从“运动学规律”的教学谈“过程与方法”的落实

黄树林

摘 要： “三维”课程目标是新课程改革的精髓，把过程与方法、情感态度与价值观和知识与技能并列，但在新课程实施过程中往往片面地强化“知识与技能”而简化或淡化“过程与方法”的教学。作者以“运动学规律”的教学为例，分析“过程与方法”的落实问题。

关键词： 物理教学 “运动学规律” “过程与方法”

“三维”课程目标是新课程改革的精髓，把过程与方法、情感态度与价值观和知识与技能并列，这是对教育本质认识的一种飞跃。“改变课程过于注重知识传授的倾向……使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程”。这是《基础教育课程改革纲要（试行）》提出的要求，同时也对高中物理新课程教学赋予更多的教育意义。结合教学实际，我以“运动学规律”的教学为例，谈谈“过程与方法”的落实问题。

一、匀变速直线运动速度时间关系

实际教学中，某些教师只强化知识的掌握，从加速度的定义a=（v-v■）/t出发，经过代数式的变形，得到v=v■+at，以此解题，进行大量的训练。而在新教材中，教科书不求以“简明、轻快”的方法给出知识的结论，而是努力把得到知识的过程适当展现给学生。这段内容虽然与人类对此问题的认识过程不完全一致，但对个体来说，却是一个学习、认识科学规律的好例子，它强化了从实验得出规律的一般性过程，练习用图像分析问题的有效方法，逻辑线索清晰。应该说，它在价值观及科学过程、科学方法上的教育价值比较高。教学时应该围绕v-t图像中直线斜率的物理意义进行分析，使学生明确直线斜率反映加速度的大小，由此定义匀变速直线运动，同时使学生认识到，匀变速直线运动的v-t图像是一条斜率不变的直线。在教学中要注意逻辑推理的过程，教给学生利用图像分析问题的方法。但是在实际教学过程中，某些教师受种种考评制度的影响，仍然“穿新鞋，走老路”，着眼于应试教育，淡化或忽视“过程与方法”的教学。

二、匀变速直线运动位移与时间的关系

《匀变速直线运动位移与时间的关系》一节提供了一份研究匀变速直线运动的真实测量记录，引导讨论“怎样根据测量记录中的数据求出该物体运动的位移”。教师应该认真组织学生讨论，同时强调是“估算”，鼓励学生积极思考，充分表达自己的想法，让学生提出各种想法或问题，不随便肯定或否定，可以启发、引导学生具体、深入地分析，肯定学生正确的想法，弄清楚错误的原因。通过讨论便会发现，显然不能用任一时刻的速度v乘以整个运动的时间t计算位移，因为这将导致巨大的误差。但是测量数据中绘制了6个时刻的速度，其中相邻时刻的时间间隔△t只有0.1s。如果用每段△t内的任一时刻的速度乘以△t，然后相加，所得的位移与真实位移的误差会减小。这是因为△t内任一时刻的速度与△t内各时刻速度的差别，总是比整个时间t内任一时刻的速度与△t内各时刻速度的差别小。

在思考与讨论成果的基础上，从匀变速直线运动的v—t图像出发，采用先微分：将运动过程分为很多很多的小段，设某一时刻的速度为v，则每一小段中的位移△x=v△t；再求和：每一小段位移之和就是整个过程中的总位移，用v-t图像表示出来就是与横轴围成的“面积”，从而得出匀变速直线运动位移时间公式。这样处理既渗透了微积分的思想，又为今后的学习打下了基础。

其实，把物体运动的位移与其v-t图线下的“面积”相联系，在伽利略和笛卡尔那时就已经提上科学的议事日程，而真正解决问题的则是牛顿和莱布尼兹发明微积分之后。如果在得出匀变速运动的位移公式时，重视获取知识的过程而处理一个“简单”的问题的话，那么在这里，我们是把一个在物理学发展中极深刻而有效的思维方法，以简约化的方式呈现出来。这样处理的目的是避免教学中仅仅重视知识点的“吞咽”和“套用”，忽视科学思维方法的培养。

三、自由落体运动的研究

对于今天的高中物理教学来说，什么是自由落体运动，自由落体运动的规律是什么，以及自由落体运动加速度g的测量等，都已经不再是什么难题。但是“智慧博学的亚里士多德何以铸成大错”、“为什么伽利略的工作对于物理学的进步具有极其重要的地位和作用”、“对我们有何教益”等都自然地呈现于学生的头脑中，这是物理教学理应回答的问题。介绍了伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，可以使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。

自由落体运动的“问题与练习”中“估算傻瓜照相机的曝光时间”运用的方法是把自由落体运动在一段极短的时间内的运动当做匀速运动处理。要提高解决问题的能力，必须具有科学的思路和掌握基本的方法。科学思路和基本方法是不可能通过灌输掌握的，需要经常、实时地渗透。

教科书在其他地方，例如加速度与物体受力及物体质量的关系、功与物体速度变化的关系、重力势能的引入、探究弹簧弹性势能表达式、万有引力定律的得出、库仑定律的得出等，出发点都是强调过程与方法、情感态度与价值观这两方面的课程目标，教学中不能为节省时间，着眼于应试教育，片面地强化“知识与技能”而简化或淡化“过程与方法”的教学。

参考文献：

[1]普通高中.基础教育课程改革纲要（试行）.

[2]普通高中.物理课程标准（实验）解读.

[3]课程标准试验教科书.物理必修1.2.

[4]高中课程标准试验教科书.物理必修1.2.教师教学用书.