浅议高中物理内容的更新

2022-03-31 08:32:26 | 浏览次数:

20世纪以来,新科学技术以前所未有的速度出现。为了使高中毕业生具有更高的科学素质,以适应下一世纪技术化社会的生活,高级中学的科学课程设置必须调整,教学内容必须更新。由于教育作为一种社会活动具有巨大的惯性,这种变更应该是逐步的、渐进的,课程的调整更是这样,因此本文只在物理课程的框架之内谈一谈教学内容更新的问题。

一、必要性

物理学是研究物质结构和运动规律的一门科学,在几门基础科学中,它的研究对象最基本,研究方法也相当成熟。近年来的所有新兴学科,无一不是大量利用了物理学的研究成果和研究方法。至于新技术成果,从整体说来,物理学的含量也是最高的。因此,在高中的科学教育中,为了体现新科学技术的发展,物理课程要承载很大负荷。一方面,物理课程要增加新的内容,另一方面,人的大脑,作为智力发展的物质基础,其生理结构不会在短期内有明显的进化,同时,学生在校学习的时间也不可能过长。这些条件要求我们必须放弃一些传统教学内容,并下决心采取有力措施降低另一些传统内容的教学要求。

二、原则

放弃什么?增加什么?放弃陈旧的、用处较小的内容,增加较新的、用处较大的内容。

三、建议

(一)大幅度降低力学所占的比重

力学知识是学习物理学的基础,也有许多实际应用,在高中物理中占有重要地位是应当的。但是,目前的问题是比重过大,影响了其他物理知识的教学。和物理学的其他分支相比,力学是一种唯象的理论,是上面所说的较浅层次的知识。在科学技术飞速发展的今天,力学占这样大的比重是一种畸形。

(二)加强波动的教学

关于波的知识,无论对于实际应用,还是对于继续学习,以及对于丰富多彩的物质世界的认识,都是非常必要的。我国高中物理的教学内容不能反映这种形势。

偏振是波动中的重要现象,有很多实际应用,中学各科的动感投影片就用到了偏振的知识。偏振现象不难理解,也很有趣,应该成为高中物理的教学内容。

(三)削弱几何光学,删去透镜成像的作图和公式

与物理光学相比,几何光学是层次较低的唯象理论,应该削弱。

(四)削弱气体定律,加强统计方法的教学,引入熵的概念

气体定律是实验定律,与气体的动力学理论相比只能解决“是什么”的问题,目前教学中占用了较多的时间,并引发了不少难题,应该从简。

统计方法是近代物理学中一个至关重要的方法,广泛应用于多种学科,同时也是研究社会现象的重要工具。与统计方法相关的是熵的概念。熵的引入为指明实际过程的发展方向铺平了道路。现在许多社会科学的书籍和科普书籍都在讲熵,作为具有较高科学素质的公民,高中毕业生对熵有个科学的认识,是十分必要的。

加强统计方法的教学,对于培养学生正确的思想方法,学会全面地看问题,都是有好处的,它的影响会远远超出物理课程本身。

(五)削弱电路的知识

初中学过的欧姆定律对于定性和定量地解决日常生活中的电路问题已经够用了。这样高中物理中有关电路的教学内容就可以大大简化。目前高中物理关于电路的某些处理方法是相当“笨拙”的。

四、几个值得认识的问题

(一)对于“增加新科技内容”的认识

近年来在中学科学课程中增加新科技内容的呼声很高,要求把诸如超导、半导体、光纤通信、VCD原理、粒子物理等内容较多地放到中学物理中来,持批评态度的人更是说这种变革的力度不够。依笔者的观点,在讲到导体、全反射、激光时应当讲一讲这引起内容有好处,但是决不可以喧宾夺主。

(二)数学的运用

目前有些教师用“物理教学数学化”来批评中学物理教学。其实过错不在于应用数学的多少,而是有些教师把注意力过多地放在计算上,对物理过程缺乏深入的分析。物理思想虽然是十分重要的,但是,物理思想的体现包括两方面,一靠实验技巧,二靠数学技巧,它们是物理学借以发展的两翼。如果不注意培养应用数学解决物理问题的能力,加上已经很低的实验能力,我们的学生岂不成了眼高手低的空谈家。

(三)关于学生实验

物理课中的学生实验,目的是通过实验培养学生探索知识、验证知识的能力。其主要特征是所得能力的可迁移性。中学物理学生实验中的电学实验大多符合这种要求。例如,用伏安法测电阻、测电源的电动势和内阻等,学生以后不仅可用同样的方法去测未知的电阻和电源,而且,通过实验学到的仪表的使用、电路的连接与检查、数据的处理等技能,在其他生产、科研甚至日常生活中需要进行电学测量时都是很有用的。

五、激发物理教育的活力

在中学物理教育界,从教学大纲的草拟和审定、教材的编写,直至教研和教学实践,都是在一个封闭的圈子里进行的,这个圈子里的人主要是中学教师,以及大学基础课的教师。从整体说来,这个圈子和工程技术人员及工作在前沿的物理学家交流甚少。这些人以物理教学为职业,难免给自己的工作打上“为教而教”的印记。物理学的两大课题──应用与发展难以充分体现。陈旧、脱离实际、学科中心、片面追求严格性与完整性等不同程度的问题都和圈子的封闭性有关。笔者热切盼望教育行政机关能够认识这个问题的重要性,首先从中学物理教育的决策层入手,恰当确定人员结构,吸收关心中学教育的工程技术人员和前沿的物理学家,让使用物理学和发展物理学的人有更多的发言权。这是激发中学物理教育活力的长远之计。

物理课中的学生实验,目的是通过实验培养学生探索知识、验证知识的能力。其主要特征是所得能力的可迁移性。中学物理学生实验中的电学实验大多符合这种要求。例如,用伏安法测电阻、测电源的电动势和内阻等,学生以后不仅可用同样的方法去测未知的电阻和电源,而且,通过实验学到的仪表的使用、电路的连接与检查、数据的处理等技能,在其他生产、科研甚至日常生活中需要进行电学测量时都是很有用的。

(作者单位:河南省汝州二高)

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