高中物理《磁场》知识结构的梳理研究

第一部分引言

1.1问题提出
近半个世纪以来，科学技术正在以空前的速度迅猛发展，社会经济也在以空前的规模不断腾飞，人类己经进入了信息时代，原有的基础教育己不能完全适应新时代的要求，学校教育将面临新一轮更高的挑战。因此，全面实施素质教育，深化基础教育课程改革就成为教育发展的必然趋势，2001年起在全国范围内开展的新课程改革正是基于此而进行的。本次课程改革提出了三维课程目标，将“过程与方法”作为其中的一个重要维度，充分凸显了科学方法的重要性。在新课程的背景下，“为认知迁移而教”、“为思维发展而教”、“为提高能力而教”等提法己形成共识，实质上都包含着“启迪学生的智慧，指导学生进行有意义的学习”、“培养学生终身学习的方法、信心与兴趣”的意义。
物理学是探索自然界最基本、最普遍规律的科学，它是自然科学不可或缺的组成部分，物理学的研究方法与研究成果，在自然科学的各个领域都起着举足轻重的作用。物理是现代技术的重要基础，对推动社会发展有重要作用’。正是基于物理学的重要作用，高中物理教学也就成为整个高中教学的重要组成部分。然而，我们在高中一线教学中经常会听到师生对物理学科的抱怨，学生对高中物理的感触多是“高中物理好难呀”、“为什么我上课听的懂却不会做题”、“我知道要用那个结沦，但就不知道怎么用”;而教师也对此非常苦恼，“简单的东西也要一遍遍地讲，就这样还是记不住”、“拼完例题，依葫芦画瓢都不会”。笔者不禁要想:“为什么如此之多的同学感觉物理学习起来比较困难?”“造成高中物理学习差异的原因究竟是什么”。
有研究发现，高中物理学的好的同学比学的差的同学更注重方法的掌握，而出色的高中物理教师在教学过程中也很注重通过传授方法来培养学生的举一反三能力。可见，教与学其效果的好坏与科学方法教育有着密切的联系，是否实施科学方法教育是导致高中物理学习差异的重要原因之一，而以科学方法显化的方式对高，物理各章的知识结构进行梳理研究则是贯彻科学方法教育的一个行之有效的途径。

1.2文献综述
一氏期以来，受苏联凯洛夫教育学的影响，我国的科学教育一直禁锢于“知识中心”的教育理念中，即只重视具体知识的教育而忽视方法教育，这就导致了科学教育始终处一1.低水平而徘徊不前。自2001年起在全国范围内开展的新课程改革，将“过程与方法”作为课程目标的一个重要维度凸显出来。新课标明确地将科学方法作为教学内容的一部分，比之从前，这是一个重大的突破。然而，尽管我国开展科学方法教育己有多年，但其效果始终难以令人满意。究其原因，主要在于:第一，不清楚科学方法在科学教育中所具有的独特的不可取代的作用，仅将科学知识看作科学教育的重要组成部分，而将科学方法当作科学知识的附属品忽视了科学方法的教育价值，最终导致师生不重视方法教育3;第二，相较于“知识与技能”的详细规定，“过程与方法”这一维度则明显缺乏各部分目标的详列和具体内容的详述，这就导致教师在实际的物理教学中很难把握科学方法教育的深度’;第三，科学知识的获得和应用都离不开科学方法的支持，然而，一旦进入概念、规律教学，特别是习题教学，科学方法往往就被弃之不用了;第四，不注重科学方法在解决实际问题中所发挥的巨大作用，对如何帮助学生运用科学方法解决实际问题的研究也很薄弱‘。由此可以看出，我国目前的科学方法教育确实存在种种问题，这些问题不仅体现在教师日常的课堂教学中，更体现在当前课刑.)标准、教材，特别是教图防的编写。
近儿年来，各门学科的教辅咚日汹日雨后存笋般层出不穷，而,,I:校和家长为学生购买教辅图一的热潮也是一浪高过一浪，物理学科亦是如此。目前比较畅销的物理学科的教辅图书大致有《教材完全解读》(王后雄)、《教材全解》、《高效学习法》(薛金星)、《状语笔记》(龙门书局)等。绝大多数的教辅图书对各章各节的知识点都总结的非常详尽，对应的典型例题和章节习题也非常之多，甚至很多都附上了相应章节的近五年高考试题:以《教材完全解读》(王后雄)为例，其中仅选修3-1第三章《磁场》的内容就多达44页(16开纸)，共53000字左右，而对应的人教版高中物理选修3-1教材中该章内容共占25页(16开纸)，大约17000字，也就是说，《教材完全解读》中的内容是相应教材内容的3倍多，这无疑给学生造成了极大的学习负担。更重要的是，尽管其对各章节的知识点归纳的比较全面，但是却缺少贯穿其中的主线，无内在逻辑可言;而对应的题目也是数量大种类杂，同样以《教材完全解读》(王后雄)高中物理选修中第三章《磁场》为例，该章所举典型例题共74道，其中第四、五、六节中收录高考题共12道，各节及章末习题共56道，这些数字充分表明了题目数量之多，己经大大超出了学生的负荷能力。

