科普教材在高中物理教学中的应用研究

郑益霞

摘 要：伴随素质教育的深入推进，高中物理教师不仅要将知识传授给学生，还要培养学生的科学素养，使学生在记忆、理解和应用知识中受到智慧启发。为了达成这一目标，教师需要加强科普教材在教学中的应用。文章首先概述科普教材，再分析高中物理教学应用科普教材存在的问题，最后提出相应的运用策略，希望对高中物理教学质量的提高有所助益。

关键词：科普教材；高中物理；教学

科技的更新迭代和知识经济的到来，使得科技与人们日常生活的联系愈加紧密。物理作为一门研究最一般的运动规律和物质基本结构的学科，其教学内容与教学方法需要迎合时代的发展趋势和满足学生的学习需求。将科普素材应用到高中物理教学中契合物理学科知识的真理性和应用性，能够拓展教学空间，提升教学趣味，激发学生学习物理知识的潜能和积极性。

一、科普教材概述

（一）科普教材

科普教材是指解释科学道理、科学原理、自然现象等内容，普及科学技术知识的书籍。这些教材通常用通俗的语言表达科学知识，很少使用概念、公式和符号等元素，具有激趣性和易理解性。科普教材主要分為科幻片、科学实验和历史事件三种类型。科幻片是教学中最常用的科普素材，其依托引人入胜的情节和美轮美奂的特效，能够使学生对探索科学产生浓厚的兴趣。科学实验是最直接的科普素材，学生通过观察、分析和动手操作，可以深入了解各种物理现象及其蕴含的规律。历史事件是熏陶学生情感和培养学生探索精神的素材，学生通过了解牛顿、爱因斯坦、霍金等科学家的故事，对研究物理产生更加深刻的认识。可以说，科普教材是高中物理教学的重要工具，在帮助学生理解物理知识，发展科学素养，树立探究精神等方面发挥重要作用。

（二）科普教材在高中物理教学中的价值

科普教材是科学教育的重要资源，其在高中物理教学中进行应用能够体现出以下几方面的价值：

1.开阔认知视野。科普教材有利于拉近学生与物理的距离，让学生认识到生活中处处有物理，加深对物理知识的理解。2.增强科学思维。依托通俗的语言和形象的图片解释抽象复杂的物理现象，使学生理解物理现象蕴含的物理规律，建立思维方法，提升解决问题的能力。3.激发学习兴趣。物理是一门理论性非常强的学科，很多知识晦涩难懂，呆板枯燥，但是教师将科普教材与物理知识点相结合，借用多媒体课件，使抽象复杂的物理知识直观形象化，建构丰富多彩的教学情境，使学生对学习物理知识产生兴趣。

（三）科普教材应用于高中物理教学的原则

在选择科普教材时，教师可以遵循以下几个原则。一是相关性原则。确保选择的科普教材与课堂教学内容相关，能够辅助学生理解物理概念和原理。二是趣味性原则。确保选择的科普教材具有吸引力，能够调动学生的兴趣和好奇心。三是启发性原则。确保科普教材蕴含丰富的且易提炼的物理规律，能够引导学生进行探究性学习，使学生在想象与思考中受到智慧启发。四是适宜性原则。确保选择的科普教材契合学生的认知水平，难度适宜，能够促进学生实现从浅层学习到深层学习的过渡[1]。

虽然科普教材在高中物理教学中有广泛的应用空间，但仍存在一些局限性，如科普教材的质量及其与物理教材的匹配性等。也就是说，教师应选择有权威性，且质量高和适应性强的科普教材，并能针对不同学生的特点选用教学方式，以此提高教学质量和效果，达成既定的教学目的[2]。

二、高中物理教学在应用科普教材方面存在的问题

（一）教材质量参差不齐，且内容与知识脱节

部分科普教材质量较差，如在印刷和排版上存在字迹模糊、版面不整洁、错版、错别字、病句等问题，严重影响了学生学习科普知识的积极性。另外，高中物理知识比初中物理知识深得多，涉及丰富的概念、符号、公式和法则等，具有较高的学习难度。但是一些科普教材的内容过于简单，没有深入分析物理核心观念、规律和原理。或是缺乏趣味性，没有生动活泼的文字、图片与视频，不仅不能激发学生的好奇心和探究欲，也很难使学生通过阅读科普教材理解和掌握所学的知识点，无法满足学生的学习需求。

（二）教师对科普教材的认识不足

虽然物理知识与科普教材存在相辅相成、相互促进的关系，但二者仍有一定的差异，在高中物理教学中应用科普教材，要求教师准确理解科普教材与物理知识之间的关系，并能够根据物理教学特点对科普教材进行深入理解和适当处理。但现实情况是，部分教师对研究科普教材不够重视，加之教学工作繁忙，缺少研究的时间和精力，造成对科普教材认识不足。还有部分教师缺乏科普教学兴趣，尤其是受传统教学观念的影响，过分注重应试教育而忽视科普教育的必要性，没有充分了解科普教材的内容与特点。比如，在利用科普教材讲解物理知识时，只是简单地播放科幻片，讲一些历史人物事件，未能充分发挥出科普教材的功能作用。

