一、物理學本身滲透著美學

愛因斯坦曾經(jīng)描述說，物理學是至善至美的科學，他還特別把物理的美歸納為“簡單、和諧、完善、統(tǒng)一”。

（一）物理學發(fā)展史是一部美學發(fā)展史。在物理學發(fā)展的過程中，物理學家們探索物理學規(guī)律，總是一方面體現(xiàn)出對美的熱烈追求，另一方面體現(xiàn)出他們精神上的種種美德。正是由于他們在美學思想指導下，通過不懈的努力，才能取得一個個重大成果得以推動了物理學的發(fā)展。哥白尼、開普勒是帶著強烈審美意識探索自然規(guī)律的先驅者。哥白尼與托勒密地心說的決裂，就是有其執(zhí)著追求美的因素，他深信完美的理論在數(shù)學上應該是“和諧與簡單”的。托勒密為了解釋天文觀測的現(xiàn)象，引入了許多“均輪”、“本輪”，使得天文理論既復雜又失洽。因此，在極端困難的條件下，哥白尼研究了三十多年，終于建立了不朽的日心說。后來，開普勒深切感受到日心說的美，不懈堅持幾十年的觀察，積累的大量的天文數(shù)字，提出行星運動的三定律來論述天體的運動是如此的簡單與和諧。物理學家根據(jù)世界的對稱性，通過預言、設想來推測未來事物的存在。“電可以生磁、磁可以生電”，法拉第經(jīng)過十幾年的不懈努力實現(xiàn)了由“磁生電”的夢想。牛頓追求規(guī)律的統(tǒng)一，是他發(fā)現(xiàn)“萬有引力定律”的關鍵，他把天上的力學和地上的力學統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理發(fā)展史上的第一次大綜合。每一位物理學家背后不知隱藏了多少可歌可泣、感人肺腑的故事。他們對自然科學美的追求，他們?yōu)檎胬韸^斗不息的精神之美，都是我們的榜樣，也是在教學中培養(yǎng)學生高尚品質的典范，可以啟迪學生的智慧，引發(fā)學習興趣，激勵他們成功的意志。

（二）物理學規(guī)律的美學特征：物理學“是一門研究自然規(guī)律與秩序的學科，它探索物質和諧地存在與運動的根源”。楊振寧在《美和理論物理》一文中提出物理理學具有“物理現(xiàn)象之美”“理論描述之美”“理論結構之美”。也有不少物理學家認為，物理學的美學特征主要表現(xiàn)為“多樣統(tǒng)一美”“和諧奇異美”“簡潔明快美”等。對物理學的種種美學評估，只是攝入角度或提法上的不同，本質上都是揭示科學真與科學美的辯證關系。科學美是科學對象美與科學表現(xiàn)美的統(tǒng)一。下面，簡析物理學所體現(xiàn)的簡單美、對稱美、和諧美。1、簡單美物理學揭示自然界物質的存在、組成、運動及其轉化等規(guī)律的簡單性而產(chǎn)生美感，稱為物理學的簡單美。物理學的簡單美主要體現(xiàn)在物理學的理論和方法上。物理學家巧妙地從復雜的真實世界中，把研究對象抽象出最簡單的物理模型，諸如質點、理想彈簧振子、理想單擺、理想氣體、點電荷、光線、薄透鏡等等，以這些優(yōu)美的理想模型概括出物質運動宇宙中紛亂的各種物體通過牛頓引入的質點概為一體，牛頓只用幾條簡單的定律就概括了物質世界紛繁的運動現(xiàn)象，麥克斯韋只用四個方程組就概括了復雜的電磁運動，量子力學理論使行蹤飄忽不定的微觀粒子眉目清晰等。這些都體現(xiàn)了物理學理論整體的簡潔美。物理理論的簡單美還體現(xiàn)在組成物理理論的物理概念和物理規(guī)律表達上，如“力是物體間的相互作用”、F=ma概括了牛頓運動第二定律等。還有在物理方法上如：理想化模型、理想化方法本身就是遵循簡單性原則。2、對稱美對稱現(xiàn)象是辯證法的生動體現(xiàn)，物理學揭示自然界物質的存在、構成、運動及其轉化等規(guī)律的對稱性而產(chǎn)生的美感，稱為物理學的對稱美。物理學的對稱美主要表現(xiàn)為時空對稱、數(shù)學對稱和抽象對稱。如杠桿的平衡、平面鐿成像、磁體的磁感線分布、電荷的正負、等量同種、異種電荷的電場線分布等表現(xiàn)了物質的直觀形象在空間上的對稱性；周期和頻率等體現(xiàn)出時間的對稱性；簡諧振動圖線、波動圖線的對稱性體現(xiàn)了數(shù)學圖形的對稱性。物理學還體現(xiàn)了抽象對稱性，即從一個概念、一個命題或一個理論中所反映出來的對稱性。較典型的例子是1905年愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論時，把伽利略的力學相對性原理作為基本假設，而在1916年創(chuàng)立廣義相對論時，把電磁理論中的洛侖茲不變性作為對稱性假設。正是這些抽象的對稱性思考，有助于解開宇宙密碼，推動物理學的進展。3、和諧美“和諧”是美學的一個重要法則。古希臘畢達哥拉斯學派認為，宇宙與數(shù)之間之所以美，是因為它們是和諧的。而物理學家認為，物質世界自身及物理理論的“統(tǒng)一”“對應”乃是宇宙和諧的反映。物理學龐大的知識體系，既遵循各自內在的規(guī)律，又相互聯(lián)系，構成一個統(tǒng)一體。例如，以運動定律和萬有引力定律的簡潔形式所表示的牛頓力學，把地上的力學與天上的力學統(tǒng)一了起來；優(yōu)秀的麥克斯韋方程把電、磁、光統(tǒng)一為電磁場理論；而作為近代物理支柱的愛因斯坦相對論，又把牛頓力學與麥克斯韋電磁場理論統(tǒng)一了起來。而三大守恒定律（物質、能量、動量）乃是物質世界和諧性最完美的體現(xiàn)。宇宙、地球、分子、原子、核與粒子，就象交響樂團的各種配器，演奏出物質運動的雄渾主旋律；力學、熱學、電磁學、原子物理學之間相互滲透，還與其他學科形成了許多交叉學科，其節(jié)奏、韻律體現(xiàn)了層次和諧美。