1.3研究设计
本文通过查阅大量的文献资料，在对己有的相关文献进行深入研究的基础上，拟将科学方法理论和模型理论与物理学科的特点结合起来，采用理论研究的方式，对高中物理各章节的知识结构进行梳理研究(以高中物理选修3-1第三章《磁场》为例)。

1.3. 1研究思路
木文拟对高中物理选修3-1中第三章《磁场》的知识结构进行梳理研究，探讨优化高中物理知识结构的方法，希冀能帮助学生构建系统的知识体系和稳定的认知结构，提高物理学习的质量和效果。
木研究将《磁场》分为两大部分，即知识的获得部分和知识的应用部分，知识的获得部分是指该章的物理知识，主要包含物理概念和物理规律;而知识的应用部分主要指该章的物理习题。首先，将科学方法中的物理方法作为主线对知识的获得部分进行梳理，明确指出其中涉及到的获得知识的物理方法，将科学方法教育落到实处;同时，以科学方法中的模型方法为主线对知识的应用部分进行梳理，总结各模型中主要用到的应用知识的物理方法，进一步强化方法教育，以便学生在日后遇到新知识和新问题时，能够举一反三、触类旁通。

1.3. 2研究方法
文献研究法:通过期刊、网络以及相关书籍的文献检索，查阅与本研究相关的文献资料，并对资料进行整理、分析、提炼，在充分了解研究现状的基础上，从中获得一些可能对本研究有用的思路，为木文确立研究基点石。

1.4研究意义

1.4. 1理论意义
1.对高中物理各章节知识结构的梳理研究(以《磁场》为例)主要是以科一学方法理论为基础的，因而这项研究反过来也会对科学方法理论的发展和深化提供研究素材上的支持;
2.有利于引起高中物理教师对科学方法理论应用于各章节知识结构梳理研究中重要意义的关注;
3.在对高中物理选修3-1第三章《磁场》的知识结构的梳理研究中进一步加强和渗透了科学方法理论。

1.4. 2实践意义
1.在高中物理各章节知识结构的梳理研究中运用科学方法理论和模型理论，不仅有利于学生对物理知识的学习，而且突出了学生在物理学习中的主体地位，对于促进学生主动发展具有重要的作用:
2.通过对科学方法的概念、分类、基本教育方式及其与科学知识的关系等因素的分析，为教师更加切实有效的进行科学方法教育提供了指导;
　3.将科学方法理沦应用于物理教学，培养的学习能力，以及将学校教转化为终身重要一环，也是非常行之有效的途径。

第二部分 研究的理........................14-22
2.1 科学方法理论........................14-20
2.1.1 科学方法的.....................14-15
2.1.2 科学方法的.........................15-16
2.1.3 科学方法与科学.......................16-18
2.1.4 科学方法教育的...............18-20
2.2 模型理论2.........................0-22
2.2.1 物理模型的......................20-21
2.2.2 物理习题的模..........................21-22
第三部分 《磁场》知识获..........................22-34
3.1 对现有教辅图书的《磁场》知识获.....................22-23
3.2 对获得知识的物理方法...........................23-25
3.3 以物理方法为主线的《磁场》..........................25-31
3.3.1 由直接定义法得出的....................25-26
3.3.2 由分类法得出的............................26
3.3.3 由实验归纳法得出.............................26
3.3.4 由比值定义法得出..........................26-27
3.3.5 由乘积定义法得.........................27
3.3.6 由假说法得............................27-28
3.3.7 由等效法得出.................................28-29
3.3.8 由类比法得出的.........................29-30
3.3.9 由演绎推理法........................30-31
3.4 对《磁场》知识获得部.....................31-34
第四部分 《磁场》知识应用...............................34-55
....................................................................................　　

结语
(1)本研究因时间和精力等因素的限制，仅对高中物理选修3-1中第三章《碗场》的知识获得部分和知识应用部分的内容进行了梳理研究，而未涉及其他各章的内容，横向深度不够，因而本研究具有一定的局限民性。
(2)本研究中的知识获得部分是以科学方法中的物理方法为主线呈现出来的，打乱了物理教材中的原有顺序，虽然贯彻了科学方法教育，但对于初学者来说，接受起来可能存在一定的困难。
(3)木研究中的知识应用部分是以科学方法中的模型方法为主线进行编排的，同时对其中的科学方法进行显性处理，但在各模型的分析中没有给出适量的习题以供变式练习。因而，这种编排方式对初学者来说，效果可能不太显著。