第四章  中学物理教学过程与教学原则

本章题旨

本章讨论中学物理教学过程的有关问题，主要包括中学物理教学的任务，中学物理教学过程的基本规律，中学物理教学原则。这三个问题之中，最为关键的是教学规律，只有客观准确地揭示出中学物理教学过程的固有规律，才能以此为依据科学地确定中学物理教学原则。要揭示物理教学过程的规律性，就要分析物理教学过程的本质特征。同时，物理教学的目的任务是影响教学过程的重要因素，也是物理教学研究必须关注的重大问题。因此本章从中学物理教学的目的任务谈起。

第一节  中学物理教学的目的和任务

所谓“教学目的”，是指通过教学过程想要达到的终极性主观意图，它与一个个具体的“教学任务”涵义不同。但当教学过程正在实施之中时，终极性“教学目的”即可转化为（或者说，必须转化为）一个个具体的“教学任务”去完成。只有完成教学任务，才能最终实现教学目的；而要最终实现教学目的，必须先完成教学任务。可见，教学目的与任务有着不可分割的内在联系。

一、影响确定中学物理教学目的和任务的因素

中学物理教学的目的任务，并非任何人可以主观随意地确定的，就其实质而言，中学物理教学的目的任务是由社会经济政治的发展需要决定。不同的社会发展阶段、不同的时代，对教育提出的要求不同。对我国现阶段以及未来相当长时期的中学物理教学而言，其目的任务主要是根据党的教育方针、中学教育的性质和任务、物理学科的特点及其在中学整个教学计划中地的位和作用、学生的年龄心理特征等四个因素确定的。

1．党的教育方针

中学物理教学的目的任务是中学物理全部教学工作的指南，必须充分反映党和国家对中学教育的基本要求，体现党的教育方针。《中共中央关于教育体制改革的决定》中将党的教育方针表述为：教育必须为社会主义建设服务，社会主义建设必须依靠教育；社会主义现代化建设的宏伟任务要求教育工作要面向现代化、面向世界、面向未来，为我国经济和社会的发展准备大量的能够坚持社会主义方向的各级各类合格的专门人才。《中华人民共和国义务教育法》指出：义务教育必须贯彻国家的教育方针，实施素质教育，提高教育质量，使适龄儿童、少年在品德、智力、体质等方面全面发展，为培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设者和接班人奠定基础。可见，实施素质教育，培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义现代化建设所需要的各级各类合格的专门人才，就是我国教育事业所面临的伟大而艰巨的任务，也是各级各类学校所追求的培养目标。

2．中学教育的性质和任务

中学物理是中学课程内容的重要组成部分，物理教学对完成中学教学任务具有举足轻重的作用。因此，物理教学必须要对完成中学教育的任务做出贡献，这就要求确定中学物理教学的目的任务必须考虑中学教育的性质和特点，使其与中学教育的目的一致。只有物理教学的目的任务符合中学教育的性质，物理教学才能有助于完成中学教育的任务。

我国目前的中学教育包括初级中学教育和高级中学教育。前者属于普通教育中的义务教育阶段，所有适龄少年都必须接受初中教育，以便形成合格公民必须具备的基本素质；后者是义务教育分流后进一步打好基础的普通教育，通过这一阶段的教育，在全面提高素质的同时发展学生的健康个性和特长，随着我国教育事业的发展，目前我国正在大力发展并逐步推进普及高中教育。可见，我国的中学教育并非是有明显职业倾向、培养某方面专门人才的教育，而是为培养各类人才奠定良好基础的教育。因此，我国中学教育的性质是基础教育。根据基础教育的性质，党和国家规定了中学教育的基本任务是提高全民族的素质，培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义公民，并为培养德、智、体、美、劳全面发展的现代化建设需要的各级各类人才奠定基础。

