保证物理教育质量要力避教学绝对化现象——基于中学物理教学实例及简析

曾 铁(上海开放大学 徐汇分校，上海 徐汇 200032)



保证物理教育质量要力避教学绝对化现象
——基于中学物理教学实例及简析

曾 铁(上海开放大学 徐汇分校，上海 徐汇 200032)

中学物理教学，内容多、涉及面宽，关注、力避物理教学绝对化现象，是保证物理教学水平、提高基础教育质量的基础。优秀的中学物理教师必须了解教学中每个概念的外延、内涵和条件，教学的全过程遣词用字、造句陈述应力求准确；优秀的物理教师须博览群书、与时俱进，不断补充、扩大课程和教学资源。这样，物理教学才能由博返约、游刃有余，物理教育方可左右逢源、伸缩有度。认真备课、上课严谨，才会有有效、高质的物理教学。

物理教学；细节；教学绝对化；基础教育质量

本文事例源于职业中学物理类课(物理、电子线路、电工学等)和普通中学物理课(新课、习题课、复习课以及拓展课等)，涉及的问题主要是概念性的，属业内知识和教学基本功，物理教师理应了解、熟悉、掌握。以下案例的主要问题就是绝对化[1]，即话说满了、没有余地，或说偏了、“格式”化了。这些教学实例及简析，供同仁参考，以期引起注意，并望减少、杜绝这类现象，进而助力全面提升物理教学质量。其分析有不周处，请批评。

一、物理教学绝对化案例及简析

(一)力学与热学

“地震引发的灾难是地震产生的横波(P波)与纵波(S波)造成的。”地震波里既有体波，即P波、S波以及P波、S波传播中遇到界面产生的转换波等，还有面波，如瑞利波(在自由表面传播)、勒夫波(在分界面传播)、短周期波和长周期波等。深源地震既有先后到达地面的P波和S波，还有一些表面波；灾难则是由这些波共同造成的，即由垂直地面的振动和平行地面的振动所致。面波是纵波、横波传至界面(地面)时激发的次生波，面波振幅比体波大，其能量绝大部分都集中在界面附近；面波速率比体波小。地表处的地震面波比地震体波衰减小、传得远，在地震中具有较大的破坏性。在一幅远距离地震记录图上，面波振幅最大，持续时间很长；震源深度越浅，面波越突出。

“声波是纵波。”声波可以在固体、液体和气体中传播，但它不都是以纵波形式传播的。固体里的声波既可是横波，也可是纵波和扭转波；液体、气体中的声波则是纵波。所以，不能笼统地说声波就是纵波。

“水的特点之一是具有不可压缩性。”在不太大的压力下，水的体积变化极小，可视其不可压缩。严格地讲，一切物体均有一定程度的压缩性，水也不例外。在10MPa压力下，水的体积约缩小0.5%；随着压力增大，水被压缩的程度越大、越明显。

“晶体的物理性质因方向不同而不同的特性，叫做各向异性；晶体都具有各向异性的特征。”各向异性还包括晶体的化学性质因方向不同而不同这一内容。晶体的理、化性质各向异性，源于晶体结构的各向异性。有些晶体具有各向异性的特征，但不是所有的晶体。

“飞机飞行时受到四个力的作用，即重力、升力和推力、阻力。”在大气层内平行地面正常飞行的飞机，受到六个力的作用，即垂直飞行方向的重力、浮力、升力(竖直方向)与侧力(平行于地面)和顺着飞行方向的推力与逆着飞行方向的空气阻力。

“由于没有空气阻力，真空里单摆的振动将无限地振动下去。”其实不然，此时虽无空气阻力，但单摆的振动还是会渐渐停止的。单摆振动时，由于其内部的原因(内耗)会使它的振动能量渐渐耗散，最终让它停下来。

“固体的熔点只和其溶解时的压强有关。”除此以外，固体的熔点还和物质的纯度有关，有时很少一点杂质就可显著地降低固体的熔点。

“分子力是一种静电作用力。”此结论有失偏颇，分子力的成分比较复杂，它是几种作用的混合力(合成力)，不是单纯的一种力。分子力来源之一确实是分子里带电粒子之间的静电力，但它还有因电子在运动过程中具有某些特定的相互联系(如运动情况相似的电子具有相互排斥的倾向)而引起的力等。可以这样说，分子力具有一些电磁力的特征与性质。

