首页 -> 2006年第8期
新课程：还物理于生活
作者：王 晨 李昌宇
一、问题的提出：物理学习真的很难吗
“物理”一词源于希腊词语“Physics”，本意为自然哲学，其中研究物质的结构和性质为物，研究物质的运动和变化规律为理。于是说，物理学是研究物质内部的基本结构、物质之间的基本相互作用以及物质基本运动规律的科学，是定量研究自然规律的实验科学，一句话，是反映我们身边这个世界的科学。
自然界的神奇现象震撼人心，生活中的物理现象妙趣横生，物理概念的最初引入，恰恰是从我们身边熟悉的这些生活经验人手，由浅人深，循序渐进，应该说物理是一门有趣而又易学的科目。但是只要是开始学物理的人，很快就会有这样反映：物理抽象、物理难学、物理难。为什么会产生这样的情况?其中的原因也许是多方面的，但是使如此简单而又有趣的知识变得晦涩难懂，以至于学生一提起物理就会产生畏难甚至抵触情绪，作为教师确是应该深刻反思的。
二、物理学习困难的原因——物理知识和规律与实际生活经验脱节
我们在传授物理概念或规律时，常常会忽略这些知识和实际生活之间的关系。比如说，我们的学生通常可以熟练地背诵“动能”或是“动量”的概念，但他们却搞不懂为什么要学“动能”或者“动量”，因此他们很难将这些看上去似乎已经学得很明白的东西深刻理解，当然也就无法应用。反过来说，学生头脑中没有建立起光的直线传播的物理图景，投有建立起光线的正确形象，他们就很难理解和分析影子形成、小孔成像等许多具体的生活问题，这些都是由于知识与生活脱节造成的后果。这样反反复复构建起来的知识结构无疑就成了空中楼阁，在解决实际问题和进一步深入理解、拓宽知识体系时，就不能作为学生坚实的知识基础，在运用物理知识进行科学思维时，也就会产生一些思维障碍，出现各种各样的错误，诸如概念混乱、乱套公式、张冠李戴等现象，学生学习新的物理知识就会变得越来越困难，最终导致很多学生丧失学习物理的兴趣而放弃物理。从学生的感受出发，他们往往认为所学到的知识是无用的，而花费很大的精力学习这些无用的东西更是无趣的，物理是非常难学的。
我们往往在教学过程中忽略了这些问题。而这样做的结果，就像人对自然界的不合理开发一样，人类对自身的教育长期处于不合理的片面的开发状态，当然要遭到报复，甚至是非常严酷的报复，因此我们的学生对科学缺乏兴趣，对生活缺乏创造力。
三、问题的关键——教学理念未从根本上发生转变
如果说科学家从事科学研究的过程是发现科学规律、提出科学概念的原过程，那么课堂教学的过程就是科学知识的再生产过程，两者之间应该有着非常相似的认知规律。无论是科学概念还是规律都是对生活最本质的反映。回想一下我们学习物理的经历，我们学习物理知识的顺序是与人类探索科学的历史一致的，我们的学习过程是对物理发展历史和规律高度凝炼的过程，是重演人类曲折而丰富的科学探索的过程。学生通过学习，如果能够重温若干年前物理概念的形成、物理规律的发现、物理问题的解决等过程，不仅有助于学生更好地掌握概念和规律，还能近距离地体验物理大师们创造性的研究方法和实验以及科学的思维推理模式，从而受到启迪，激发起探索世界的无穷欲望。这对于学生来说，意义更加深远。因此，物理学习不仅仅是学习物理结果，物理过程本身更值得我们思考和探索。
但是我们在为学生引入物理定律时往往是直奔主题，给出物理概念的定义、与之相关的物理量、数学表达公式，然后就是淹没在结论和题目的海洋里，恰恰忽略了活生生的物理现象和过程。我们更加关心的是，学生是否记住了物理概念，是否能够正确运用物理公式，因为那是关系到一个学生物理成绩高低的大问题，而分数的高低往往作为评价标准来评估学生和老师的教学效果，久而久之，我们的教师从教学理念上就自然而然地形成了自己的观点：物理课程的学习更主要的是掌握基本概念和基本公式，然后就是做题、考试。而蕴含于那些概念、公式背后的最本质的东西都被忽略掉了。
四、问题的解决——还物理于生活
想想我们刚开始学习物理时的感觉。
