新课程视角下教材隐性知识及渗透方法举例—— 以人教版初中物理教材为例

雷积才

（保山市教育教学研究所 云南 保山 678000）

1 问题的背景

【例1】（2013年滇西八地州学业水平考题）乒乓球的直径被加大后，提高了乒乓球比赛的观赏性.玛丽认为直径增加了，乒乓球的弹性减弱了，吉姆认为乒乓球弹性是否减弱必须通过实验来证明.能够验证玛丽的说法是否正确的是

A.把直径不同的乒乓球掷向竖直墙壁，比较反弹后落地的距离

B.把直径不同的乒乓球抛向地面，比较落地后反弹的高度

C.把直径不同的乒乓球在不同高度由静止释放，比较落地后反弹的高度

D.把直径不同的乒乓球在同一高度由静止释放，比较落地后反弹的高度

【例2】（2014年云南学业水平考题）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，有同学猜想“浸在液体中的物体受到的浮力大小可能跟该物体的体积有关”.在老师的指导下，小明设计了如下实验进行验证：（1）用两个大小不同的塑料药瓶分别装上不等量的细沙，使它们的 ______相等.（2）把两药瓶放入水中，均能在水面上漂浮，如图1所示.根据______平衡知识可知，药瓶受到的浮力大小等于药瓶受到的重力大小，则这两个药瓶所受到的浮力大小______.（3）实验证明该同学的猜想是______的.某同学根据以上实验得出，“一切物体所受浮力的大小等于物体所受重力大小”的结论，你认为这个结论是 ______（选填“正确”或“错误）的，理由是___________.

图1

评析：以上两个例题都是近几年初中学业水平考试典型的考题，重点考查学生的探究能力和实践意识.设问视角新颖，力图体现科学精神、科学方法蕴含其中，而不是就方法而考方法.例1考查了学生运用控制变量法解决实际问题的能力，体现“从生活走进物理，从物理走向社会”的理念.例2是科学探究能力的考查.试题围绕教材中“探究浮力的大小跟哪些因素有关”这个实验进行设问，所涉及到的物理过程对于学生而言是熟悉的，但设问的角度新颖，这种设问角度的变化，是针对中学教学“重视物理知识的传授，忽视学科本身的隐性知识的教育”等教学薄弱点而来的.笔者参与了所在市近两年的水平测试质量分析，发现类似这样的考题学生得分较低，说明大多数教师在教学中还存在一些问题：其一是受应试教育的影响，存在“重结论、轻过程，重知识点灌输、轻学生思维训练”的“讲探究”、“讲实验”现象；其二是教师对课标的理解和教材的分析不够.这两种现象的存在，导致产生只重视知识传授忽略方法教育的教学模式，这样不利于培养学生的科学素养，更不利于提高学生终身学习的能力.本文从什么是物理隐性知识和如何发挥教材素材资料的教育功能，谈谈个人的理解和做法.

2 隐性知识的内涵

英国哲学家和物理学家波兰尼在《个人知识》中首先提出隐性知识.他认为：隐性知识本质上是一种理解力，是一种领会、把握经验、重组经验，以期实现对它的理智控制的能力.心灵的隐性（默会）能力在人类认识的各个层次上都起着主导性的作用，隐性知识是自足的，隐性维度相对于明确知识具有理论上的优先性［2］.

我国学者王德禄认为，外显知识可以说是“冰山一角”，浮出海面，而内隐知识则是冰山底部的大部分，托起整个冰山.物理学除了其本身的自然科学知识外，隐性知识才是这门学科的精髓，它对形成正确的世界观、人生观、价值观，提高人们的思想品质和科学素养方面有着显著的作用.具体而言，中学物理教材中我们能够直接看到的是物理知识，而技能、方法、能力、物理思想及科学品质是根植于物理知识内部的隐性知识.物理教师要将隐含于教材中的知识显性化，为学生的学习提供有效的帮助，就是让学生在学习物理的过程中体验概念的形成过程，探寻规律的发现过程，参与实验的设计过程，亲历问题的解决过程后，从而培养学生的科学素养和人文教育.

3 利用教材栏目的设置渗透隐性知识的方法举例

教材设置了“实验与演示、想想做做、想想议议、科学世界、STS、扩展性实验、动脑动手学物理、学到了什么”等栏目，并且每章还有章首图、章首语，文本插图还采用卡通等方式呈现，图文并茂比较新颖.既有知识性，又具有可读性.教师要创造性地使用教材，“吃透教材”，充分发挥教材素材的教育功能.

3.1 利用“实验”栏目培养学生的科学思维和科学价值观

物理实验是在理性思维指导下手脑并用的实践活动，物理学家为了探索物理世界的奥妙，曾经利用科学实验发现了一个又一个规律，他们留给后人的不仅是实验结论，更在于实验本身.它们是培养学生的科学思维和形成科学价值观的重要途径.教材中所列出的实验，大致可以分为3类.一是基本操作类实验；二是测定性实验；三是探究性实验［1］.无论是哪类实验都有具体的要求和目的，教师要基于课程标准和学生的认知特点分析实验的教学目标和价值，充分让学生动脑、动手、动嘴，从而达到实验教学的真正目的.