二、如何在物理教育中滲透美學

中學物理教育不是美學專業(yè)課，但是可以要求物理教師應注重美學的滲透，即由教師根據(jù)學生的審美心理特點，在物理教育全過程中處處創(chuàng)設美的情境。

1中學物理和大學物理的不同

1.1研究對象的不同對于研究對象，中學物理一般只討論自然現(xiàn)象中的簡單問題如一維問題，而大學物理討論的是二維、三維甚至多維等復雜問題。比如對于力學內容，中學力學只研究加速度為恒矢量的質點的運動學和動力學問題，而大學力學則還要研究加速度變化時的質點的運動學和動力學問題，中學力學只研究質點的運動問題，而大學物理力學還要研究剛體的運動學、動力學問題，從研究對象上看更廣更趨于一般化。中學物理僅對宏觀簡單特殊規(guī)律作一般性的認識和了解就夠了，而大學物理則要進一步研究物質運動的理論本質，要運用數(shù)理統(tǒng)計的方法得出自然界一般性的普適規(guī)律,更上升了一個理論的高度。

1.2研究方法的不同中學物理因研究對象簡單，數(shù)學知識基礎少，所以研究方法基本是歸納法，討論的規(guī)律基本上是從物理現(xiàn)象出發(fā)，通過簡單實驗總結出來的簡單規(guī)律，比如中學物理力學中得出動量定理、動能定理的時候都是實驗歸納法得出的，并且涉及的力基本是恒定的，只講恒力的沖量、恒力的功，平均沖力等，在電磁學中只介紹勻強磁場、勻強電場的規(guī)律等。而大學物理與自然實際就更接近了，要討論變力的沖量、變力所做的功、非均勻磁場、電場，而研究這些復雜問題所用工具主要是高等數(shù)學的微積分思想、矢量代數(shù)，通過數(shù)學推導演繹的方法結合物理概念得出物理規(guī)律，即大學物理講的規(guī)律比中學物理的規(guī)律又上升了一個理論的高度。

1.3教學內容和教學進度的不同從教學內容來講，中學物理量少，概念、原理、規(guī)律簡單，對物理基本概念和基本定律只有初步淺層的認識，而大學物理涉及的知識量大，概念、原理多且相對復雜，對物理基本規(guī)律和物理基本定律要求更多的是掌握其本質和內涵。從教學進度上講，中學物理講的較慢，每個概念，每個公式，每個原理教師會進行全面詳細講解，每一個知識點教師都會講透講精，講課重點放在解題技巧的應試訓練上，教師會給學生總結題型，歸納方法，并督促學生為了高考不斷學習，學生的學多是跟著教師按部就班。而大學物理教學內容量大，而教學時數(shù)非常有限，進度快，教師講課一般都只著重把握知識整體框架，講清思路，注重理論性、系統(tǒng)性，不象中學那樣講得精細全面。對于解題方法有總結歸納，但習題課的次數(shù)較少，學生運用所學知識解決問題的能力較弱，對習慣于被安排、缺乏學習主動性的中學生，就很難在短時間內適應大學教學過程。

1.4學生學習方法的不同中學生一般課前不預習，課后也很少翻閱知識輔導書,只要課堂上跟著老師聽課，課余時間除了完成老師布置的作業(yè)外，就是作大量的習題,實行題海戰(zhàn)術，重復熟練程度高，認為學好物理的標準就是多做題，解難題，學生自主接受新知識的能力較差，不善于提問題，對教師的依賴性較強。而大學生必須做到課前預習,帶著問題去聽課,課堂上抓住重點、難點，做好課堂筆記,課后要翻閱大量課外資料，對所學知識要融會貫通，及時復結，做的題目不在多,而在精，要學會自學，善于提出問題，要有比較強的學習主體意識。中學物理由于數(shù)學知識的欠缺，很多物理概念、規(guī)律都是直接給出，沒有經(jīng)過推導，這就決定了中學生接受物理知識的方式主要靠記憶，而大學由于有了高等數(shù)學、矢量代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計等工具，物理概念、物理規(guī)律大多可以做詳盡的推理，因而大學物理學習概念更注重概念的理解和掌握，物理過程的分析和論證。