（三）学生对科普学习缺乏认同感

受“成绩论成败”的传统教育观念及应试教育机制等多种因素的影响，一些学生过分重视考试成绩，养成了错误的学习观，将学习的重点放在刷题做题上，将学习的目标放在消化课本知识点上，几乎不愿花费时间和精力去阅读类似科普这类课外书上，使得自身视野和知识能力发展受到很大限制。长此以往，学生在学习科普知识上遇到了诸多困难和障碍。一方面，对科普知识的价值定位较低，始终提不起学习兴趣。另一方面，缺乏正确的科普学习方法，缺少参与科普活动的积极性。

（四）教学方法不适应科普教材

科普教材的内容与高中物理知识存在一定的差异，教师要使用科普教材帮助学生开阔视野、拓展思维及理解物理知识，需要采用多种不同的教学方法进行教学。但现实情况是，在讲解科普知识时，部分教师采用的是“一言堂”“满堂灌”等硬性灌输知识的教学方法，完全不符合科普教材的特点和学生的学习需求。比如坚持以讲授式教学为主，没有发挥学生主体作用，没有调动学生学习的积极性，不利于活跃学生的创新思维。再如，现代信息技术手段的运用不够理想，情境的创设缺乏吸引力，没有发散学生的思维，使学生理解科普知识蕴藏的物理规律和原理。也就是说，教师要提高科普教材在高中物理教学中应用的质量和效果，必须根据科普教材的特点和学生的学习需求创新教学方法[3]。

三、科普教材在高中物理教学中的应用策略

（一）科学编撰和合理选用科普教材

首先，高中科普教材的编撰应兼顾内容的丰富性和趣味性与物理知识的衔接性。具体而言，应包含力学、运动学、电磁学、热学、光学和原子物理六大板块，囊括高中生需要掌握的重要知识点。同时注意增加一些拓展性内容，如科学家的故事、科学小实验、学科前沿动态等，以培养学生的学习情感与意识，激发学生的学习兴趣和潜能。此外，科普教材内容不能过于复杂，理解难度不宜过高，应能让学生读懂。可以在案例后面设计一些有层次性、有挑战性的小问题，引导学生回归物理课本，进行深入探索。其次，教育部门应加强对科普教材的审核与评价，确保各学校选用的科普教材符合学生的学习需求与特点。具体而言，教育部门应担负起责任，建立一套科学完善的评价体系，对科普教材的内容、版面的格式、解释的准确度等进行全方位评估，把好教材质量关。对于教材中存在的问题，及时进行修改与完善，尽可能地减少错误，以保证学生的学习效果。最后，教师应本着严谨负责的态度选择科普教材，避免因使用质量不高的教材影响学生的学习效果。

（二）教师应提高对科普教材的认知和重视程度

为了使学生学好科普知识，通过科普教材理解物理，教师必须提高对科普教材的认知和重视程度。首先，教师要认识到科普教材对学生学习的重要性和必要性，理解科普教材对学生物理素养发展和物理能力建构的作用。具体而言，教师可以参加教育部门和学校组织的相关培训与讲座，从校领导的指示，专家的指导分析，以及对相关文献的梳理中，认识高中物理教学实施科普教育的重要意义，以及科普教育本身的内涵与价值。其次，教师要重视科普教材在日常教学中的运用。通过加强对科普教材结构、内容与目标的研究，提炼出更多的教学方法，如插入法（在教学过程中适时插入一些科技小实验、科学家的故事等科普知识）、拓展法（在教学过程中引入和所学物理知识相关的科普素材）、联系法（在教学过程中将生活中的实例、现代科技中的科普素材与教学内容相联系）等，确保在落实物理教学目标的同时完成科普教育任务。平时应注重加强与其他物理教师的沟通交流，吸收他们应用科普教材的技巧和经验，将科普教材更好地应用到教学实践当中。最后，教师还应该注重与学生的沟通交流，了解学生对学习科普知识的看法，掌握学生的学习情况，对教学策略做出调整。具体而言，教师可以对科普教材的应用效果进行评价，从多个层面和角度上进行。例如，设置学习兴趣、学习参与度、物理概念和现象理解程度、实践探究能力、科学素养水平等多个评价项目，采用问卷调查、观察记录、作品评价等方式进行评价，再根据评价结构优化教学方法与策略，以此提高教学质量和效果。

