高中物理教材“旁批”设置分析及应用策略

时间:2022-09-26 10:14:50

高中物理教材“旁批”设置分析及应用策略

摘要:人教版高中物理教材在正文基础上,还设置了“做一做”、“旁批”等小栏目,它们分担了教材的部分教学功能.本文以教材“旁批”为例,从引入新课、落实操作方法、引导自主探究、渗透科学方法、树立规范意识和感悟科学精神等方面挖掘其在物理教学中功能和价值,进一步探讨“旁批”在教学实践中的应用策略.

关键词:旁批;基本经历;自主探究

1“旁批”的界定及编写原因

辞海中关于“旁批”释义为:在正文旁边写评语.本文谈到的“旁批”为高中物理教材中背景色渐变、字体小于正文、下有粗线的文本,如图1所示.人教版物理必修1在P88中“旁批”中明显出现“旁批”字样,如图2所示.旁批是物理教材的有机组成部分,是对正文内容的注释、补充和引申,其中包括概念释疑、科学方法、操作方法、解题规范和物理人文等方面的内容.“旁批”承载教材的部分教学功能,是教材不可或缺的部分.

教材编写有相应的工作规范及原则,由于版面等原因,编者不可能把与某个知识点相关的所有内容一一列举出来.“旁批”正好可以对这样的内容加以补充.这样既不违背编写原则,又能解决这一矛盾,可谓一举两得.[1]

2教材中“旁批”的频度统计

从表1中可知必修1、必修2共46节内容出现78处旁批,平均每节17处,有旁批节数占比高达847%,没有出现旁批的仅有7节,其中《用牛顿定律解决问题(二)》一节出现6次之多。此外,每一节学生实验均配有旁批,足见短小精悍的教材旁批出现的频率还是较高的,其在教材中的地位和在教学中所起的作用都是不能忽视的.

4“旁批”在教学实践中的应用策略

在实际教学中,如何利用“旁批”发挥其应有的教育教学功能呢?笔者结合具体“旁批”案例和自身教学实践加以阐述.

41利用“旁批”引入新课

亚里士多德曾说过:“思维是从惊讶和问题开始的”.精彩的课堂导入不仅能快速吸引学生的注意力,而且会激发学生学习的兴趣.就物理新课的引入,除了借助日常生活中各种实例,还可以就地取材利用教材旁批作为引入,同样能达到引发学生思考和直奔主题的效果.

例如,在进行《必修2・宇宙航行》一节的教学时,笔者借助“梦想成真”部分的旁批(图3):“地球是人类的摇篮,但是人类不会永远生活在摇篮里――齐奥尔科夫斯基.”来引入新课,很自然地就会引发学生思考:如何才能冲出地球这个摇篮去宇宙航行呢?

42利用“旁批”落实操作方法

人教版物理教材为每一节学生实验均配备了旁批,是因为教材正文(尤其是涉及具体的操作技巧)阐述比较笼统(书面化),很多学生无法将其转化为具体操作能力,部分旁批就在这方面为学生提供具体操作方法的指导.

关于实验数据描点作图的“拟合技巧”必修1的 P22和P32均有提及(如图4、图5所示),实际教学中不少学生常常“都画成直线(曲线)”或将“曲线画成折线”, 其原因就是没有注意旁批(图4)中的提示或无法将旁批中的操作方法转化为具体的操作技巧.

当然,除了向学生传授旁批中的操作方法,像“拟合数据点作图象”这类操作性极强的还需要教师亲自示范,将抽象的文字转化为形象的操作过程,便于学生通过模仿将理论转化为实际操作能力.

笔者借助该旁批(图5)进行了教学尝试:就作图步骤提出了“四步法”作图方法,在课件中向学生详细展示具体操作技巧(如图6、图7所示);就拟合数据点技巧提出:先估形来后拟合,偏差大点先舍去,余点不必依次穿,大致对称两边分.在笔者演示的基础上,再给出具体的实例让学生进行演练,这种做法使学生由“纸上谈兵”转变为“画中学”,学生更容易接受.

此外,教师的示范不仅能将操作方法和理论可视化,降低理论理解难度,为学生掌握作图法提供动态“参照物”,而且能让学生在对比中找出自身的不足,提高规范意识.

43利用“旁批”引导学生自主探究

新课程和新教材强调学生通过科学探究获得知识,除了正文中的“探究”之外,“旁批”中也有可以探究的内容,这类旁批往往是以“?”开头或结尾,如图8、图9所示,其目的是结合正文内容提出相关问题,启发学生思考.教学过程中可引导学生对这类旁批进行自主探究,帮助学生完善知识结构,进一步深化新课程所倡导的自主探究理念.

例如针对图9所示旁批可引导学生进行如下探究:

(1)寻找公式M=4π2r3GT2中的变量?思考这个变量整体r3T2的含义?

(2)尝试解释开普勒第三定律――比值k是一个对所有行星都相同的常量.