2如何做好大學物理和中學物理教學的銜接

物理學是一門以實驗為基礎的學科,是進行理工類深入學習、從事應用型工作必備的知識結構,物理學習也是提高文科學生科學素養(yǎng)的重要途徑。物理學有其特殊的規(guī)律,如果入了門,就會越學越有意思。那么,怎樣才能使學生透徹理解,洞悉其中的趣味呢?這就要求教師與學生實現(xiàn)良好互動,對教學的各個環(huán)節(jié)進行精心設計。

一、互動式教學的前提:學生為主體的預習

課改以后的初中物理課本圖文并茂,生動有趣,與實際聯(lián)系緊密,強調了物理源于生活。所以,在課前預習時,對生活細心觀察是進行互動式教學的前提。

1.要求學生上新課之前先看課本預習,學生通過自學進行知識結構上的“熱身”。對于學生看書就能理解的物理知識,教師可以酌情不講或者少講,這樣,在課堂上就有充分的時間,可以突出重點,突破難點,有針對性地授課。

2.學生課前預習要力求仔細,教師對課前預習要做有針對性的輔導,每節(jié)課設置好下節(jié)課的預習問題,讓學生帶著問題預習,這樣才能達到預習的目的。例如,在學習吸放熱公式:Q=Cm△t時,可以讓學生在預習過程中歸納吸熱和放熱兩種情況下△t計算方法的不同。因為在這個公式中的各個量必須采用合適的單位,才能使等式成立。而在初中范圍內,公式Q=Cm△t對應著吸熱和放熱兩種變化,吸熱時△t=t2-t1,放熱時△t=t1-t2,t1是始溫度,t2是末溫度。學生往往會記混,一旦記錯了,溫度差就出現(xiàn)了負值,求出的熱量就是錯的。在這種情況下,以學生為主體的準備活動與教師預習輔導的互動就顯得尤為重要。

3.教師與學生為主體的互動當然不只局限于課本,還要指導學生多看一些課外書籍,多參加科普活動,將理論與實踐相結合,才能真正提高學生解決問題的能力。要鼓勵學生用已學到的物理知識來解釋生活中的物理現(xiàn)象,或者運用物理知識進行實際問題解決方案設計的互動。

作為高等院校理工農(nóng)科等專業(yè)必修的一門基礎理論課,大學物理對非物理類專業(yè)學生后續(xù)課程的學習和分析解決問題能力的提高都有很大幫助。通過中學物理的學習,大部分學生對大學物理課程中所要學習的一些物理概念和物理規(guī)律自認為很熟悉,往往會忽視這些概念內涵的理解,特別是相關物理規(guī)律的描述當從特殊到一般、均勻到非均勻情況下所采用的數(shù)學手段發(fā)生變化,使得許多學生感覺到大學物理的學習比較困難。另一方面,由于中學物理與大學物理在不同的教學環(huán)節(jié)中有一些區(qū)別,大學物理中會介紹當前高新技術領域中的基礎性物理原理,同時大力加強了現(xiàn)代物理學的重要觀念。而大一學生還無法從中學物理的學習慣性中解脫出來,會逐漸對大學物理的學習缺乏興趣。所以如何在新形勢下做好大學物理與中學物理教學的有效銜接,是目前大學物理教育工作者面對的一個迫切需要解決的問題。由于大部分概念較為抽象且涉及的數(shù)學物理方法較多,電磁學教學一直是大學物理教學中的一個難點。在多年的教學中發(fā)現(xiàn)大部分學生都覺得這部分學習起來感覺很難,概念容易混淆,并且學生自主分析問題、解決問題的能力較差,并對中學物理知識已形成固定思維模式。大學物理是中學物理的升華,隨著深度和難度的增加,如何實現(xiàn)讓學生從中學物理到大學物理的順利過渡,是新形勢下教育改革實踐的重要內容。文章主要基于目前大學物理和中學物理中電磁學部分的教學現(xiàn)狀出發(fā)對本部分知識點進行比較分析,以期對該部分知識點的教學銜接有所幫助。