3．物理学科的特点及其在中学教育中的作用

物理教学中师生作用的客观对象是物理学，物理学本身的特性是影响中学物理教学目的任务的重要因素。物理学研究自然界中的物理现象，是以实验为基础的一门学科。物理学与人们的生活、生产以及科学技术的发展有不可分割的重要联系。同时，物理学是一门定量的科学，具有严密的逻辑体系和独特的思维方式，物理学从它的早期萌芽到近代发展，应用创新并丰富着科学研究方法，形成了一整套科学研究方法体系。因此，通过中学物理教学，学生不仅能掌握基本的物理知识，而且能够形成多方面的能力，发展智力，同时还能掌握科学研究的基本方法，培养学生的科学态度和科学精神。可见，中学物理教学对提高学生的素质，完成中学教育的任务具有其他学科无法替代的重要作用。因此，在确定中学物理教学的目的任务时必须考虑物理学科的这一特征。

4．中学生的年龄及心理特征

学生是物理教学中认识的主体，物理教学的最终效果是通过学生来体现的，物理教学的质量高低主要反映在学生在物理教学中是否得到充分的发展，是否掌握了物理学的知识与技能，提高了科学素养，形成了正确的人生观、价值观和世界观。中学生处于人生发展的一个特定阶段，其生理和心理发展有其独特性。这个独特性也决定了中学生的认识特征，发展特征和人格形成特征。因此，在确立中学物理教学目的和任务时必须考虑到这一重要因素。中学生的年龄一般在12-19岁之间，这一阶段正处于人脑的第二发育高峰期。这一阶段的学生，生理和心理发展都比较旺盛，是形成健康的体魄，良好的心理素质，正确的世界观、人生观的重要时期。因此，中学物理教学也是培养学生能力、发展学生智力的重要阶段。

二、中学物理教学的目的任务

中学物理教学是中学教育的重要组成部分，它对完成中学教育的任务起举足轻重的作用。中学物理教学的特性决定了中学物理教学的目的任务有不同于其他学科的特征。从整体上讲，中学物理要使学生学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解其应用、关注科学技术的现状及发展趋势；经历科学探究过程，学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能用物理知识和科学探究方法解决一些问题；发展学生的好奇心、求知欲及对科学探索的兴趣，形成实事求是的科学态度与科学精神，有将科学服务于人类的社会责任感，了解科学与技术、经济与社会的互动作用、认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。通过物理教学最终提高学生的科学素养，使中学物理教学为提高全民族的素质做出贡献。具体而言，中学物理教学的目的任务可从三个方面把握。

1、学习终身发展必备的物理基础知识与技能。

在中学物理阶段，学习物理学的基础知识，就是要学生了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律，了解物理学的基本观点和思想。中学物理涉及的物理知识十分广泛，从研究对象的性质和运动形式看，中学物理涉及到力学、热学、光学、声学、电磁学、原子与原子核等多个物理学分支；从知识的属性看，无论哪一个分支都包含物理现象、物理概念、物理规律、物理实验以及物理知识的应用、物理学的形成等方面，其中物理现象、物理概念、物理规律和物理实验是最基本的内容。

（1）物理现象

 所谓物理现象是指自然界物质在运动、变化和发展过程中表现出来的有关物理特征的现象。物理现象能够在自然界中直接观察，也可以通过物理实验观察物理现象。在自然界观察物理现象，有利于在教学中加强物理课程与学生生活经验的联系。在物理实验中观察物理现象更有利于观察到物质在运动、变化和发展过程中表现的物理特征，并且可以在一定条件下重复观察。

物理现象不仅是学生学习的内容，而且是物理教学的基础。首先，丰富多彩的物理现象不但是提供学生物理感性认识的重要方式，而且是激发学生的学习兴趣，培养学生观察能力的有效策略。其次，物理现象是人们对物理学的感性认识，只有具备了感性认识，才有可能上升到对物理学的理性认识。因此，具体形象的物理现象是学生形成物理概念、掌握物理规律、学习物理理论的前提。再次，教学中引导学生从物理现象入手学习物理，在由物理现象到理论的形成过程中，能够引导学生经历物理学研究方法的应用、学习物理学思想、培养学生的思维能力，使学生形成科学态度，提高学生的科学素养。