以“探究电流与电压、电阻的关系”实验为例，这个实验是初中物理教材中典型的先通过实验探究再进行理论总结形成定理的实验.这一节综合性较强，是一个完整的科学探究过程，让学生经历科学的探究，学习科学猜想，设计实验，设计实验表格，分析论证，感悟科学方法.主要任务从知识上讲，要用到电路中的电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器用的器材较多；从价值观上讲，能够培养学生科学思维、科学态度、科学价值观的有效载体.在教学中尤其要注重以下两个方面.

3.1.1 重视“实验设计和操作”的探究

根据前面已学的电流、电压、电阻的相关知识，得出“电流与电压的关系、电流与电阻的定性关系”；根据猜想设计实验，充分讨论的基础上选择实验器材，画出电路图和数据记录表；利用小组合作的方式进行实验.为了减小误差，采用多次测量，同时考虑到物理规律的客观性、普遍性和科学性，应该多测量几次，让学生知道“多次”的含义和方法包括：选取不同的研究物体，选取不同的研究条件，选取不同自变量数据.通过实验，学生经历了过程，领悟用“控制变量法”和“科学猜想”的方法，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养学生科学世界观的形成.

3.1.2 重视“分析和论证”的探究

此实验中对数据的分析和处理是学生的一个难点，一定要注意突破，教师应从多角度分析.

（2）从倍数角度分析.

（3）从图像角度分析.用“描点法作图”包括坐标轴单位长度的选择、描点、连点拟合曲线、从“形”到“数”的统一，其中单位长度的选择是保证描绘函数图像在坐标平面的中央，力求图像准确美观［3］.

通过数据的处理呈现自然学科研究的方法，形成“数形结合”的思维方式，体会到科学探究的乐趣，通过实验、分析和探索过程，提高根据实验数据归纳物理规律的能力，学会用图像研究物理问题，形成丰富的感知，为下一节学习欧姆定律抽象提供丰富有效的表象.

3.2 利用“科学·技术·社会（STS）”栏目培养学生责任意识

《面向全体美国人的科学》提出，“教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活作准备.”教材选了“科学·技术·社会”的文章共8篇，其中八年级上册3篇，九年级5篇［4］.像“电冰箱与臭氧层”、“水循环”、“石油危机和能源科学”、“核电站和核废料处理”等文章都是培养学生责任意识的好素材，在教学中要充分挖掘和运用.例如对于云南的学生由于水资源相对丰富，很少体会到水的珍贵.在教学“水循环”时通过播放非洲等水资源匮乏造成生活困难的视频，让学生自己查找有关资料，并且写出短文，在班内交流.在一次教学中有一位学生找到了2005年3月22日启动“生命之水”行动10年时安南的讲话，情真意切的念到，“为世界上所有人提供安全、清洁的水.世界上的水是我们赖以生存的生命线，也是21世纪可持续发展的命脉.我们必须共同努力，更好地管理全世界的水资源.”再如教学“石油危机和能源科学”时要求学生搜集关于我国石油情况，分析三次石油危机的原因，在班内交流.这样的活动增强了学生的节约用水和保护水资源和关注能源开发和环境保护的责任意识.

3.3 利用“插图”栏目激发学生的学习兴趣和审美教育

物理科学美是一种客观存在的美的形态，它同自然美、社会美、艺术美、技术美有着密切联系，更多的是一种深层次的理性审美.著名物理学家杨振宁先生把物理学之美分为3类，即现象之美、理论描述之美、理论结构之美.可以说物理学之美到处都有.物理模型的建立与应用，物理实验的设计与探究，物理学研究所形成的理论，无论从内容上、形式上，以及研究方法上，都显现出简洁、对称、和谐、统一的科学美特征，放射出理性的灿烂光辉.

审美意识是人们感受、鉴赏，乃至创造各种美好事物的一种自觉的心理状态，是一种个性鲜明、创造品质较高的意识活动.教育理应使学生学会用审美的眼光去审视世界，科学课程中注意培养学生的审美情趣和审美意识，在教学中要注意充分挖掘素材，适时适当的进行审美教育.如，第一章“机械运动”的章首图，人与鸟比翼齐飞，启发学生思考参照系的同时，也会引发学生体会人与动物和谐相处的美景；第三章“物态变化”的章首图，北方初冬的美丽画面.可以说自然界奇特现象举不胜举，千姿百态.在教学“光、热、声现象”时，尽量采用多媒体让学生观察、体会自然界的对称和“色、形、声”的美，激发学生学习物理的兴趣.

4 结束语

陈佳洱院士说过，“物理学不只是图表和数据，它能带给你很多更珍贵的东西：一种理性的思维方式、人生的哲学和人生的道路.”对于物理教学，有着作为科学的物理和作为教育的物理的两重性.在教学过程中教师要在认真研读课标、分析学生的认知和心理的基础上，挖掘教材的教育价值，提高三维目标预设的科学性，提升物理教学的文化品性，只有这样教育的目的才真正得于落实.

1 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）.北京：人民教育出版社，2011

2 郁振华.波兰尼的默会认识论.自然辩证法研究，2001（8）：5～9

3 杨远萍，高翔.课程视角下《探究小车速度随时间变化的规律》价值分析.中学物理教学参考，2014（399）

4 人民教育出版社，课程教材研究所.义务教育课程标准实验教科书.北京：人民教育出版社，2012