1中學物理與大學物理電磁學部分的有效銜接

1.1電學部分的銜接

首先對于電場強度、電場強度的疊加和點電荷的電場等方面,大學物理更強調矢量的性質,并強調物質存在的兩種方式:“場”與“實物”的區(qū)別,及彌散性和疊加性。在傳統(tǒng)的中學物理的教材和講授中,對“場”的這兩個特性都是略微指出。只要有場源電荷,就會在空間激發(fā)電場,而場的分布與其他實物不同,它具有“無處不在”的彌散性和空間疊加性,而大多實物都是有形態(tài)有尺度并占用一定空間的物質,并在同一空間不能疊加。對該部分講解可以舉生活中的例子,比如現(xiàn)在通訊手段十分發(fā)達,可以通過手機在某一個固定位置能夠探測到眾多的wifi信號來說明“場”的彌散性和疊加性,比如同一個空間可以被無數(shù)的“場”同時占用,而不同的實物卻不能同時占用同一空間。這樣通過生活中的一些實例分析,讓學生更加清楚直觀地理解“場”的彌散性和疊加性這兩個特點。當然也可以證實場與實物一樣,也具有能量、動量和質量等重要性質。正是由于場的彌散性和疊加性這兩大特點,大學物理電磁學部分的學習中對于分均勻分布的電場的計算通常采用微積分的方法,因為對無窮多個小電荷元激發(fā)的電場的疊加就是積分。另一方面,電磁場作為與空間位置有關的矢量點函數(shù),在積分中要涉及到矢量的運算,這也是電磁場矢量疊加必然的數(shù)學工具。以電勢為例,下面詳細討論中學物理與大學物理中的異同。在中學教材中,電勢被定義為:如果在電場中選一個標準位置,那么電場中某點跟標準為止間的電勢差。電勢差跟高度差相似,被選作標準位置間的電勢為零。電勢和電勢差單位相同。由電勢的概念可知,電場中某點電勢在數(shù)值上等于單位正電荷由改點移動到標準位置(零電勢點)時,電場力做的功。電場中某點電勢的大小與電勢零點的選取有關。在大學物理中,對電勢有更加具體的表述。如果選取無窮遠處為電勢零點,空間中任一點P的電勢就等于:。由于電場力做功與路徑無關,對于空間中任意兩點P和Q,我們有，即,表示P、Q兩點間的電勢差等于P點的電勢減去Q點的電勢。在實際工作中常常以地面或者電器外殼的電勢為0,這樣各點的電勢值也將隨之改變,但是兩點之間的電勢差與參考點的選取無關。通過比較可知,大學物理對此概念的描述在定性引入的基礎上,定量給出了具體的計算公式。另外,對電動勢的講授上,中學教材只是從能量轉化的角度定義了電動勢是把其他形式的能(如化學能)轉化為電能的本領;大學物理在能量轉化的基礎上,又引入了“非靜電力”等概念來揭示電動勢的本質:把單位正電荷從負極通過電源內部移動到正極時非靜電力做的功,并給出了具體的數(shù)學表達式。

1.2磁學部分的銜接

首先,對于電流磁場的理論知識,中學物理教材定性地描述了電流產(chǎn)生的磁場以及判定磁場方向的一個重要方法,即右手定則(或者叫安培定則):用右手握住導線(或螺旋管),讓伸直的拇指(或彎曲的四指)的方向與電流的方向一致,彎曲的四指(或伸直的拇指)所指的就是磁感線的環(huán)繞方向(螺旋管內部磁感線的方向)。通過上述方法可以很容易判定直線電流和通電螺旋管(包括環(huán)形電流)產(chǎn)生的磁場。大學物理教材中首先列舉了幾種典型的磁現(xiàn)象,如奧斯特實驗、磁鐵對載流導線的作用等。然后引入磁感應強度以及磁通量的概念,對于任意形狀的載流導線在給定點所產(chǎn)生的磁感應強度,可以看作是導線上各個電流元在該點產(chǎn)生的磁感應強度的疊加。可以通過畢奧-薩伐爾(后面簡稱“畢薩”)定律定量計算出任意形狀的載流導線在給定點產(chǎn)生的磁場大小和方向。當然,用畢薩定律判斷載流導線在空間某點產(chǎn)生的磁場方向與中學教材中講述的根據(jù)安培定則判斷方向的結論是一致的,只不過用了矢量的數(shù)學運算。其次,在磁場對通電導線的作用的闡述方面,中學物理教材只能計算電流方向與磁場方向垂直的直導線在勻強磁場中所受安培力的大小,并用左手定則判斷其方向;大學物理教材可以根據(jù)安培定律計算磁場對任意形狀載流導線的作用力(通常叫安培力),并用矢量叉積法或者右螺旋法則判斷其方向。并且大學物理中還可以計算無限長兩平行載流直導線間的相互作用力以及磁場對載流線圈的作用力。另外,中學教材從基本的電磁感應現(xiàn)象入手,通過載流導線在磁場中的受力,先定義這種力叫作“安培力”,再詳細研究影響安培力大小的因素,寫成公式即:B=F/IL。而在大學物理教材中,可以分別從運動電荷在磁場中的受力和安培定律的基礎上對磁感應強度進行定義。中學教材中并沒有體現(xiàn)磁感應強度的方向與安培力的方向的關系,因為高中生沒有學過微元法,用一小段通電導線檢測物體所受的安培力,這樣的實驗演示比較形象直觀。但測得的磁感應強度是一小段通電導線在一定范圍內的平均值,并不適用于非勻強磁場。大學物理教材中磁感應強度的定義與畢薩定律和安培定律相對應,但在實際上不可能得到單獨的電流元,所以沒有辦法用實驗直接確定兩個電流元之間的相互作用,只能從閉合載流回路的實驗中間接地反推出來結果。最后,在對電磁感應的學習上,中學物理教材首先是通過一些基本的電磁感應現(xiàn)象來研究電磁感應的產(chǎn)生條件,即只要閉合回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化,回路中就一定有感應電流產(chǎn)生,另外感應電流的方向可以由楞次定律判斷。在中學物理的課堂教學中,應該引導學生通過積極思考和查閱相關資料來主動地獲得電磁感應相關的背景知識,要讓學生自己深刻體會到這一理論是以法拉第為代表的一批科學家通過很多年的探索才發(fā)現(xiàn)的。相比較而言,大學物理教材更強調對法拉第電磁感應定律中動生電動勢和感生電動勢的理解,即磁通量變化的兩種原因上。對于這兩部分的講述重點應該放在感生電場和洛倫茲力這兩點上,它們起到一個承前啟后的銜接作用:前者為學習電磁波做準備,后者可看作對前面知識的復習和鞏固。