（2）物理概念

物理概念是客观物理事物的共同特征及本质属性在人的大脑中的反映，是人们对自然界存在的物理事物的抽象和反映事物有关物理本质的思维方式。

任何物理概念都有内涵和外延两个部分，概念的内涵是指概念所反映的事物的物理本质属性，是区别于其他概念的重要标志。概念的外延是指物理概念的适用范围，也就是概念所指对象或所涉及事物的总和。物理概念有定性物理概念和定量物理概念之分，定性物理概念主要从“质”的规定性规定事物的物理本质特征，定量物理概念不仅从“质”的规定性而且从量的规定性对事物的物理本质特征进行描述，这就使得大多数物理概念成为一个物理量，也使得物理学成为一门定量的科学。

自然界事物在物理运动、变化和发展方面的本质属性多种多样，因而也就存在众多的物理概念，且不同概念之间存在着明显差异。但从整体分析，物理概念作为一个整体具有三个特征。

第一，物理概念具有客观性。物理概念反映客观事物的物理本质属性，要形成物理概念必须依据客观事物的物理本质属性，要认识物理的本质属性，必须对客观存在的物理现象进行观察、分析、抽象、概括等一系列思维运动。这说明物理概念不但以客观存在的物理事实为基础，而且是对客观物理事实和物理现象更为深刻的认识。

第二，大多数物理概念都表示成一个物理量，可以直接或者间接测量，具有可测性。物理学在其发展过程中，成功的引用和运用数学表述和研究物理运动，并且用各种形式把物理概念量化，用物理量表示。这样不仅使物理概念得到了量化，而且使物理学发展成为一门定量的学科。

第三，物理概念具有一定的相对性和局限性。物理概念是在一定条件下和一定范围内建立起来的，这就决定了物理概念必然有它的适用范围和适用条件。如果超出了这个范围和条件，其结论就不一定成立。例如，在低速宏观运动条件下，质量与物体的运动状态无关，而在高速运动条件下，这个结论就不适用了。此外，相当多的物理量具有相对性，是相对于一定的参考点而言的。例如，速度是相对于某一参照系而言的，电势的量值是相对于规定的零电势而言的，牛顿定律是相对于惯性参照系成立的等。

（3）物理规律

规律反映了事物之间的本质联系，它表示在一定的条件下事物必然的发展变化。物理规律客观反映了物质运动变化的本质属性之间的关系，指出了在一定条件下物质运动的必然发展变化。物理规律一般以物理定律、物理理论（原理）、物理定则（法则）、物理公式等形式表现出来。

物理规律是物理教学的中心任务之一。对物理教师而言，要搞好物理教学，必须了解物理规律的特点。把物理规律作为一个整体，其特点主要表现在以下四个方面：

第一，发现物理规律，建立物理理论除了依据可靠的客观物理事实之外，还要通过观察、实验、分析、推理等一系列思维活动对物理事实进行加工。只有这样，人们才能抓住客观事物的物理本质属性，建立事物物理运动、变化和发展的本质联系。

第二，物理规律反映了物理概念间的联系，是事物物理运动、发展变化的本质联系，它表明在一定条件下物理现象必然发生。例如，牛顿第二定律揭示了物体的加速度与它所受外力的本质联系，是物体运动的一条规律。由此可以判断，只要满足物理受到外力作用的条件，物体就产生加速度这一现象必然发生。

第三，物理规律总是在一定条件下和一定范围内得到的，因此，物理规律具有一定的使用条件和适用范围。如果超过了这个条件和范围，物理规律可能就不适用了。例如，经典力学的规律只适应于低速（相对于光速而言）宏观物体运动，当物体的运动速度可以和光速相比拟时，其运动规律就要用高速世界的相对论理论描述，对微观粒子的运动规律则要用量子世界的理论描述。

