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物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)培養(yǎng)分析論文
摘要：物理學(xué)科閱讀有著物理學(xué)科特色，需要物理學(xué)科素養(yǎng)支撐，物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)效能．本文從文字、符號、圖形、實(shí)驗(yàn)等方面解讀了物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)范疇及其培養(yǎng)，并提出在問題解決過程中提升學(xué)科閱讀素養(yǎng)的可行途徑．
關(guān)鍵詞：物理；閱讀素養(yǎng)；問題解決
１問題的提出
閱讀是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本能力和途徑，在教學(xué)中起著十分重要的作用，閱讀的過程也是知識吸收和積累的過程，所以各門學(xué)科都重視學(xué)生閱讀能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，但各學(xué)科閱讀素養(yǎng)有著各自學(xué)科的特點(diǎn)，不僅僅是閱讀時(shí)書面文本本身的意義理解，不同學(xué)科根據(jù)自身的特點(diǎn)對文本有不同的信息提取和加工過程．然而在實(shí)際教學(xué)過程中，有許多學(xué)生用文史類科目那樣閱讀學(xué)習(xí)的方法來學(xué)習(xí)物理，認(rèn)為“熟讀唐詩三百首，不會(huì)作詩也會(huì)吟．”他們認(rèn)為將物理的概念、規(guī)律和公式等記得爛熟就行，而實(shí)際上，這樣的學(xué)習(xí)顯然會(huì)造成理想和現(xiàn)實(shí)間的巨大心理落差，有許多學(xué)生對物理問題中的每個(gè)漢字或每個(gè)句子都認(rèn)識，但對他們組成的物理情景或模型卻無法構(gòu)建，導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)總是在門外徘徊，失去了思考的方向，最終只好放棄；還有些同學(xué)在解答問題的過程中能提取一些信息、理解問題情景，但總是丟三落四，信息殘缺導(dǎo)致問題的解決受阻；還有些同學(xué)不能在文字、符號、圖表、模型等內(nèi)容間進(jìn)行信息的提取和轉(zhuǎn)化，影響了問題解決的效能．學(xué)生學(xué)習(xí)的這些困難都和他們的物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)有著很大的關(guān)系，我們有必要培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)來提升他們的學(xué)習(xí)效能．
２物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)及其培養(yǎng)
國際學(xué)生評價(jià)項(xiàng)目（ＰＩＳＡ）認(rèn)為，不僅要強(qiáng)調(diào)閱讀者能夠理解所讀文章的內(nèi)容意義，還要強(qiáng)調(diào)閱讀者應(yīng)具備通過閱讀獲取知識信息，以此滿足目的需求的能力，這也是在閱讀的后面加上“素養(yǎng)”這個(gè)詞的原因．閱讀的目的是學(xué)生為了實(shí)現(xiàn)個(gè)人目標(biāo)，發(fā)展知識和潛能以及參與社會(huì)活動(dòng)，提升對書面文本理解、運(yùn)用、反思并參與的能力．［１］在物理學(xué)習(xí)過程中的閱讀有別于一般文史類提升人文素養(yǎng)的閱讀而更具科學(xué)素養(yǎng)特色，物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)的培養(yǎng)一般包括以下幾個(gè)方面．
２．１對文字語言信息提取、分析、概括能力的培養(yǎng)
物理文字仍然是物理閱讀的主要對象，物理概念、物理規(guī)律、物理情景等的呈現(xiàn)離不開文字的表述，培養(yǎng)學(xué)生從字、詞、句、段、節(jié)、章等文字中讀出關(guān)鍵內(nèi)容，并能加以分析概括的能力應(yīng)該滲透在我們平時(shí)的教學(xué)過程中，特別是學(xué)生剛剛接觸某個(gè)概念或規(guī)律的時(shí)尤其重要．這將為學(xué)生以后解決物理問題打下良好的基礎(chǔ)．如牛頓第一定律的表述：“一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．”在該規(guī)律本身的文字信息中要能讀出“一切”、“總”這些關(guān)鍵字詞表示沒有例外，是普遍適用的；整句說明一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，說明一切物體都有慣性，也說明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．規(guī)律的描述是精辟的，我們要培養(yǎng)學(xué)生能從概念或規(guī)律等精辟扁平的文字中讀出層次、維度和外延，然后再自我“同化”或“順應(yīng)”，為日后問題的解決打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．