“蒸汽机重复使用的工作物质是水。”这个问题不能一概而论，海船上的冷凝式蒸汽机，使用的工作物质是淡水，从蒸汽机排出后淡水又加入锅炉里重复使用；陆地上使用的蒸汽机，它的工作物质——水一般不重复使用。

“等离子体是一种高温气态混合体。”除此以外，也有固态等离子体以及冷、热等离子体。

“液体表面张力的大小只和温度有关，温度增加，表面张力减少；反之则增加。”除此以外，液体表面张力的大小还同液体所接触的物质有关。如：20℃下，水银和空气接触时，水银的表面张力为484mN/m；水银和水接触，水银的表面张力是375mN/m。没有说明接触的物质，液体表面张力的大小则是该液体与空气接触时的数值。

“发动机都是连续工作的。”此问题有例外，电脉冲发动机就是一例。这是一种飞行器推进用的发动机，它的原理为利用火花放电，在几微秒到几毫秒的时间内建立强电场和磁场，其产生的电磁力推进等离子体沿导体运动，并脱离火花间歇，进而推动飞行器运动。电脉冲发动机的特点是间歇式的工作。

“为获得升力，飞机机翼剖面的形状都是上边圆滑呈流线型，下边则是平直的。”不同的飞机，机翼剖面(翼型)的上、下边的形状是不一样的。低速、亚音速和跨音速飞机的机翼剖面，上、下边是不对称的。前者翼型上边圆滑呈流线型，下边是平直的；后者翼型上、下边都是曲线形，上边相对平滑，下边则比较弯曲。超音速飞机的翼型上、下边是对称的；有的翼型上、下边都是曲线形，有的翼型则是菱形的，即上、下边均呈人字形。

(二)电学

“正弦交变电流瞬时表达式是i = Isin(ωt + φ )”。按正弦规律变化的电流或电压，既可用正弦函数描述，也可用余弦函数表示。因此，i = I sin( ω t +φ1) 和i = I cos( ω t +φ2)都是正弦交变电流的瞬时表达式(通式)。对正弦交变电流等及其瞬时表达式的认识与理解，不能“望式生义”，i = I cos( ω t + φ )表示的也是正弦交变电流的变化规律。

“金属导电时，其电压U与电流I成正比，它们的数量关系由I=U/R决定”。该结论是有条件的，当金属中的电流非常强(大于10的12次方安培)，此时电压和电流不再成正比，二者的关系是非线性的，欧姆定律I=U/R已不成立。

“平行通电导线之间安培力的大小用F = ILB计算。”平行通电导线间安培力的大小，除了与磁感应强度和电流强度的大小以及导线长度有关外，还同导线的横截面积和截面积的形状有关。教科书里关于平行通电导线间安培力的分析与结果，是理想化的，即不计导线的粗细(横截面积为零)，电流属线电流。

“电解液导电时，其离子浓度越高，导电性能越好。”电解液导电的性质与离子的浓度有关，在一定的范围内，离子的浓度越高，电解液导电性能越好；但这个结论不能无限外推。

“交流市用电压都是220伏，频率是50Hz。”我国的交流市用电压为220伏，频率是50Hz。但不是所有的市用电压都是220伏，频率都是50Hz。有些国家的交流市用电压是110伏(加拿大、日本、美国)和240伏(英国、澳大利亚和新西兰)等，有些国家市用交流电的频率为60Hz。因此，不能一概而论。

“电源内电阻就是电源的电阻；电源的内电阻越小越好。”电源的内电阻是电源内部的阻抗，它可以是电阻性的，也可以是电感性和电容性的。干电池和蓄电池的内电阻可视其为纯电阻性的，即电源的电阻；发电机等电源的内电阻则是电容性或电感性的，它们的内电阻不能视为电阻性的，此时的内电阻不仅仅是电阻了，它还包括感抗、容抗。

“为减少能耗，电源的内阻当尽量减小。”为提高输出功率，又希望电源内阻和负载阻抗相等，即满足了匹配条件，输出功率才最大。这时，电源的内阻则不能越小越好。

“电源就是一种把非电能转换成电能的装置。”电子技术或电子设备里，有时也将变换电能形式的装置叫做电源。比如：整流器、逆变器或变流器(将直流电转变为交流电)和信号源(将市用交流变为各种频率的交流信号)等。