當今科學技術正在迅速發(fā)展，知識經(jīng)濟已初見端倪，世界各國之間的競爭也日趨激烈，為此，各國對教育的改革與發(fā)展都給予了極大的關注．誰掌握了21世紀的教育，誰就在未來的信息社會及國際競爭中取得主動權．面對新形勢，實施素質教育，尤其是物理教學現(xiàn)代化已成了時代的要求．與這種現(xiàn)代化要求相伴隨的是中學物理教師必須把握物理學前沿的脈搏．為了能與物理學前沿接軌，中學物理教師該怎么辦呢?本文就這一問題談一點淺見．

一、中學物理教師應更新教育思想，樹立全新的教育理念

目前，全國各地正在進行著轟轟烈烈的教育改革，即從傳統(tǒng)的應試教育轉變到素質教育上來，但這種改革的步伐緩慢，實質性的進展不明顯，究其原因是多方面的，但教育思想嚴重滯后，對于傳統(tǒng)的教育觀念、教學內容、教學手段、教學方法偏愛至深，形成了一種強大的傳統(tǒng)慣性，以至難以轉向，不能不說是主要的原因之一．目前世界各國的理科教育，特別是物理教育，明顯的特征是：從強調知識內容向獲取知識的科學過程轉變；從強調單純積累知識向探求知識轉變；從強調單科教學向注重不同學科相互滲透轉變．相比之下，我國的中學物理教學忽視科學歸納，忽視發(fā)散思維、形象思維和創(chuàng)造性的直覺思維，忽視主動獲得信息與信息交流的訓練，忽視學生獨立學習與思考的訓練，忽視開發(fā)學生非智力因素的訓練．這些弊端由來已久．

我國中學物理教學傳統(tǒng)的講課風格是細嚼慢咽式的，教師把知識組織得井井有條，滴水不漏，對課程內容的每一個細節(jié)都作詳盡的解說，對學生可能出現(xiàn)的問題一一予以告誡，久而久之，學生養(yǎng)成了唯書、唯師的學習習慣，缺乏創(chuàng)造的熱情和競爭的態(tài)勢．同樣，我國的中學物理教師長期在統(tǒng)一的教學大綱，統(tǒng)一的教材，統(tǒng)一的考綱，統(tǒng)一的考試下，已習慣于把自己的思想和興趣局限于這統(tǒng)一的框架內．教師的創(chuàng)造性逐漸地被磨滅，多數(shù)教師不敢輕易地將有爭議的尚未定論的或正處于發(fā)展之中的科技新成就，科學新思想介紹給學生，將物理學的前沿知識排斥于教育之外．在這樣的物理教育思想指導下，只讓中學生了解物理學的昨天，而不懂得重要的是應讓中學生知道物理學的今天，更不會讓他們去探索物理學的明天．出現(xiàn)這一系列現(xiàn)象的根源是陳舊的教育觀念．教育部長陳至立最近強調：必須轉變教育只為分數(shù)服務的目標觀，樹立教育為提高人民素質，為社會主義現(xiàn)代化服務的目標觀．我們的中學物理教學一定要給學生日后接受各種新觀念、新思想作好鋪墊，而不能將中學物理講得太“絕對”，太“確定”，太“線性”．應當讓中學生體驗到物理學是一門發(fā)展中的科學，是現(xiàn)代前沿科學中最為激勵人心的學科之一．這就要求我們每個中學物理教師不盲從權威，不迷信教條，敢于大膽想象，大膽創(chuàng)新．同時，我們必須要對物理學現(xiàn)代進展的各個前沿領域，如超導技術、同步輻射、遙感技術、核磁共振、可燃冰、新材料、納米技術等，有一概括的清晰的了解．中學物理教師應樹立全新的教育理念．

二、中學物理教師應補充新知識，提高自身的文化素養(yǎng)

