(shí)驗(yàn)，這是課程時(shí)代性的體現(xiàn)之一，教科書(shū)要促進(jìn)這項(xiàng)工作。但是，由于發(fā)展不平衡，也由于我國(guó)在這方面還缺少經(jīng)驗(yàn)，所以不能搞“一刀切”。《課程標(biāo)準(zhǔn)》的提法是：“重視將信息技術(shù)應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)室……諸如通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等�！盵2](64)
遵照以上精神，教科書(shū)在“做一做”欄目中多次介紹了信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。例如，第二章第一節(jié)“用計(jì)算機(jī)繪制圖象”、第四章第五節(jié)“用傳感器研究作用力與反作用力的關(guān)系”等。
從全國(guó)范圍看，用信息技術(shù)改造某些已有實(shí)驗(yàn)的工作剛剛起步，各個(gè)廠家的產(chǎn)品型號(hào)、使用方法不盡相同。因此，教科書(shū)只介紹基本原理，不涉及具體的操作，主要目的是指出某某實(shí)驗(yàn)有應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的可能性，指出技術(shù)方向，而具體的實(shí)驗(yàn)安排還要教師結(jié)合具體情況進(jìn)行再創(chuàng)造。
五、加強(qiáng)選擇性和開(kāi)放性
教科書(shū)的“選擇性”是近年來(lái)議論比較多的，也是編者力求解決的。“選擇性”要在兩個(gè)層次上考慮。高中各科新課程的共同特點(diǎn)是它們的選擇性和模塊結(jié)構(gòu)。物理課的共同必修內(nèi)容只有兩個(gè)模塊、80課時(shí)。學(xué)完共同必修內(nèi)容后，學(xué)生就可以選學(xué)不同特點(diǎn)的物理，而在此之后更可以決定是否繼續(xù)學(xué)物理或?qū)W習(xí)哪種特點(diǎn)的物理。這些是在過(guò)去的《教學(xué)大綱》框架下所無(wú)法做到的。這種安排在根本上保證了選擇性的實(shí)現(xiàn)。
從另一個(gè)層次上考慮，在物理課程內(nèi)部，無(wú)論在必修模塊還是在選修模塊中，都有一些彈性教學(xué)內(nèi)容。例如，“說(shuō)一說(shuō)”“做一做”，它們不是每個(gè)學(xué)生一定要做、必須掌握的，學(xué)生和教師可以根據(jù)具體情況安排。
每?jī)?cè)書(shū)的后面都介紹了若干課外讀物，這也是過(guò)去的教科書(shū)所沒(méi)有的。學(xué)生們可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，以及所能找到圖書(shū)的多少，選擇閱讀。每?jī)?cè)書(shū)都有“課題研究”，不同學(xué)校、不同學(xué)生也可以按照自己的情況靈活安排。
教科書(shū)中設(shè)置了“說(shuō)一說(shuō)”“做一做”“課題研究”，這些欄目大多是開(kāi)放性的，并沒(méi)有確定的要求。例如第三章第一節(jié)，在學(xué)過(guò)電磁相互作用后，提出了“說(shuō)一說(shuō)”中的問(wèn)題：“既然質(zhì)子帶正電，原子核中的質(zhì)子應(yīng)該互相推斥，但它們卻緊緊地結(jié)合在一起，可能是什么原因?”學(xué)生會(huì)猜想，可能有一種更強(qiáng)大的力使它們結(jié)合在一起，這為強(qiáng)相互作用的引入做了鋪墊。但是也可能有的學(xué)生知道萬(wàn)有引力，因而認(rèn)為萬(wàn)有引力使核子結(jié)合在一起。這沒(méi)有關(guān)系，可以存疑，可以有模糊認(rèn)識(shí)，不斷學(xué)下去問(wèn)題就逐步解決了。存有這樣的疑問(wèn)反而會(huì)使后面的學(xué)習(xí)效果更好。又如第四章第五節(jié)，大力士與別人“掰腕子”的問(wèn)題，可能有多種不同的解釋，都會(huì)有道理。教師不要充當(dāng)裁判員，裁定誰(shuí)的解釋正確。生活中、科學(xué)中總會(huì)有一時(shí)不能解決的問(wèn)題，有的甚至一生都找不到滿意的答案，這樣我們才會(huì)有一個(gè)不斷提問(wèn)的心境，我們的認(rèn)識(shí)才能不斷前進(jìn)。
上面的例子是對(duì)學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)的開(kāi)放性。這套教科書(shū)還注意了學(xué)科的開(kāi)放性，即物理學(xué)盡管是成熟的科學(xué)，但它仍然不能為一切問(wèn)題找出答案，舊的問(wèn)題解決了，新的問(wèn)題又提出了。例如在物理2教科書(shū)的最后，關(guān)于時(shí)間和空間到底是什么、關(guān)于黑洞的探索，以及最后的問(wèn)題：“相對(duì)論和量子力學(xué)是哪一種更廣泛理論的特殊情形呢？我們現(xiàn)在還不知道……”其目的都不在于讓學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題有什么了解，而是讓學(xué)生感到，我們不會(huì)終極一切真理。
此外，實(shí)驗(yàn)提出了多個(gè)方案由學(xué)生依具體情況選擇，書(shū)后推薦課外讀物，等等，這些都是這套教科書(shū)為開(kāi)放性所做的努力。
總而言之，對(duì)于過(guò)程與方法，情感態(tài)度與價(jià)值觀的要求高了，勢(shì)必影響大容量知識(shí)的教學(xué)。而三維課程目標(biāo)是《綱要》和《課標(biāo)》所要求的，是這次課程改革的精髓。無(wú)論教科書(shū)編者還是教師、學(xué)生都要在落實(shí)三維課程目標(biāo)上面下工夫，這是必須付出的代價(jià)。在過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀方面多花費(fèi)了力量，留給解題操練的時(shí)間必然會(huì)少，這一點(diǎn)不必回避。有所得必有所失。關(guān)于這一點(diǎn)，《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》中的以下一段話很能說(shuō)明問(wèn)題：
“任何改革，包括現(xiàn)在進(jìn)行的基礎(chǔ)教育課程改革，都會(huì)以傳統(tǒng)意義上的某種質(zhì)量的“降低”為代價(jià)。五四運(yùn)動(dòng)是一次偉大的思想革命和文化革命。在提出‘科學(xué)’與‘民主’的同時(shí)，還提出了摒棄文言文、提倡白話文的主張。由此，我們今天六七十歲以下的人，要想寫(xiě)一篇文言文或者作一首古詩(shī)詞之類的東西，真是不像樣子了。會(huì)寫(xiě)文言文，會(huì)作古詩(shī)，會(huì)填古詞，當(dāng)然是一種優(yōu)點(diǎn)。但是我們因此而在中小學(xué)語(yǔ)文課上去大講‘詩(shī)詞格律’，大教青少年怎樣作古詩(shī)、寫(xiě)古文，豈不就是缺點(diǎn)性的優(yōu)點(diǎn)了嗎!”[3]
參考文獻(xiàn)：
�。�1］中華人民共和國(guó)教育部.基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行).2001.
�。�2］中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))［S］.北京：人民教育出版社，2003.
�。�3］廖伯琴，張大昌，等.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀［M］.武漢：湖北教育出版社，2004.
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