“电流的产生要同时具备两个条件：一有电势差，二有电子的定向移动。”这个结论对传导电流成立，对对流电流和位移电流则不成立。带电介质或介质带电部分在空间运动也能形成电流，此电流叫做对流电流(运流电流)。带电的平行板电容器绕垂直于板面的轴急速转动时，就会产生对流电流。对流电流的形成既无电子的定向移动，又不需要有电势差。位移电流是电位移通量的变化，它无真实电荷在空间移动，也不存在电势差。对流电流和位移电流不产生热效应和化学效应，但都能产生磁场。

“长且直的圆型螺旋管内的磁场是匀强磁场。”通电的长直螺旋管内任意一点B的大小、方向与螺旋管的横截面形状无关；管内任意一点B的大小、方向与其轴线上B的大小、方向相同，即通电的截面为三角形、矩形、六角形和圆形等形状的长直螺旋管内的磁场都是匀强磁场。

(三)光学与原子物理学

“空中彩虹的颜色由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫色组成”。说此话要谨慎，因它有例外。有时，彩虹的颜色构成，非赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫色都有；在不多见的情况下，彩虹会只有阳光中的部分颜色。如日落时太阳处较低的位置，这时若出现彩虹，由于阳光需要在大气中传播颇长的距离，其冷色光在空中被散射，剩下的暖色光将令彩虹的红带加宽，将紫带、蓝带、橙带挤走，导致彩虹只剩下红色，这样就有了全红的彩虹。

“光纤是一种主要用二氧化硅制作而成的材料。”光纤有许多品种，除石英玻璃光纤外，还有氟化物玻璃光纤、硫卤玻璃光纤、晶体光纤、光学玻璃光纤和塑料光纤等。

“光纤传输的是可见光。”不同的光纤可以传输不同波长的电磁波，既光纤也可传输不可见光，如红外光等。

“玻璃的特点是对光都是透明的。”这个结论对可见光成立，但不是普适的。比如：普通玻璃对紫外光就不透明(吸收紫外光)；石英玻璃则对红外光不透明等。

“臭氧层吸收紫外光，因此它是地球生物的天然‘保护伞’。”臭氧能吸收紫外光，但它不吸收所有波长的紫外光。臭氧可有效地吸收对生物有害的紫外光B和紫外光C，但它对生物无害的紫外光A却不吸收，并让其到达地表。根据波长的长短，紫外光分为近、中、远紫外光，即紫外光A、B、C。

“只有慢中子才能使铀核裂变。”慢中子和快中子都能让铀核裂变；对U235、U238等的裂变条件要分清、说明白，不能这样笼统地讲。

“和波导管不同，光纤是实芯的传输电磁波的轻质材料。”光纤既有实芯的，又有空芯的。后者以空气为传输介质，属红外传能光纤。空芯光纤常用玻璃毛细管为基体，其内壁上涂有金属层和介质层，它的折射率大于1。

“聚焦光线应使用凸透镜。”凸透镜不是聚焦光线的唯一元件，自聚焦光纤也能让光线聚焦。后者的折射率沿其半径逐渐减小，且随半径的增长，变化越来越快。

“无色就是白色。”无色是只有亮度，没有色彩、饱和度为零的一种颜色；白色、黑色或不同浓度的灰色都属于白色。

“‘立竿见影’是地球上的普遍现象。”这有例外，在北回归线附近，每年的夏至日，由于太阳直射会出现立竿不见影这一“怪”现象。

“透镜是一类用玻璃等透明材料制作而成的成象元件。”透镜的种类有好几种，如光学透镜、电子透镜、磁透镜和声透镜等。声透镜中有一种是装在圆盘上的一组声学材料板条装置，可以发散或聚焦声波；它利用与周围媒质传声速度不同的物质做成，可以是固体或液体。声透镜的特点是其材料里的声速大于周围媒质里的声速(玻璃透镜里的光速则小于周围媒质中的光速)。在可听声的范围内，利用小物体的散射或一定形式缝隙的声程延迟差等作用，也能形成声透镜。

“成像及其技术与过程是常见、基本的光学问题。”成像问题不是光学独有的，声波等也能成像。超声成像就是利用声学方法摄制不透光的金属制品或生物体内部结构像的一种非光学成像技术。

“全息技术的物理基础就是光的干涉。”光波能形成全息图，其他波也有对应的全息术，也能形成干涉图，如声全息术。后者是一种用声束形成可见像的技术，它先由声束形成物体的干涉图，再用光束与该图相互作用并聚焦形成光学像。