(3)根据月球和人造卫星绕地球运动分别算出来的地球质量相同吗?

通过这样的探究来加深万有引力定律和开普勒第三定律的内在联系.

当然,旁批可以穿插在课堂中解决,如图8所示旁批,在学习了万有引力理论之后还可以再让学生解释当时的猜想.限于课时的限制,Σ糠痔骄坷嗯耘也可布置学生课后进行自主探究.例如,必修2《实验:研究平抛运动》P13旁批中指出:“想一想,利用所绘的平抛运动的轨迹还能进行什么研究?”

44利用“旁批”渗透科学方法

在高中教育由精英教育逐步转变为义务教育的当下,对于许多将来不以科学技术为职业的学生更是如此,也许关于物理的具体知识(如匀速圆周运动)将会忘记,但学习物理知识过程中的经历将长留心中,成为他们的潜意识和价值观.为了更好地体现和达成这一目的,在教材正文渗透科学方法基础上,“旁批”中也明确提出了各种科学方法.

就“比值定义法”教材首次在必修1P15“旁批”中这样表述:在这里,我们用两个物理量(位移和时间)的比值定义了一个新的物理量(速度),它的物理意义与原来的两个物理量完全不同.今后还会多次遇到用比值定义的物理量.如图10所示,教材正是通过这几个旁批不断对比值定义法进行强化,并在选修3-1 P11就“比值定义法”做了170字的全面总结,还将其扩展到日常生活中的“单价”、“人均国民生产总值”.这已超出了物理学科的范畴,体现了科学方法的跨学科性.不仅体现了领悟方法要符合学生的认知规律和循序渐进的教学原则,而且契合了“国际科普理论学者认为,科学方法是科学素养中最重要的内容,公众理解科学,最重要的就是要理解科学方法并应用这些科学方法解决自己生活和工作中的各种问题”的思想.

物理教材“旁批”中涉及到很多物理方法(如表3所示),教学中可以通过它们向学生传递和渗透科学方法,提升学生的科学素养.

45利用“旁批”树立规范意识

教学中常见学生不注意规范,导致解题过程步骤不全,条理不清,符号混淆,遗漏单位,公式、方程和结果来得太突然,缺乏必要的变换及运算等.许多基础好的学生在高考后估分时感觉良好,但高考的真实分数又大打折扣,甚至远低于自己的期望值,其根本原因就是平时解题时不注重规范和缺乏规范意识.物理教材将规范意识明确地写在旁批中,而且是在学生第一次接触规范就在旁批(如图11所示)中给出提醒.

就解题规范而言:必修1在P39的例题首次进行公式变换时就在旁批(如图12所示)中提出了相应的解题规范:“一般应先用字母代表物理量进行运算,得出用已知量表达未知量的关系式,然后再把数值代入式中,求出未知量的值.这样做能够清楚地看出未知量和已知量的关系,计算也比较简便.”

就单位规范而言:必修2在《圆周运动》P15中旁批(如图13所示)提醒到:“弧度不是通常意义上的单位,所以,带单位计算时,不要把“rad”或“弧度”代入算式中.这时角速度的单位应该写成“s-1”,“r/s和r/min”都不是国际单位制中的单位,运算时往往要把它们换算成“弧度每秒”.以前教学中确实碰到细心的学生就此产生疑问,笔者刚开始教书时也不明白缘由,只是叫学生记住结论,学生似乎也似懂非懂.后来仔细翻阅教材才发现旁批中早已经给出了明确的解释,让学生看看旁批就明白了.

教学中及时利用旁批提示与提醒树立规范意识,能使学生在学习之初就能树立规范意识,比后面学生犯错了再来纠正的效果要好得多、容易得多.

46利用旁批感悟科学精神

高中教育向学生传递知识同时担负着向学生传递科学精神和人文精神的责任.高中物理教材借助旁批中提到科学家事迹及其名言等,向学生传递其中蕴含的科学精神和感悟,藉此提高学生的科学人文素养.

利用旁批可以帮助学生感悟以下科学精神(图14).

5结语

正所谓:麻雀虽小五脏俱全.“旁批”虽然是人教版高中物理教材的“边角料”,其也承载教材的部分教学功能,是我们补全和拓展教材正文教学的有力抓手.从某种角度来讲,其教学功能一点也不逊色于教材正文.为此,在教学实践中利用好旁批这块“边角料”,不断挖掘其内在的教学功能和价值,才能实现教材和教学的有效“交会对接”,让旁批成为高中物理教学的“点金石”.

参考文献:

[1]何蕾,章建峰让“旁批”成为高中数学的点金石[J],数学教学通讯(教师版),2011(12)

[2]人教版高中物理必修1必修2[M],人民教育出版社,2014

[3]孙海贤 严青荣“旁批”在物理教学中的作用[J],物理教W探讨,2009(11)

[4]温国平“四自一点评”的旁批教学模式[J]试题与研究(教学论坛),2014(3)

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