张大昌老师回答教师的20个提问

交流主题：新课程标准下的教学探讨
附：张大昌老师简介：
现任课程教材研究所研究员，人民教育出版社编审
1965年毕业于北京师范学院物理系
1967年至1979年在北京郊区农村中学任物理和数学教师
1982年毕业于北京师范学院物理系，获理学硕士学位
1982年至1994年在首都师范大学（北京师范学院）物理系任教
1994年至今在课程教材研究所（人民教育出版社）作研究、编辑工作
曾主持或参与多种普通中学、中等师范学校、中等职业学校的物理教科书的编写、编辑工作。
曾发表多篇有关中学物理教育的文章。

1.学物理有什么用？
张大昌老师：这是学生常问的一个问题，有的老师也讲不清楚。“用”有三层意思。
一、最低层次，例如，物理对我自己是有用的，因为它使我有了职业，能够养家糊口。对于很多技术人员也是这样。
二、较高层次，学了物理能够发展我们的科学技术，报效祖国、造福人类。这样的境界高了一些。
三、更高层次，学习物理使们接触了一类重要的人类文化，提高了我们的文化修养，打开了又一个心灵的窗口，能够更好地、更深刻地享受今天的幸福生活。这方面其实是最重要的，有很多话，开会跟大家见面时可以多说一些。

2.关于学生的兴趣？
张大昌老师：兴趣是情感态度价值观的重要内容。过去我们说有了兴趣可以更好地学习知识，落实在知识上，现在呢，兴趣本身也是课程目标的一部分，是健康的心理发展的重要组成。不过今天这里要强调的还是有了浓厚的兴趣才能学好。很难想像你能掌握你所憎恶的一种技能。
怎样才能保持学生的兴趣？（这里用的是“保持”而不是“培养”，因为人生来就对外界存有浓厚的兴趣。）最重要的不是搞什么“花活”而是让学生学懂学会！所以，尽管教师要研究各种教育思想之类的问题，但最要下功夫的是怎样让学生比较容易地“学懂、学会”。
提高兴趣可以有一些技巧，但不是主要的，主要的是，你要问问自己，作为物理教师的你，你自己对物理有没有兴趣？它是否只是谋生的一种工具？将来退休了，不再教书了，是不是像学生毕业了一样要把物理书抛到九霄云外去，还是因为时间充裕了，要想一想过去一直没有想明白的物理问题？
情感态度价值观难以通过纸笔考试来检查，但对科学的丰富情感、科学的态度、科学的价值观真的会使你的物理学得更好，这是提高考试成绩的前提。

3.科学探究不是全新的东西？
张大昌老师：教学中的科学探究不同全新的东西。多年以来，大家一直认为带有探究性质的课是好课。我自己在高中时（1960年前后）的物理老师是公认好教师，他在教学中总是引导学生去探究。给我印象很深的一次是，他对我们说，试电笔中为什么要串联一个兆欧级的大电阻？为的是保证通过的电流很小，不伤人。这个事实说明很小的电流就能使氖管发光。但是把氖管直接接到低电压上，它却不亮，这是为什么？老师当时并没有给出答案。后来我们自己找书、商量，有人还做了实验，自己就认识到了气体导电的特点（当时气体导电是教学内容）：要高电压击穿才能开始导电，而维持电流只需要很低的电压。
这个例子说明，将科学探究引入教学不是新鲜事，过去一直有人在这样做，近年来做的人更多，大家公认这样做是好的，不过没有提“科学探究”这个词。这次课改是时机成熟了，我们的认识也深入了，明确把科学探究放入了课程标准这样的法规性文件，这是一个飞跃！
☆科学探究不只是教学方法
科学探究有三重意思。第一，它可以指一种教学方法，这点不必多说。第二，它也是一个教学内容，学生通过科学探究要学会怎样进行探究，学会怎样认识新事物，我们强调它在科学方法上的意义。这是新课程与过去的课程的不同之处。第三，科学探究是一种精神，这是要特别注意的。
我认为不应该说某节课是探究课，某节不是，因为科学探究并没有一定的模式。课程标准给出了科学探究的几个要素，某个教学过程具有其中的一两个要素，这个教学过程就具有了探究的精神。例如，科学探究的本意是指对未知自然规律的探索，但我们也应该以探索的精神去学习仪器的使用。
又如，学习四种基本相互作用时，可以这样问学生：“质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？”学生会想：“对呀，同性相斥，为什么质子与质子能结合在一起？也许还有其他的力使它们吸引在一起？也许……”它具备了提出问题、猜想和假设的要素，甚至还有简单的分析与论证，所以这就是一个科学探究。教学中的科学探究并不神秘！
教学中的科学探究不一定都要做实验
实验是科学探究的重要组成部分，但是教学中的科学探究不一定也不可能都是完整的，所以不一定都要在课上或课下做实验。前面关于强相互作用的教学例子中，人类要认识这个规律是离不开实验的，但学生不必做实验，也部分地参与了这个探究。
又如，学过向心力之后，教材中有这样一个思考题：“地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径。地面上有一辆汽车沿着赤道行驶。根据前面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？”
提出问题之后，学生根据以往拱形桥的经验就会想到：“速度越大，越可能离开地面；但半径越大，越不可能离开。地球半径很大，要离开就要非常快……”这也是一种猜想与假设。他们甚至还能算出汽车离开地面所需的速度。学生经过自己的研究就能认识第一宇宙速度、失重现象而不是听老师讲给自己的。所以这个例子也是一个科学探究，但学生不需要亲手做实验。
这样的认识使我们对科学探究的理解不那么狭隘，等于给我们的思想松了绑。

