韩伟

摘 要 高中物理教材渗透了大量的物理学前沿课题，将物理学前沿知识引入中学物理教学，加强学生的物理思想培养、思维能力的培养，有利于激发浓厚的研究兴趣，这不仅是素质教育的本意所在，更是适应科技竞争的需要、时代发展的需要。基于此，本文主要探究中学物理学前沿知识的呈现方式及教学建议。

关键词 物理学前沿 呈现方式 教学建议

中图分类号：G633.7文献标识码：A

1高中物理呈现前沿物理教学的原则

1.1有意义学习原则

所谓“有意义”的学习，是将未知的外部世界与已知的内部世界相联系;将未知融入已知中的认知过程。这种联系和融合越清晰，学习就越成功。在中学物理渗透前沿物理的教学中坚持“有意义”原则，这是从教学方式和方法角度提出的一条原则，旨在使学生理解性、高效地展开学习，使前沿物理知识顺利纳入已有知识结构。现代物理是在经典物理基础上的继承、修正和超越，二者并非绝对对立，在教学上也不能割裂开来。在中学阶段，应当多考虑如何在经典物理教学的整体背景中进行前沿知识的教学，换言之，应当多考虑前沿知识在经典物理教学中的渗透。有许多教学情境能够体现这种渗透。

1.2思想和方法性原则

思想和方法性原则是从选择教学内容角度提出的。前沿物理内容涵盖知识、思想、方法。无论是研究对象的描述、探索和研究过程中的数学建模、逻辑推理，以及成果的表述形式，使用的数学语言大都是当代数学研究的成果。因此，中学阶段向学生详细教授前沿物理领域内的知识内容是不太现实的，应以介绍和揭示其中蕴含的科学观念、科学思想及研究方法为主，实现学生的传统观念的改变及科学素养的养成。这是非常重要的。

1.3适量和适度性原则

针对微积分能否被教给六岁儿童的质疑，布鲁纳曾指出儿童接受的是“儿童的微积分”而非“成人的微積分”，并进而提出课程的螺旋结构。从小学科学中的物理常识，初中自然中的初级物理，高中综合科中的中级物理，再到大学普通物理，均有着相同的学科背景和内容体系，但通过教学内容的适当选择和教学程度的控制分别适应于不同年龄阶层的智力和经验基础。进行前沿物理科技内容的渗透教学时，思想和方法性原则在教学内容的侧重方面提出了要求，但教到什么程度和水平也是决定能否取得实效的一个关键，即教学还要遵循适量和适度性原则。在教学“量”的方面，要做到“少而精”，不要把某一方面的前沿内容通盘托出，要选择一些与高中物理内容自然连接、学生能够理解和接受、能激发学习兴趣的主干过程和主要结论，应突出其中蕴含的物理学新思想、新方法，突出介绍成果的现实意义和科研意义。

2物理学前沿知识在教材中的呈现

教材已涉及当前部分物理学前沿课题，其主要以阅读材料、正文选学内容、习题的背景知识出现。这些前沿课题的出现并没有改变原有课程的知识体系，也没有给学生作认知目标上的要求，仅仅为学生打开了一个“窗口”。但作为物理教师如何引导学生向“窗外”看，却非一件容易的事。

3物理学前沿知识教学建议

3.1全球卫星定位系统

全球卫星定位系统（GPS）虽然教材呈现在“科学漫步”栏目中，大部分教师只是要求学生进行阅读而已。由于GPS在现实生活中已很常见，如手机、电脑、车载GPS等等，学生对此可能也都有所了解。

鉴于此教师可以布置学生写一篇科技小论文，不要求学生去了解GPS的工作原理，只要求学生从这几个方面入手：GPS简介、功能、应用、目前发展状况及应用前景等。在学生自主完成科技小论文后可进行小组交流讨论。

3.2航天类

协和式客机、神舟五号载人飞船、舰载飞机分别以STS、习题背景出现，这部分内容是目前的热点，也是考试的热点。在神舟十号的背景知识中教师可以有很多工作要做。组织学生观看“神舟十号太空授课”这是最直接、接受最好的形式，让学生了解太空中宇航员的衣食住行、在失重环境中的特殊现象。教师还可以以“神十”为背景编写一些习题让学生去做。

3.3引力与加速器

引力与加速器都出现在第三章第一节重力与基本相互作用这一节，这部分内容对学生来说可能比较生疏，加速器对学生来说更是知之甚少，这种情况下我们的教学就要考虑到学生现有的知识水平。教师在进行此部分内容教学时可采用下面的方法：如果学校有条件（网络、图书馆）可以让学生自主搜集相关资料进行总结归纳，然后在课堂上进行小组交流;如果学校没有硬件条件，只能由教师进行相关讲解，可以观看相关视频、图片等。

3.4有机玻璃变形

按照教材内容提示，教师可先进行相关实验，如果能够成功做出该实验，那么在课堂教学中完全可以作为演示实验，激发学生学习兴趣，吸引学生眼球为下面的教学内容做好铺垫。

如果教师因没有实验条件或不能够成功做成该实验，可以下载相关视频动画或图片让学生欣赏，能够给学生以感性认识。

3.5流体阻力

流体阻力学生虽然比较生疏，但是通过教材给出的阅读材料学生可以基本了解流体阻力的特点性质等，如果让学生在允许的条件下进行探讨相关的实际实例，将会加深学生对流体阻力的理解，教师在组织学生探讨过程中可进行引导或解释一些疑惑。

4结束语

物理学前沿知识教学要遵循以培养兴趣为主的原则、不增加学生负担的原则、符合学生认知特点的原则、理论联系实际的原则、与课程内容相结合的原则。

了解物理学前沿知识的教学原则，分析其在教材中的呈现形式及出现的目的，有助于我们的教学设计，有助于培养学生科学探究的能力，也有助于增加教师的专业知识。

基金项目：2018年度甘肃省“十三五”教育科学规划一般课题，课题名称：物理学前沿知识与高中物理相结合的教学策略研究——以临夏州康乐县为例，课题立项号：GS[2018]GHB3708。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 赵凯华，罗蔚茵.新概念物理教程——力学（序言）[M].北京：高等教育出版社，1995.