由于歷史的原因，目前絕大多數(shù)的中學物理教師是狹窄的專業(yè)模式中培養(yǎng)出來的，教師在大學時代學習的知識很多已經(jīng)陳舊、過時，如果試圖靠吃老本，那是絕對行不通的．現(xiàn)代社會青少年學生的知識信息來源非常廣泛，各種渠道的信息擴大了學生的知識面，但也給他們帶來了各種新問題，他們希望從教師那里找到正確答案．“要想給學生一杯水，教師就得有一桶水”．當今學生這個“杯子”越來越大了，如果教師還靠自己桶里原來那么點水，怎么能夠學生舀的呢?更重要的是，我們應有一桶流動的水，常言說，流水不腐，即我們的知識應該吐故納新，使我們具有一桶永遠是新鮮、富有營養(yǎng)、受學生歡迎的高質量的水．

【摘要】當前CAI課件在物理教學中主要運用于輔助演示、技能操練、實驗模擬等，文章主要分析了演示型CAI在中學物理教學中的必要性，提出了在中學物理教學中合理有效地使用演示型CAI課件的優(yōu)化原則。

【關鍵詞】多媒體信息；CAI；優(yōu)化設計

物理學是以實驗為基礎的自然科學，它的理論、規(guī)律的建立和發(fā)現(xiàn)都離不開實驗，并且要不斷地受到實驗的檢驗。因此在傳統(tǒng)教學中，學生在課堂上邊看演示實驗邊聽講是比較常見的一種教學形式。教師普遍認為演示實驗可以使復雜的概念、規(guī)律形象直觀化，便于重點、難點的學習，還可以節(jié)約課時，活躍課堂，啟發(fā)引導學生積極思維，引起學習興趣。可是實際教學中由于實驗儀器的限制以及教師操作能力等問題，有的演示實驗教學效果并不理想，但是隨著計算機以及網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，CAI的介入，這種現(xiàn)象有所改觀。

一、演示型CAI在中學物理教學中的運用

物理學作為以實驗為基礎的學科，在教學中需要用大量的演示實驗來向學生傳遞直觀知識，但由于時空、環(huán)境的限制，有許多演示實驗在課堂上利用傳統(tǒng)的教學媒體和教學方法進行教學時效果不理想或難以實現(xiàn)，這就需要演示型CAI來進行教學，以達到優(yōu)化教學效果。通常主要用于以下幾類演示實驗：

1．定理、規(guī)律的推導實驗。定理、規(guī)律是物理學中最重要的一部分學習內容，他們絕大多數(shù)都是在“理想狀態(tài)”（真空、光滑無摩擦等）下推導出來的。這在傳統(tǒng)課堂教學中是難以實現(xiàn)的，教師在進行演示實驗時，實驗過程以及實驗結果不可避免的會與定理規(guī)律有所偏差，容易使學生造成誤解，影響教學效果。而借助多媒體技術運用演示實驗CAI課件制作就可以很容易的模擬出“理想狀態(tài)”，使實驗過程以及實驗結果與定理規(guī)律很好的吻合，避免了實驗誤差對學生學習效果的影響，使其更清晰準確的接受、理解，達到良好的教學效果。

摘要：文章以基于學生核心素養(yǎng)的中學物理深度教學為研究對象，首先對中學物理核心素養(yǎng)內涵進行了討論分析，隨后論述了基于物理核心素養(yǎng)的深度教學原則，最后圍繞基于核心素養(yǎng)的中學物理深度教學開展，提出了一些針對性教學策略，以供參考。

關鍵詞：中學物理；核心素養(yǎng)；教學策略

一、中學物理核心素養(yǎng)內涵

1．物理觀念。所謂物理觀念，簡單來說就是引導學生結合具體的物理現(xiàn)象，從物理科學視角出發(fā)，提出的一種與我們現(xiàn)實生活經(jīng)驗相關，且有一定邏輯的聯(lián)系的一種觀念。同時也要求這一觀念還能夠進行客觀的檢驗。在實際開展物理教學過程中，通過進行物理觀念這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，就是引導學生利用所學物理知識，去解釋自然現(xiàn)象與解決實際問題［1］。并在上述過程中，逐步實現(xiàn)物理觀念的培養(yǎng)，此時學生也自然而然地具備了物理自然觀。2．科學思維。物理學科的研究對象通常是復雜多變的，因此需要學生在研究過程中，掌握一定的研究方法，形成科學研究思維。在上述過程中，要求學生不僅能夠進行物理知識的應用，還能夠結合實踐，通過理論與實證相結合，針對物理研究對象，能夠運用語言清晰表達出自身所支持的理論，并懂得運用一些證據(jù)來支持它，完整地表述自己的思考過程?？茖W思維的最高階段是質疑創(chuàng)新，即學生不僅能夠表達自己的思維，還能夠進行批判性分析與創(chuàng)造，這是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要成分。要求學生能夠在物理學習時學會舉一反三，面對新的問題情境或者具有挑戰(zhàn)性的學習任務時，能夠積極進行探索，敢于反思與質疑，并在這一過程中提出一些新穎的、有價值的、有創(chuàng)造性想法，并將其付諸實踐，順利將科學思維轉化為自己的素養(yǎng)能力。3．科學探究?？茖W探究作為一種能力素養(yǎng)，要求學生在觀察分析基礎上，圍繞提出的物理問題，提出一些猜想與假設，并以此為依據(jù)，做好實驗的設計與實驗方案的實施，并根據(jù)最終的實驗結果分析解讀，來驗證自己的結論，并對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思。與此同時，我們還應認識到，科學探究通常與現(xiàn)實生活有著緊密地聯(lián)系，在實際引導學生進行科學探究時，注重聯(lián)系生活實際，更有利于激發(fā)學生的探究熱情，提高學生的探究學習效果。當然在這一過程中，引導學生進行合理質疑，保證問題提出的科學性也非常重要，問題既是科學探究的開始，同時也是科學探究的靈魂，最后再將科學探究落實到實際，引發(fā)學生反思與思考。4．科學態(tài)度與責任。所謂的科學態(tài)度與責任，就是要求學生在物理學科學習過程中，能夠深刻認識科學本質，并在此基礎上，把握學科背后存在的科學技術發(fā)展與社會自然環(huán)境發(fā)展的關系。最終形成運用學科知識探索自然的內在動力，同時形成嚴謹務實的科學態(tài)度以及遵守道德規(guī)范、保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責任感。