最初的物理其实很简单、有趣，学生们所学习的知识大部分是生活常识。迈进物理世界的大门，就像是走进了一个魅力无穷的宝库。想一想彩虹和肥皂泡的颜色，热气球升天，暴风雨中的闪电及紧随其后的惊雷，液态水在某一温度时突然变为固态的冰，美丽的六角对称雪花，他们组成了一个多姿多彩的世界。学生们每天置身于千变万化的物理世界中，形成了许许多多的感性认识，这无疑为学生更好地学习物理打下了基础。我们只需要在教学过程中设置一些贴近生活的实验，唤起学生对身边熟悉的生活场景的回忆，继而和物理概念、物理规律建立起关系，使学生们在不知不觉中建立起物理概念、物理定律。比如：我们给学生第一次讲电荷、讲金属、讲绝缘体以及他们的微观机理，因为学生头脑中没有物质原子结构的初级模型，没有电子运动动态过程的正确图像，那么对于摩擦起电的理解、对于电的中和的理解、对于带正电与带负电的理解等等都会产生困难。课本上的论述是抽象的、是知识性的，而我们可以通过生活中的例子，用类比的方法帮助学生们比较容易地建立起一个物理模型当然比喻可能是不严密的，但是，对于初次接触微观粒子模型的学生却是有帮助的。我们把原子比喻成一个大家庭，它有属于自己的空间。这个家庭中的子女就是电子，父母就是原子核。金属中的原子核就是那些思想开通，放手让子女出去闯荡的父母；绝缘体中的原子核，就是那些思想保守，认为“父母在，不远游”的父母。所以金属中的电子，现在可能就在美国，而绝缘体中的电子，被永远束缚在家乡附近。而这样的类比对于学生们来讲是容易理解的。这不仅仅能够使学生学会物理知识，更能够使他们保持快乐的学习心态、高涨的学习兴趣。
牛顿从苹果落地发现引力定律，我们已经耳熟能详，实际上许多改变世界的规律都是从我们身边这样简单的生活场景中发现的。物理和生活和谐地融为一体，才符合学习的规律。
五、物理源于生活，但却高于生活
物理知识虽然来源于生活，但又不仅仅是形形色色的客观事物所表现出来的外在属性。物理学作为一个完美的知识体系是由基本的物理概念、物理公式以及严密的数学逻辑推导共同形成的。物理概念是对生活的高度抽象和概括，物理规律反映的是事物之间内在的本质联系。物理概念既然是从物理现象和事实中抽象出来的，教师在引导学生充分利用宝贵的感性经验学习物理知识时，更重要的是将这些表象问题进行深入、抽象的分析，帮助学生找出其中的物理本质和规律。形象思维在基础物理学习中起着极为重要的作用，但是如果学生对特定条件下的物理现象和过程，在头脑中不能建立起抽象的物理模型，那么他就没有真正学懂物理，当然也就更难把文字叙述的定理、数学表达的公式和现实过程联系起来，正确地进行分析、判断和推理了。打个比方说：牛顿看到了苹果从树上掉下来，毫无疑问许多人也都看到苹果从树上掉下来，但是创立了引力定律的只有牛顿。也就是说我们身边的生活经验仅仅是我们探寻事物客观规律的起因，只有那些能够对大量的生活现象进行归纳、推理，透过具体现象看到物质内部的本质、规律的，才能够提出物理概念、发现物理规律。如果仅仅是停留在苹果落地的表面现象上，那么我们现在很可能还处在伽利略的时代。
物理教育需要不断地对物理教学方法、物理教学观念进行深刻检讨。现代化的社会生活使越来越多的人更深切、更直接地感受到物理科学知识的重要性，而与此形成鲜明对照的是越来越多的人对物理学科敬而远之。是人们不喜欢物理科学知识吗?显然不是。多少年来，物理教育总是强调其科学、严密，把物理科学描述成独立于人的意志而存在的至高无上、神秘莫测的理沦，割断了物理与生活之间的联系。因而使得物理学科晦涩难懂，使人丧失了学习和探索物理世界的兴趣和勇气。正因为如此，物理新教材的教学突出其贴近学生生活，符合学生认知的特点，就是希望能够激发并保持学生的学习兴趣，体现“从生活走向物理、从物理走向社会”的理念。
(责任编辑孙晓雯)
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