新课程视域下中学物理渗透前沿

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1、新课程视域下中学物理渗透前沿物理的教学构建曾志旺（玉环楚门中学浙江玉环317605）[内容摘要]：基础物理教学中渗透前沿物理，引起了世界各国物理教育工作者的高度关注和重视，是各国中学物理课程改革的一个热点。我国物理新课标中提出“课程基本理念在内容上体现时代性、基础性、选择性，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想……”。新课程视域下，中学物理渗透前沿物理的教学构建，则是一个非常重大、非常有意义的现实课题。本文分别在目标层面、原则层面、策略层面上加以探讨，构建相对完整的教学体系，期待对物理新课程教学理论与实践起一定的推动作用。[关键词]：新课

2、程视域渗透前沿物理教学构建实践目标原则策略一．问题的提出近、现代物理学革命带来了科学图景的巨大变革：相对论打破了经典力学的绝对时空观，量子力学打破了可测量过程的梦想，混沌粉碎了拉普拉斯的机械决定论……。这种科学范式的转换，不仅引起了具体科学知识的变化，更引起了科学的基本思想、基本观念的深刻变革。物理教学就是物理科学范式的教学，包括物理学的具体知识、物理学的基本思想和观念。传统的物理教学是“片断式”的，“片断式”的物理教学机械地类比学习和科学发展的智力，科学发现和学生学习的背景历程，将中学物理教学严格禁锢在经典物理的范畴。学生形成的是有待于突破和发

3、展的虚假科学观，如“确定性”是不证自明的，物理现象和规律是受严格因果律支配的，知识的最基本特征是它的稳定和不可变性等等。而更能反映世界真实的前沿物理范式中的不确定性、相对性、复杂性等问题的解读则是继续深造的责任。无疑，“片断式”的传统物理教学将导致：经典物理范式成为现代物理范式的错误概念与前概念，顽固地妨碍学生的学习与发展；前后两套知识体系分裂地占据学生的大脑；同时造成目前尚紧缺的教学资源的浪费。基础物理教学中渗透前沿物理，引起了世界各国物理教育工作者的高度关注和重视，是各国中学物理课程改革的一个热点。我国物理新课标中提出“课程基本理念在内容上体

4、现时代性、基础性、选择性，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想……”。新课程视域下，中学物理渗透前沿物理的教学构建，则是一个非常重大、非常有意义的现实课题。二．中学物理渗透前沿物理教学的实践目标1.使学生深入理解物理概念和原理，纠正片面、错误认识9实践和教育心理学的研究表明：许多知识是通过多方面的接触而学到的，学一点“高”的东西，对“低”的东西往往有更深入的理解。教学应该遵循循序渐进的原则，但也不能对此作绝对化的理解，不能认为什么知识都应该按部就班地从基础学起。因为知识是一个整体，各种知识是相互联系的，学习过程不一定在任何一步上都要严格地

5、按部就班。有时进行一点“跳跃式”学习不仅有利于学习兴趣的激发，也有利基础知识的深化理解。物理学概念和原理反映的是在一定历史条件下人们对客观世界本质的认识，随着时代的发展、科技的进步、科学共同体认知能力的提高，建构的物理学对世界本质的反映必将更加准确、深刻和全面。中学物理渗透前沿物理的教学，有助于使学生对基础概念和原理的理解更加深刻、全面，纠正一些不正确的、片面的认识。例如，“惯性”是力学中最重要的概念，随着物理前沿研究的深入，人们对惯性本质的认识也不断发展。伽利略通过斜面实验提出惯性概念。牛顿发展了伽利略的惯性思想，建立了惯性定律，并提出“绝对空

6、间”观点，马赫在对绝对空间的批判中提出“惯性起源于引力”的思想。在此基础上，爱因斯坦建立了广义相对论，他认为惯性运动是弯曲时空中的自由运动，随着前沿研究的进展，循着历代物理大师的思路，直蹈当代时空观的精髓。人们对惯性本质的认识不断得到深化。再如对真空的认识：在经典物理学的观念中，真空是一无所有的空间，而现代物理从更细微的尺度或更高能量上进行考察，得出真空实际就是量子场的基态，存在真空涨落和真空极化等效应。随着物理前沿研究的进展，物理学中一些基础概念的内涵和外延不断更新、发展，呈现出动态变化的特征2.让学生了解物理学的基本框架及其发展变化学习物理知

7、识的同时将不可避免地学习物理的框架。关于物理学的框架及其发展变化，萨拉姆曾作如下概括：“物理学在于发现事物为什么是那样的。对为什么给出的回答必须比观察的现象更深入、更普适、更具公理性而更少受到直接的实验检验。……。一代人所谓的为什么常常是下一代人的偏离点，亦即，在下一代人看来，上一代人所谓的为什么本身就是主观的”。即物理学的目标是解释“为什么”。什么叫做解释了“为什么”，一代人有一代人的标准，这就是框架。下一代人认为上一代人对问题的提法本身就不对，解释“为什么”的方式或框架本身就不对。这表明物理学框架本身也是发展变化的。渗透前沿物理的中学物理教学

8、，有助于让学生了解：物理知识是一定物理学框架内的知识，物理学框架是发展变化的。例如，哥白尼—开普勒时代，人们认为“和谐”是至高的标准。哥