第四，物理规律具有一定的近似性。从一定意义上讲，物理规律只能是近似的反映了客观世界，它不是终极性的绝对真理。物理规律的这个特点是由其产生过程决定的，人们在得到规律时，总是抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对客观世界做了一定程度的简化处理，同时由于人们也不可能完全精确地对物理量进行测量。因此，总结的物理规律总是在一定的精确度下成立的。

（4）物理实验

物理实验是中学物理的重要内容之一，所谓物理实验是指人们利用仪器设备和一定的手段，设法控制、重现或模拟物理现象和物理过程，根据研究的目的，控制条件，排除次要因素，突出主要因素，在最有利的条件下研究物理学的一种方法手段。

物理实验不但是物理学的重要研究手段，而且在物理学的产生、发展和形成过程中起着十分重要的作用，这一点主要表现在四个方面。首先，从一定意义上说，物理学是从实验产生的。在物理理论体系中，主要的物理定律都是在物理实验基础上建立起来的。其次，物理实验是检验物理理论的试金石。实践是检验真理的唯一标准，物理实验是物理学中的重要实践活动之一，物理学中检验物理理论的真理性就是要看由理论引申的结论是否与实验事实相符合相一致。爱因斯坦就曾指出，如果理论预测的结果被实验事实证明，那么认为这个理论在这一特殊领域内准确地反映了自然界应该是没有什么可怀疑的。可见，和实验事实相符合是物理理论真理性的最高裁判。第三，物理实验中的重大发现能够开拓物理学研究的新领域。一般而言，物理学新的研究领域以及物理学新理论的提出，往往是伴随着物理实验的新发现开始的，这一点已为大量的物理学发展史所证实。第四，物理实验中的不断发现能够促进物理理论的不断完善，人们对原子结构的认识历程就充分说明了这一点。

从上述讨论易见，物理实验不仅是物理学研究的重要手段，更是物理学和物理教学的重要内容。因此，在中学物理教学中搞好物理实验的教学，是提高中学物理教学质量不可轻视的重要方面。

2、经历科学探究过程，学习科学研究方法

经历科学探究过程，学习科学研究方法是中学物理教学的主要任务之一。物理课程标准把过程与方法作为物理课程具体目标的重要方面，该目标的核心就是强调让学生在学习过程中经历和体验。

（1）经历科学探究过程

物理教学的任务之一就是让学生经历科学探究过程，在经历的过程中认识科学探究的意义，并尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。把科学探究引入物理课程的内容标准是物理课程改革的创新和亮点。科学探究既是物理课程的学习内容和学习目标，也是一种重要的学习方式，在科学探究活动中，学生经历和科学家进行科学研究时相似的活动过程，在此过程中，体验科学探究的乐趣，学习科学研究方法，领悟科学思想和精神，学习物理知识和技能。

科学探究是指科学工作者发现提出问题、解决问题的一个过程，科学探究的形式是多种多样的。尽管科学探究没有一个固定的形式和步骤，但在科学探究中却包含一些共同的要素，如提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证以及评估、交流和合作等。学生在具体的科学探究中，其探究活动可以涉及全部要素，也可以只涉及部分要素。科学探究的方法是程序性知识，实施科学探究不仅要以具体内容为载体，而且要特别注意让学生经历科学探究活动，在经历中体验，在科学探究的过程中掌握科学探究的方法，认识科学探究各要素的意义。

（2）学习科学研究方法

科学研究方法是物理课程的重要内容。学习能力的形成，离不开科学方法的学习和掌握。在物理教学中，学生通过物理概念和物理规律的学习过程，学习物理学的科学研究方法，认识科学研究方法在物理学发展过程中的作用。形成收集信息和处理信息的能力，自主学习能力，分析解决问题的能力以及交流与合作的能力。

物理学在其产生、发展和形成过程中运用并形成了丰富的科学研究方法，这也使得物理学成为一门具有方法论体系的学科。在中学物理中涉及的主要研究方法有：

① 观察方法：观察是最基本、最古老、最直接的研究方法，在物理学研究中占有重要地位，物理学中的观察有直接观察，也有借助仪器设备的观察。随着物理学研究的不断深入，借助仪器对物理现象进行观察也越来越重要。