“U235吸收了热中子定会发生裂变。”这有例外， U235吸收了热中子后偶尔不发生裂变，即无裂变吸收。

“彩色电视机通过电子扫描方式呈现出彩色画面。”彩电发展很快，它有许多品种，电子枪扫描呈现彩色图像是最早、最传统的一种。现在的彩电可不用电子扫描方式了，荫罩式等离子显示(PDP)高清晰度大屏幕平板电视机就是一例。它利用惰性气体电子放电，产生紫外光激发所涂布的红、绿、蓝荧光粉，从而呈现出各种彩色光点的画面。

“慢中子和铀是构成铀裂变链式反应的两要素。”除此外，为维持裂变链式反应，通常U235的体积直径还须大于10厘米(广岛原子弹含U235的球体直径是17厘米)，这样才有可能形成链式反应。

“凸透镜是会聚镜，凹透镜则是发散镜。”这是有前提的。当透镜两侧物质的折射率小于透镜的折射率时(如玻璃透镜处于空气里)，上述结论正确。当透镜两侧的物质折射率大于透镜的折射率时，上述结论就不对了，此时凸透镜是发散镜，凹透镜是会聚镜。

“硅太阳能电池是一种用单晶硅制作的电池。”硅太阳能电池既可用单晶硅，又能用非单晶硅制作。为降低成本，现在的硅太阳能电池大多采用非单晶硅，这种太阳能电池的光电转换效率较高。用砷化镓或硫化镉、碲化镉、硒化镉制作的光电池，成本较大。

“教室的照明越亮越好，这样才看得清楚。”教室的照明，仅仅亮是不够的，也是不科学的。教室采光要通过照明和灯具设计，合理地分配光线，使视觉作业面既有足够的亮度，又有一定的舒适度，并保证课桌上洒满柔和的灯光。教室的采光与照明，还要注意自然采光和无炫光、不反光，明亮又不刺眼，以免视觉疲劳，影响学生的视力和学习效果。

“激光的单色性好，即激光器工作时只发射某一种波长的光。”也有能同时发射几种特定波长光的激光器，这几种特定的波长位于某一波长附近一个很小波长的间隔内。

“原子是由电子和原子核构成的。”这是常规原子的结构，还有一类原子叫奇特原子，即原子里的一个电子被一个带负电的轻子(如μ—子)或强子(如π—介子)代替了。奇特原子的特点是具有很大能量，寿命极短。这类原子有μ—子原子、π—介子原子、Κ—介子原子、Σ—超子原子和反质子原子等。奇特原子是高能加速器产生的带负电粒子，在物质中慢下来被原子核的库仑场俘获时形成的。

限于篇幅，上述问题是点到为止，没有展开，有兴趣的读者可阅读相关的书籍或上网进一步地了解。

二、思考与建言

(一)提高物理教学水平，必须注重完善语言文字与细节

准确、优美的教学语言文字是教学成功的基石与保障，规范、严谨、严密是物理学科的特点，物理教学语言不能含混、朦胧。文字、细节是教学的“有机分子”，教学品质与教学细节的质量正相关。物理教学从备课起就要精心、细致入微，应注意因善小而为之；物理教学使用语言文字不可漫不经心，它们不能粗糙。备课、教学，我们的思想、行为当大、小一起抓，一样地处理好。细节推动成功、细节决定品质，实现物理教学的有效性，重视、做好教学细节，发挥细节的教学、教育功能乃内需与方法。基础教育责任重大，教师不经意间就会向学生传递不好的信息、习惯等，粗心大意、不重视细部会误人子弟。观察、思考当下的物理教学及效果，不重视教学细节、教学绝对化是存在的问题之一。上述事例属物理教学的“草根”问题、现实问题，它们源于教学一线，涉及中等学校的各级物理教师。经验告诉我们，对涉及较多技术性、应用性内容的物理学知识等，备课、教学要格外小心[2]，遣词用字应谨慎、掂量，以免出差错。刻下，科技发展迅猛，新知识、新概念、新理论、新产品等层出不穷，所以，教好书、育好人，物理教师要与时俱进，不断扩充知识量、完备知识结构；物理教学要注重细节并有意释放细节蕴藏的正能量，继而让物理教学有成效、让教育增值，使学生有更多的收益。教学水平、教学效果与教学细节关系密切，细节完美乃优质教学的本质、要求与追求。物理教学，其字、词、句等关系教学品质、关乎教学实效；细心备课、专心教书，完备语言文字、力避教学绝对化问题，以细节实践、实现有效教学乃物理教学的重要环节与现实诉求。