二、基于物理核心素養(yǎng)的深度教學原則分析

1．啟發(fā)性原則。以物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為基礎，開展深度教學，理應重在“引導”，而不在“灌輸”，這是展現(xiàn)物理學科教學深度的重要前提，在教學中，應嚴格遵循“道而弗牽，強而弗抑，開而弗答”的原則，通過科學合理地進行問題設計，或者結合實際物理教學內容進行教學問題情境的創(chuàng)設，引導啟發(fā)學生進行主動學習思考，并利用所學知識進行問題深度探究，最終形成自己的觀點看法。如此一來，既能夠展現(xiàn)教學的深度，又能夠實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。2．生活化原則。物理學科知識從來都不是高高在上的知識，而是起源于生活中各種各樣的物理現(xiàn)象，可以說物理學科在最初形成時便源自生活。因此在基于核心素養(yǎng)的物理深度教學方面還應遵循生活化原則，需要教師在這一過程中，注重引導學生聯(lián)系生活實際，要關注與物理相關的生活現(xiàn)象，將生活現(xiàn)象帶入物理課堂進行研究，或者將物理知識帶入現(xiàn)實生活中，用于解釋現(xiàn)實生活中的一些物理現(xiàn)象。通過將物理知識教學與現(xiàn)實生活實際聯(lián)系在一起，不僅有利于激發(fā)學生的物理學習興趣，還能夠減輕學生對物理知識的陌生感，也能培養(yǎng)學生對物理科學和技術應有的態(tài)度和責任感，充分體現(xiàn)“物理源于生活、寓于生活、用于生活”。3．建構性原則。物理學生核心素養(yǎng)能力需要一個長期的培養(yǎng)過程，因此在實際開展深度教學時，需要教師遵循建構性原則，引導學生在教學過程中逐步完成知識能力素養(yǎng)的構建，而不是直接的灌輸、存儲。在這一過程中，需要教師引導學生結合已有知識經(jīng)驗來對新的問題進行分析思考，檢驗和批判新知識，最終對新知識意義進行建構與整合，慢慢地轉化為自己的能力，在更好的彰顯深度教學的同時，還能夠實現(xiàn)學生物理學科核心素養(yǎng)能力建構與培養(yǎng)［2］。

一、設立合理的探究目標

在前面的基礎上讓大家通過實驗探究來發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡原理。學生在有效參與教學的過程中，不僅增強了自己學習中學物理的興趣，活躍了課堂氣氛，而且也驅使學生愉快地完成學習任務。在聯(lián)系生活的過程中，學生積極思考，熱情交流，說說自己的見解、聽聽別人的意見，不但認識了自己過去沒有注意的杠桿，而且在合作中體驗了中學物理課程的學習趣味，感受到了信息共享的快樂。這些都合理的教學目標設置后收獲的教學成效，這也是探究式教學的一種很好的體現(xiàn)。

二、選取合適的探究內容

探究內容的選取對于探究式教學同樣有著很重要的影響，在這一點上教師也應當有積極地改善與革新。很多教師在教學內容的選取上都不夠靈活，通常會依照課本的編排給學生們安排教學內容。這種形式的課堂教學不僅會十分乏味，這種照本宣科的教學方式很難激發(fā)學生的學習興趣，更無法對于學生的探究能力進行培養(yǎng)與鍛煉。教師應當結合教學素材的特征靈活選取教學內容，可以將生活實例、實驗過程等充分融入課堂教學中。這不僅能夠極大的活躍學生的思維，也能夠讓大家在積極的探究中深化對于教學知識點的理解與體會。在學習“密度”這個中學物理量時，我組織設計了如下教學過程。密度是中學物理的一個重要知識內容，在密度概念形成的教學中，可以用實驗探究的方法展開教學。首先可以組織學生先通過測量比較不同體積的同一種物質的質量是否相同，再通過測量比較相同體積的不同物質的質量是否相同，由此引導學生分析得出相同物質的質量與體積的比值是個定值，而不同物質的這個比值一般不同，從而引入密度的概念。這樣不僅讓學生知道了密度是表示物質特性的中學物理量，而且還讓學生在不知不覺中掌握了用比值定義中學物理量的方法，提高了學生的思維能力。教學內容的選取以及教學過程的安排不僅是課堂教學的主體部分，合理的安排與設置也能夠更好地幫助探究式教學發(fā)揮其積極的教學輔助作用。