（三）加强对学生科普意识的培养和教育

要充分发挥科普教材在物理教学中的作用，增强学生科普意识是十分重要和必要的。仅仅依靠教师在课内的引导是远远不够的，还需要社会、学校和家长等多方同时发力，完善对学生科普意识的培育与教育。比如，企业赞助学校开展科普活动或者竞赛，如科学讲座、科技节活动等，使学生对学习科普知识产生兴趣。再如，家长鼓励学生阅读科普书籍或报纸等资料，使学生了解科技前沿动态和科学家及发明故事等，树立科学探究意识。值得一提的是，教师作为培养学生科普意识的主体，应在日常教学中渗透科普意识和科学精神，依托丰富多样的教学活动和手段，引导学生阅读科普教材，使学生摒弃以分数论成败的观念，树立正确的学习观，重视学习科普知识开阔视野，扩充知识储备，实现对物理知识的灵活应用。具体而言，教师开展一些有趣味的活动课，让以学生为主角形式参与到科学发现中，实现学习能力的提升。

例如，在讲《万有引力定律》一课时，教师首先结合我国载人航天技术的发展渗透相应的科普知识内容。“正如我们所了解的那样，从神舟五号载人航天飞船开始，中国开始踏进国际航天领域。”再对这一内容进行科普，进一步激发学生学习万有引力定律的兴趣，以实现对公式的記忆、理解和应用。有效结合物理实验和科普知识，提高学生的学习兴趣和学习热情。再如，在讲《摩擦力》一课时，教师可以针对“摩擦力”这部分内容对学生进行科普，通过设计相应的实验，如教师事先准备一个空的矿泉水瓶，将瓶子的盖子盖好。然后用力拧瓶子的下端，让瓶子的下端产生变形。在这种情况下，教师快速拧开瓶盖，就会发现瓶盖飞出数米的距离，同时瓶口处还出现了“白雾”。整个实验融合了科普知识，学生通过观察实验过程，能够理解其中的原理。为了使学生深刻理解这部分知识的内涵，教师可以让学生亲自动手操作，感受科普知识的应用，以此提高对物理学习的兴趣。

（四）创新适合科普教材和学生特点的教学方法

在“以学生发展为重心，以学生学习为中心”的教学理念下，教师在课堂教学中的地位发生巨大变化，从传统的主宰者和指挥者变为现在的辅助者和引导者，教学方法的选用不仅提炼于教材内容，也综合考虑了学生的兴趣偏好、情感态度、学习需求、思维习惯、学习行为等，力求学生以最佳的状态投入学习，学好教学内容中的知识。而为了提升学生科普学习的效果，教师在教学中可以综合使用讲授法、情境法、角色扮演法、项目法等教学方法，充分激发学生的学习兴趣和培养学生的学习潜能。例如，在讲“电磁原理”相关知识时，教师可以挖掘课外学习资源中的科普知识对其进行讲解，揭示和解释“电磁原理”，使学生明确接下来将要重点学习哪些内容。然后利用多媒体技术设备展示磁悬浮列车的运行过程，让学生通过观看视频图片，深刻认识“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，掌握磁悬浮列车悬浮前进的机理。整个过程中，教师依托多组图片视频创设教学情境，激发学生探索电磁原理的兴趣。待学生理解电磁原理之后，教师可以适当融入与电磁原理相关的科学家的故事，并让学生编写小剧本，扮演科学家，演绎探索科学的困难，从科学家的人生阅历和心路历程中体会到科学素养和探索精神。然后以“发现科学”为主题，开展探究学习活动。通过引导学生阅读课外书籍，使学生汲取更多的素材和灵感，深入寻找生活中的电磁原理，更好地理解相关物理知识。这种综合运用多种教学方法的方式，契合科普教材内容和学生学习需求。特别是以放视频、讲故事、演人物等铺垫了课堂情感基调，激发了学生学习兴趣，能使学生主动挖掘课内外学习资源中的科普知识，并根据科普知识加深对所学物理知识的理解，进一步提高学习的有效性[4]。

结束语

科普教材在高中物理教学中的应用价值非常高，高中物理教师需要在充分认识科普教育的重要意义和科普教材内涵的基础上，加强科普教材在教学中的应用力度。通过合理选用科普教材，深化对教材的理解，培养学生的科普意识，以及创新教学方法，帮助学生开阔视野，拓展思维和夯实知识基础，最终实现物理综合能力的提升。

参考文献

[1]郑秀兰.关于信息技术与高中物理教学融合的思考[J].亚太教育，2022（23）：139-142.

[2]汪少成.浅谈初、高中物理教学的衔接问题及对策[J].中国教育学刊，2015（S1）：200-201.

[3]姜艳秋.高中物理教学中学法的培养与指导[J].中国教育学刊，2015（S1）：214-215.

[4]刘虎文，刘芳丽.新课标背景下初高中物理教学衔接的对策探析[J].广西物理，2022，43（2）：180-183.