② 实验方法：实验是物理学研究和学习的重要方法，所谓物理实验是指人们有目的、有计划利用仪器设备，人为控制条件重现物理过程或模拟自然现象，排除次要因素，抓住主要矛盾，在最有利的条件下研究自然规律的科学手段。

③ 理想化方法：理想化方法是物理学的重要研究方法之一。理想化方法实质上是一种科学抽象的方法，它是在原型的基础上，借助逻辑思维和想象力，抓主要矛盾。突出研究对象的主要因素，排除无关因素的干扰，忽略次要因素，在大脑中形成理想化的研究客体。在物理学的研究和学习中，理想化方法被用于建立物理模型，进行理想实验，解决物理问题等。

④ 假说方法：在物理学的研究和学习过程中，常常要用到假说的方法。所谓假说，就是人们面对研究的问题，在观察和实验材料的基础上，依据已有的知识、经验和事实，对所研究对象中事物的因果性、规律性做出猜测、假定性的解释和说明。在物理学研究中，假说对物理理论的形成，物理实验的设计具有十分重要的先导作用。在科学探究内容标准中，猜想和假设是其核心要素之一。

⑤ 数学方法：物理学是一门定量的科学，物理学的理论和规律往往用数学关系式进行表达。数学方法是研究和说明物理问题时采用的数学理论工具，它在物理学中的应用不仅是物理学表达的工具，同时也是物理学推理的重要工具。

3、进行情感态度与价值观教育

中学物理课程提出了三维一体的课程目标，情感态度与价值观维度是物理课程目标的重要方面。因而，强化情感态度与价值观教育，使学生形成积极的情感态度与价值观是中学物理教学的重要任务之一。

（1）情感态度与价值观教育的内容

在中学阶段的物理教学中，情感态度与价值观教育内容主要表现在，通过教学使学生领悟到自然界的奇妙与和谐，发展学生对科学的好奇心和求知欲，以及对物理学的兴趣，使学生乐于探究自然界的奥秘，并在探究中体验科学探究的乐趣和艰辛，从而激发学生探究科学奥秘的热情和积极性，使学生勇于探究与日常生活相关的物理问题、形成将物理知识应用于生活与生产实践的意识。

实施情感态度与价值观教育，物理教学要注重培养学生具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度与科学精神，培养学生主动与他人合作，将自己的见解与他人交流，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

实施情感态度与价值观教育，就是要通过物理教学使学生了解和体会物理学对经济、社会发展的贡献。能够关注、思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识；同时，还要培养学生关心国内、国际科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感和责任心，有将科学服务于人类的意识。

（2）情感态度与价值观教育的方式

学生的情感态度与价值观的发展，是和学生的学习过程紧密联系在一起的。因此，在物理教学中，实施情感态度与价值观教育，不能进行空洞的说教，要突出学生的主体地位，结合物理教学和学生的学习过程进行。特别要注意以下三个方面：

首先，要重视学生的学习过程。情感态度与价值观教育重在学生的经历和体验，教学中要让学生经历相关的学习活动过程，绝不能只看到学生在学习过程中所获得的结论。让学生在经历与物理学习相关的活动过程（如科学探究、观察、调查和实验等），学生不仅在过程中学习物理知识和技能，而且在过程中学习分析解决问题的方法和思路，获得具有较高概括性和广泛适用性的程序性知识。同时还能获得亲身的体验。可见，让学生经历学习活动的过程是融合物理课程三维目标的有效方式。

其次，在教学内容的处理上关注情感态度与价值观教育。

再次，教学内容中要渗透科学的价值观，教学要关注尊重事实、尊重证据，培养学生善于改变与事实、证据不一致的自我判断，不迷信权威、不轻信传闻，把实验作为检验某种学说的最终标准。