4.什么是猜想与假设?
张大昌老师：经常听到老师教训学生：不要胡猜；在其他场合也有人说：这还算什么猜想，几乎是板上钉钉的结论（例如前面关于拱形桥的例子）。猜想（假设）与“胡说八道”及“确定的结论”之间有什么区别？
“猜想与假设”是根据不充分的事实（要有事实）或不严格的推理（要有推理）而得出的结论！
猜想与假设不能没有根据，例如前面关于强相互作用的例子，根据是“同性相斥”；也不能不合逻辑，这个例子是合乎逻辑的。但是，也还有其他可能：存在未知粒子，它与质子的作用把它们结合在一起，而非质子之间的力使它们不分离，还可能……因此，“存在强引力”的结论是不确定，但有根据。所以它是猜想或假设。
既然猜想与假设是不确定的，它的不确定性就不会一样。拱形桥例子中的不确定性较小，而强相互作用例子中的不确定性就很大了。
物理定律不是实验数据的简单归纳
物理定律不能从演绎中得出，这点已有共识。但许多老师心里还想着它们都是由“大量”实验归纳出来的。在这种深层意识之下，“每个规律都要通过实验探究来建立”，这是一个误区。
牛顿第二定律就不是“大量”实验室数据的总结。当初牛顿主要是分析了少数的几个行星的运动，设想它们与所受太阳的引力的关系应该是正比例关系，而从观测资料得到验证，然后推广到所有天体，以至任意物体。这里面猜想与假设起到了非常重要的作用。
学生做实验有时有“凑数”的坏毛病，这有认识论上的深层次的原因。以加速度与受力的关系的实验为例，根据几次测量的数据作出的图线都不过原点，学生就不高兴了，老师会说，中学仪器的精度不够。岂不知，换用了高级仪器就要用更高的标准衡量，这时会发现实验曲线仍不过原点。这时不需要再做太多的实验了，应该“敢于”想到：既然曲线都那么接近原点，为什么加速度与力不是正比例关系？！这就是猜想与假设的力量。
总之，无论科学定律还是生活中对某件新事物的认识，都不是事实的简单归纳。有了这样的认识，我们的思想会再次松绑，敢于承认，高中物理中的大多数定律都不是也不可能由实验直接得出，我们就不会通过做“实验秀”来搞形式主义的实验探究了。
一些老师提倡“做中学”的教学方式，这对于提倡实践意识、提高操作能力有积极意义，但不分教学内容、不分学生的年龄段，一味追求“做中学”，就不可取了。形式主义危害极大。

5.中学物理教师怎样提高自己？
张大昌老师：有一种说法，认为有了大学本科学历再教中学，在物理内容方面是不成问题的，只需在教育理论方面提高就行了。可是根据我的体会和与教师的接触，中学物理教师需要提高的主要还是在物理学修养方面。这里不是说物理学的内容教错了，而是对科学内容的理解有时十分肤浅，因而也就难以恰当地做教学处理，往往只是照本宣科。
在教学生涯中要不停地学习物理学，不只是读一些科普书籍，而且要学真正的物理学，要定量、要算。这样做还有一层重要的意义，那就是不断地体验、重温和享受学习的过程，保持对未知事物的新鲜感和激动的心情。自己有这方面的体验，才能使学生的情感态度价值观在这方面受到熏陶。
与教育理论同样重要（如果不是更重要）的是对科学哲学的思考。科学的实质是什么，什么是科学的方法，科学与人的关系是什么……现在很多老师已经在思考这方面的问题。例如，吴加澍的《对物理教学的哲学思考》、续佩君的《文化视角下的高中新课程》、都值得仔细阅读。此外，湖南科学技术出版社出版的关于理查德费曼的一套书也很好，如《费曼讲物理入门》《费曼讲物理相对论》《物理定律的本质》《发现的乐趣》等，还有施大宁编著、科学出版社出版的《物理与艺术》，作为中学物理教师都应该读一读。我自己感到这些书对编写新课程高中物理教材时的指导思想有相当大的影响。
还要再次强调，