(二)减少教学绝对化问题，物理老师要在意、上心和落实

提高学生的科学素质、能力和未来劳动者的科学文化素养，学校是主阵地和抓手，物理教学是渠道与平台，物理教师则是主力。提高科学教育水平，增加具备基本科学素质的国民比例(中国科协的调查显示，2015年我国的该比例为6.2%，远低于发达国家的此比例)以及造就大批文化素质优佳的劳动者，物理教学、物理教师不可或缺。物理教师工作一丝不苟、教学效果优良，具有润物细无声的功效，如此可有效地培养、发展学生认真的习惯与品质。用心、仔细地选用恰当的语言文字，是实现高效课堂的要素和提高物理教学质量之需求。优质物理教学需要学养深厚和敬业的教师落实、实现，教授物理者须由“懂物理”上升到“精通物理”。这样，才能居高临下、游刃有余，从而教好物理，促进学生健康发展。达成优秀教学，提升教育质量，教师要学富五车、书通二酉，眼观六路、耳听八方；物理教师既要了解一些知识等的“过去时”，也要知道它的“现在时”“进行时”和“将来时”，还当有做好细节的精神、习性。细部决定品质、决定成败[3]，物理教学如是。提高课程与教学的执行力、领导力，力争教学中字、词、句等少恙、无疵并根除物理教学绝对化现象，老、中、青三代教师都应重视；保证、保持物理教学品质，教学至上、认真为大和虚心学习、潜心探究是关键与要件。教学无小事，物理教学时时关注、完善细节必须、应然，物理教师应同粗心、大意“绝缘”。

(三)物理教师应是学习型教师

教师职业发展、教育质量的提高，教师学习是第一要务；学习是教师的工作、生活及其“标准照”。学无止境、教无止境，读书、进修是教师的标配与标志；优秀的教师均由书籍垫高、铸就。基于“要一辈子学做教师”(语文特级教师于漪)的理念，不断、自觉地增加、扩充物理教学资源，有效链接、融合新知识和新科技。如此，物理教学绝对化这类“问题教学”现象就会消减。物理教师应是勤学、勤记录与好思考的有心人，教学要努力地让细节优美。物理教师要了解教学中每个概念的外延、内涵和条件，上课时遣词用字、造句陈述应合范、准确；优秀的物理教师需博览群书，主动补充、扩大课程资源，这样，教学才能由博返约、左右逢源，方可伸缩有度和严格、科学。事实说明，心知肚明不随便，视野开阔“存量”多，才能教好物理，方不会因细部有瑕而误导学生。具有进取心、事业心和向上的意识，保持开放的心态和学习、研究的劲头，此乃提升物理教学水平的基本前提；保证物理教学质量，物理教师当如陶行之先生所说：“学习，学习，学习，学到人所不知，人所不能——要学的专，也要学的博”。热爱学生，以教书为职志，长期读书、用心教学并从事教研是形塑“高级教师”的根本与核心。为了职业生命和个人尊严，物理教师不能以不变应万变，当一生研修，自我完善、提高。提升物理教学水平、质量，重在祛除认识、知识上的碎片化、片面化或知识老化；不断、有意识地阅读与物理学科相关系数较大的理工科教材、书刊和影像资料等，从中获取所需的营养、信息，以上的绝对化问题等就会在物理教学里明显减少。由教学细节可窥教师的文化底蕴与内功，能处理、驾驭好教学细节是物理教师素质、能力的一种外显；提升物理教学质量，教师理应“高大上”。

[1]赵谊伶.全面提升教学质量 物理教师应有丰富的本体性知识[J] .内江师范学院学报,2015,(4).

[2]曾铁.中小学“问题课本”及其化解完善之策[J] .教育与教学研究,2015,(7).

[3]汪中求.细节决定成败[M] .北京:新华出版社,2004.

(责任编辑：胡安波)

Physics teaching in middle school is rich in content, wide in range, so paying attention to and avoiding absoluteness in physical teaching is the basis for ensuring the teaching level of physics and improving the quality of basic education. A good physics teacher in middle school must understand the extension, intension, and condition of each concept, have an accurate command of wording, sentence statement; a good physics teacher must read a lot, keep pace with the times, constantly add, and expand curriculum and teaching resources. In this way, physics teaching can be effective. Only serious preparation and rigorous presentation of lessons can produce effective, high quality physics teaching.

Physics teaching; detail; teaching absolute; basic education quality

2015-12-03

曾铁(1958-)，男，安徽芜湖人，上海开放大学徐汇分校教授，主要从事科技传播、文化发展和成人教育研究。

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