三、布置創(chuàng)新的探究作業(yè)

探究式教學并不僅僅局限于課堂上，課后作業(yè)是一個很好的探究方式，教師應當借助創(chuàng)新的作業(yè)形式來進一步深化對于學生探究能力的培養(yǎng)與鍛煉。很多教師的作業(yè)布置方式仍然十分陳舊，那些枯燥乏味的計算、問答題不僅絲毫無法吸引學生的學習興趣，這些作業(yè)形式也很難對于學生的思維有所鍛煉。教師布置的作業(yè)要更為靈活多樣，創(chuàng)新的作業(yè)往往能夠更好地培養(yǎng)學生的探究能力。例如，在講完“杠桿”后，我給學生們設計了如下作業(yè):

【摘要】在中學物理教學過程中，習題課教學模式是習題課教學的核心環(huán)節(jié)，它貫穿于整個物理教學的始終。在課堂上它是鞏固和加深學生對課程知識學習的理解和應用。激發(fā)學生思考，總結學習經(jīng)驗，同時也是教師檢驗學生學習情況的重要途徑和改進教學策略的方法。因此在信息時代背景下習題課教學模式必須牢牢把握教育發(fā)展規(guī)律和學生成長規(guī)律，解決學生在習題課上出現(xiàn)的相關問題。

【關鍵詞】信息時代；中學物理；習題課教學模式；研究

1引言

在信息時代背景下強調學生在接受物理教學過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化后把理論知識轉變?yōu)閷嵺`操作。這也就是在信息時代下學生作為主體，培養(yǎng)學生學會學習，學會運用網(wǎng)絡收集資料解決實際問題，激發(fā)學生思考、創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。因此要上好習題課，我們應該從以下幾個方面入手。

2改變傳統(tǒng)教學風格“化牽為引”

在傳統(tǒng)教學中，老師為節(jié)約時間，方便起見對于習題課總是直接運用多媒體幫學生刷題講題，盡可能的把自己畢生所學知識和解題技巧通通傳授給學生。雖然老師初衷是好的，但在整個教學過程中卻忽視了以學生為中心，教師起主導作用。導致學生對老師產(chǎn)生很嚴重的依賴性，他們的思維也會受到局限，對待解題只會死搬硬套，缺少自己的思維分析能力，正所謂葡萄酸甜只有自己嘗了才知道。所以老師在習題課上更應該更新觀念和改善教學方法，放手讓學生自己動手練習并鼓勵學生積極主動做題。運用啟發(fā)式教學，慢慢引導使其懂得運用知識去解決實際問題，而不僅僅只是追求問題的答案。

【摘要】物理是一門研究物質、能量、空間、時間等的性質和規(guī)律的自然科學，中學物理學習對學生思維能力、分析能力、探索精神、實驗精神等的培養(yǎng)大有裨益。在物理教學中包含了大量的概念、原理、計算方法等知識點，學生要努力學習和練量的習題才能掌握，在此過程中會出現(xiàn)各種各樣的錯誤，教師只有采取科學方法進行糾錯并給予針對性指導，才能保證學生的物理學習質量。因此，研究中學物理教學中的“糾錯”藝術對教學的健康發(fā)展有重要意義。

【關鍵詞】中學物理；物理教學；錯誤原因；“糾錯”藝術

中學物理的內容更加復雜，難度也更大，學生在學習或習題練習中經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的錯誤和偏差，在這種情況下，科學及時地糾錯就顯得格外重要，通過糾錯可以培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)、分析、總結和解決問題的能力，同時在糾錯過程中學生可以更加深入地理解和鞏固相關知識點，從錯誤中吸取經(jīng)驗和教訓，提升學生的物理學習質量。教師在對學生進行糾錯時，要結合學生所犯的各種錯誤，加強原因分析，然后有針對性地提出糾錯教學策略，促進學生物理學習成績和學科素養(yǎng)循序漸進地提升。

一、物理教學中錯誤出現(xiàn)的原因分析

（一）學生對物理概念理解不夠透徹

在中學物理學習中，概念是學習和理解一切物理知識的基礎和核心，只有充分深入地理解概念含義，掌握概念用法，才能在應用中得心應手，不出現(xiàn)錯誤，在物理日常教學中，發(fā)現(xiàn)學生有很多概念性錯誤重復出現(xiàn)，是因為對概念理解不夠透徹，對概念的應用不熟練。學生要花費大量時間去持續(xù)修改和重復練習，不僅影響了學習效果，還影響了物理教學的效率。中學物理中有很多概念學生理解起來存在困難，造成解題中出現(xiàn)錯誤，例如，在學習摩擦力時，很多學生對摩擦力的定義理解不夠透徹，因此容易在判斷摩擦力的有無時出現(xiàn)錯誤，同時還會對滑動摩擦力與靜摩擦力的區(qū)別判定存在困難，由此影響學生的物理學習效果。