由必修、选修课本引发的思索

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全国物理学科高考改革纲要明确规定:为减轻学生的负担,将高中物理内容分为必修和选修两个部分.必修内容为高考的必考内容,将选修内容划分为三个基本的单元,它们分别是:动量及动量守恒定律和原子核物理组成一个单元,机械振动、机械波和光学组成一个单元,热学为独立的一个单元.考生可根据自己对选修内容的理解掌握程度,自行选择任意一个单元内容来进行高考的答卷.这种高考答题的模式,自然有它积极的方面,其主观愿望是减轻学生的学习压力,减轻学生高考的压力,但是,这种高考内容及模式的改革,却存在着很多负面效应.笔者试从以下几个方面来阐述,供决策者参考,请同仁商榷.

一、选修和必修内容的划分:人为地割裂了物理知识内容内在的体系

传统的物理知识分力学、电(磁)学、热学、光学、原子物理学,相对独立的知识体系,且老的课本内容详尽系统,可谓是顺理成章.现在的教材把完整的力学体系一分为三,保留了基本的动力学、功和能,而将机械振动和机械波及动量守恒定律两部分内容由高一放到高三讲解,从教学时间来看就形成明显的隔离带.凡是从事教育的工作者都清楚,遗忘程度和时间成正比,间隔时间越长,遗忘的就越多.这个无谓的划分,无疑浪费了学生的学习时间.从学生理解掌握知识的时间和程度来看,减轻学生的负担是闭门造车、一厢情愿的事.高中学生的学习时间是有限的,知识理解掌握程度是必需的,而时间的浪费客观上加重了学生的负担.就动量守恒定律而言,它是力学问题求解的重要途径,就其本身在物理问题求解所占的位置而言是重要的.将动量守恒定律内容划归到选修位置后,客观地加大了高中相应物理解题的难度,使学生对综合性问题的求解方法掌握的不全面,这等于砍掉一条有工作能力的胳膊,使学生对物理问题的求解方法变得呆板和局限.

二、动量守恒定律应用被列为选修内容,其主观意图值得商榷

现行课本将物理内容分为选修、必修两部分之后,在高考指挥棒的指引下,老师和学生都必不可免地对选修内容教和学举棋不定.老师在授课过程中,要面对所有的高考内容,要对所有的学生负责,任何一个选修课题都不能放过,而学生面临的是高考中选修内容的一个,学以致用,学以致考,学生不想选考的内容,却不能不学.选考内容定下来又和教学内容不同步,这是高考模式改变后一个现实的矛盾.我们暂不去研究如何解决这个矛盾,仅就动量守恒定律被列为高考选修选答内容是否合理来做一个分析.

物理学是研究自然界客观规律的学科.自然界中有几个定律是经得起科学发展检验的.一个为能量守恒定律,即能量不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.另一个就是动量守恒定律,它揭示了相互作用的物体组成的系统在不受外力作用或所受合外力为零的条件下,系统的动量守恒.动量守恒定律解决问题的范围大到天体,小到微观粒子,它对自然界中变化规律的揭示,同能量守恒定律同等重要,且能量守恒定律和动量守恒定律是高中阶段物理问题求解的两种基本方法.现行课本将能量守恒定律解决物理问题贯穿于整个物理知识内容体系,而将动量守恒定律划为可学可不学、可考可不考的位置,显然有些不合理.事实上动量守恒定律的内容并非是难,换言之,将动量守恒定律视为难点而被高考内容边缘化,并不是减轻了学生对高考的压力,也不是降低了课本的知识难度,恰恰是给学生思维能力、分析能力的提高设置了认为的障碍.列举一例说明之:

例题质量为M的汽车挂有质量为m的拖车,在动摩擦因数为μ的水平路面上匀速行驶,其速度为v0.某时刻汽车和拖车分离,分离后汽车的牵引力不变.求拖车刚停下时汽车的速度.

解析本题求解方法不是唯一的,它有多种解题思路及方法.常规解法是分别取汽车和拖车为研究对象,列出各自的运动过程中的牛顿第二定律方程和速度方程,再以汽车和拖车整体为研究对象,列出脱钩前的平衡方程,联立5个方程,即

F-μ(M+m)g=0,

F-μMg=MaM,

vM=v0+aMt,

μmg=mam,

vm=v0-amt,

解得vM=M+mMv0.

本题若用动量守恒定律求解则变得异常简单,问题是学生只要对动量守恒定律应用的对象是相互关联的物体所组成的系统,系统的动量守恒条件是不受外力作用或所受合外力为零,则不难列出:

(M+m)v0=MvM,

vM=M+mMv0.

综上,笔者认为将动量守恒定律知识内容列为选修,不能说是立意者头脑发热,最起码是缺少可行性的科学依据.

三、现行物理课本的几处不足

现行课本以精美大方的姿态展现在读者面前,却隐藏着若干个不足.

(1)知识内容的编排和课本的尺寸及页数极不相称.必修1整本书的内容是老教材内容的两章内容.内容编排极不合理,学生易懂的篇幅很大,学生应该重点掌握的却着墨不多.

(2)课本引入的科学前沿的东西较多,历史的研究史料相对较少.

(3)力学体系编排的比较零散,破坏了知识体系的完整性.

(4)课本造价高,增加学生费用,浪费资源.

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