新课程知识观视野下的物理教学——以《自由落体运动》为例

知识观是人们关于知识本质、来源、范围、标准、价值等的种种假设、见解与信念。课程传递什么样的知识在一定程度上受特定的知识观影响。传统知识观普遍认为知识是“客观的”“绝对的”“科学的”和“直接获取的”，知识被当作外在于主体（即学生）的客观存在。受其影响，传统课程表现出过分关注知识的结论而忽视产生知识的过程；追求确定的、绝对的知识，即而成就了教师在学生面前是“知识权威”的形象；知识获取的方式是间接的、授受式的。建构主义的知识观认为，知识是一种主体性的存在，即主体基于自己的经验以及所处的社会文化历史背景，通过主动建构的方式而获得融入主体世界的知识。后现代主义知识观颠覆了知识的绝对客观性、普遍性、单一性以及积累性变革，主张知识具有不确定性、情境性、复杂性及转化性变革等特点。
　　
　　在建构主义与后现代主义知识观的冲击之下，物理新课程表现出不同于传统课程的特点：[1]课程目标突破了教学偏重“知识、技能”增长的传统目标，确立了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标；课程内容的选取由注重结果性知识向过程性知识、生成知识的方法以及体验性知识转变；学生的学习方式由“接受”、“传递”向“建构”、“探究”转变；知识的范围由“学科本位”向物理学与社会、科技和日常生活的“有机整合”转变。在人教版第二章对自由落体运动的研究中，充分体现着新课程在知识观上的转型，同时也为新课程的物理教学指明了方向。
　　
　　一、加强方法论的教学
　　
　　将伽利略对自由落体的研究这个历史性事件作为独立的一节内容，充分体现了新课程对知识发生发展的过程、科学研究方法给予了更多的关注。学生们通过了解伽利略如何经由逻辑推理对亚里士多德的落体理论提出质疑，能逐步体会到来自经验的结论并不全然是正确的，建立在一般观察基础之上的辩证性思维往往彰显着其非同一般的价值。在伽利略斜面实验中，“物体的下落究竟是一种怎样的运动？”、“如何用实验去验证猜想，需要得到什么样的结论才能证明落体运动是匀加速运动？”、“用实验验证X∝t2时，自由落体时间因太快而难以测量，又该怎么办呢？”这一个个问题指引着伽利略不断寻求解决的方法，最终得到结果。这一逐层推进的问题链同样也是将学生的思考引向深处的关键。学生们在教师的引导下，经历伽利略对自由落体的探究过程，从而进一步加深对自由落体运动的认识和理解。
　　
　　在以往的教学中，物理学史常常以背景形式出现，在有助于激发学生学习兴趣的同时，也能帮助学生更好地理解抽象的物理概念、原理和规律。新课程则不仅仅强调物理学史的背景性意义，更将其作为学科的重要内容，突出其在培养学生的物理思维、科学精神、科学态度和科学方法上的重要作用。对于这一部分内容的处理，笔者认为可以将其与探究自由落体运动的教学相串联，从伽利略与亚里士多德关于落体问题的争论中引出自由落体运动；通过课前导问，如“伽利略研究自由落体运动的过程是怎样的？他在研究时遇到了怎样的困难？他是如何克服的？他的经历对我们的学习有何启示？”等问题，引导学生通过自学和课堂讨论加以解决，从中体会科学方法；再经由教师有针对性地点拨，强化方法论的学习。
　　
　　二、注重学习的主动探究和自我建构
　　
　　《高中物理课程标准》在课程目标中明确指出：“让学生经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。”[2]随着新课程的实施，“科学学习要以探究为核心”的理念也日渐深入人心。在探究自由落体运动的性质时，新课程一改旧教材中直接给出结论的方式（人教版必修第一册第37页，“伽利略仔细研究过物体下落的运动以后指出：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动”），主张让学生通过猜想自由落体运动的加速性质，并类比之前课程中对小车做匀变速运动的研究，借由学生的自主实验探究来获得“自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动”的性质。学生们通过实验经历科学探究过程，获得科学发现的成就感，同时也加深了对自由落体运动性质的认识，使这一知识不再是停留于表层的、外部授受的内容。
　　
　　细心的读者会发现，新版教材中设置了不少“做一做”、“说一说”、“思考与讨论”等栏目，其目的是希望学生在自学的过程中能够关注到这些问题，加深对知识点的理解和拓展。例如第46页的表格中列出了一些地点的重力加速度，旁边一个偌大的问号提示学生从表中寻找、发现规律，并尝试对此做出解释。类似这样的栏目，教师们可以在课堂上有选择性地加以引导，而不一定要以获得某一结论为主旨，其目的更侧重于引发学生积极地思考，将学生的思维引向更广阔的空间，并进而使学生养成思考和发现的习惯。
　　
　　三、反映物理学与社会、科技和日常生活有机整合的事实
　　
　　今天的物理学已经成为庞大的自然科学体系和技术科学体系形成和发展的重要基础，许多新兴学科、交叉学科的形成无不渗透了物理学的最新成果。基础物理学为我们更好地理解一些高新技术奠定了基础。传统的教材或教学将目光聚焦在物理学概念、规律、原理的学习以及相应的巩固练习，学生们被困在“象牙塔”里，不断地萌生出“为什么学物理？物理学有什么用？”的疑问。幸而，新课程改革正试图改变这一现状。以新课程标准为依归的物理新教材添加了许多与学生生活密切相关的知识以及现代高新科技知识，使学生们从生活的需要出发重新认识物理学，发现物理学强大的生命力和应用价值。纵览全书，我们不难发现，诸如“科学漫步”、“STS”、“做一做”之类的内容夹杂在各章节中，将物理学与学生生活的世界产生关系。
　　
　　“测定反应时间”已然勾起了同学们比比谁反应更快的兴趣，仅仅需要几分钟的实验时间，既活跃了课堂气氛，又加深了学生对自由落体运动规律的理解和把握。在解决估算“傻瓜”相机的曝光时间问题时，将实际生活中的问题提炼成一个简单的物理问题，并通过建立物理模型加以分析解决，不仅使学生们掌握处理实际问题的方法，同时也让他们体会到物理学简洁且又实用的魅力。教师们还可以就相机的曝光原理进行简单的介绍，让学生们在应用自由落体运动规律解决问题的同时，也了解了生活中常用的数码产品——相机的基本工作原理，充分体现了物理学与科技、生活的莫大关联性。
　　
　　新课程改革的知识价值取向是多维的，它不仅仅是通过知识的学习培养一种“知识人”，而且要把学生培养成为“生成知识的人”和完满的现实生活和可能生活的主体。因此，新课程的物理教学不仅仅是使学生通过获取知识促进智力的发展，而且是借助物理学知识这一载体使学生获得终身学生的兴趣、习惯及一定的学习能力，帮助学生树立科学的价值观。