２．２對符號（公式）語言的理解、比較、應(yīng)用能力的培養(yǎng)
物理經(jīng)常用物理特有的符號或公式、方程來表征或演繹物理的概念或規(guī)律，物理問題的解決在許多情況下也是借助方程的呈現(xiàn)和推演來得出結(jié)論．這些符號語言具有“言簡意賅”的特點(diǎn)，往往能給學(xué)生留下深刻的印象而減輕記憶負(fù)擔(dān)，但沒有了一些描述性語言和限制條件的說明，也導(dǎo)致了學(xué)生機(jī)械記憶、不考慮其內(nèi)涵而死搬硬現(xiàn)象的發(fā)生．所以在教學(xué)過程中，對物理符號及公式一定要讓學(xué)生能理解其內(nèi)涵，如物理中用電容器的電荷量與其兩端的電壓的比值來定義電容，但對于一個(gè)確定的電容器，其電容的值是固定的，并不能僅通過公式來說它與電荷量成正比，與電壓成反比，物理中類似的例子還有很多，如密度、電阻、電場強(qiáng)度、電勢等；還有一些物理量可能是用同一個(gè)字母表示，我們一定要根據(jù)實(shí)際情況加以區(qū)分，如字母Ｅ可以表示能量，也可表示電場強(qiáng)度，還可以表示電源電動(dòng)勢等；另外，物理中同一個(gè)物理量可能有多個(gè)公式來表示，要通過類比、比較等方法讓學(xué)生知道公式適用的條件，如電場強(qiáng)度就有定義式、點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的決定式、勻強(qiáng)電場場強(qiáng)表達(dá)式等，還有一些動(dòng)態(tài)問題中要注意公式使用對象的同一性、同時(shí)性等問題．這些素養(yǎng)的培養(yǎng)要求我們在平時(shí)教學(xué)中點(diǎn)滴積累，不斷分析比較，伴隨著問題的解決過程逐漸培養(yǎng)形成．
２．３對圖表語言的識別、轉(zhuǎn)化、推斷能力的培養(yǎng)
相對而言，物理圖表對物理概念和規(guī)律的表述具有形象、直觀、信息含量豐富的特點(diǎn)，一般有原始圖、示意圖和函數(shù)圖等．我們常用示意圖來輔助受力分析或運(yùn)動(dòng)過程分析，可以使分析過程更明了；物理量間的函數(shù)關(guān)系圖不但能表示物理量間的變化關(guān)系，而且圖像的斜率、面積、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等常蘊(yùn)含著更多的關(guān)鍵信息，對物理問題的解決有著重要的作用．在物理教學(xué)過程中，我們要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用示意圖輔助分析的習(xí)慣，對物理量間的函數(shù)圖像的面積、斜率等意義要十分熟悉并自覺應(yīng)用，如對常見的ｖ－ｔ圖就應(yīng)該知道其切線斜率表示加速度，圖像與橫軸所圍成的面積就表示位移；對不常見的圖像也要進(jìn)行類比、嘗試，如對Ｅｋ－ｘ圖，由功能關(guān)系ΔＥｋ＝Ｗ合外力＝Ｆ合ｘ可知該圖像斜率表示合外力大小，類似的Ｅ機(jī)－ｘ圖斜率表示除重力以外的力的大小等；另外，在對圖像的斜率、面積等拓展轉(zhuǎn)化應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該在理解其物理量意義的基礎(chǔ)上，不能生搬硬套，如小燈泡的伏安特性曲線用斜率來表示其電阻變化時(shí)，許多人仿照ｖ－ｔ圖用切線斜率，而實(shí)際上根據(jù)電阻的定義，電阻是某個(gè)時(shí)刻的電壓與電流的比值，所以這里的斜率應(yīng)該是圖像上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，同樣，電功率是瞬時(shí)量Ｐ＝ＵＩ，不存在電壓在電流上的累積，不可以用Ｕ－Ｉ圖像的面積表示．［２］所以要利用圖表語言來解決問題一定要在理解的基礎(chǔ)上再進(jìn)行拓展、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用．
２．４對實(shí)驗(yàn)探究、操作語言的理解、掌握、執(zhí)行能力的培養(yǎng)
物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)探究也是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一，實(shí)驗(yàn)探究是解決物理問題的重要途徑，而問題的提出、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察要求、數(shù)據(jù)的處理、誤差的分析等這些實(shí)驗(yàn)操作要義都離不開對實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟮拈喿x理解，并且一定需要內(nèi)隱的物理思維和物理素養(yǎng)的支撐，所以對實(shí)驗(yàn)探究的問題、現(xiàn)象、操作語言等的閱讀和理解也是重要的物理閱讀素養(yǎng)之一．如“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”是我們高中物理實(shí)驗(yàn)中的常用儀器，在實(shí)驗(yàn)探究過程中可能只是出現(xiàn)在備選器材中，普通閱讀者可能僅僅知道這是一種（通過打點(diǎn)）計(jì)時(shí)的工具，物理閱讀不僅僅要知道是什么，而且要知道根據(jù)它的使用條件、特點(diǎn)、誤差等判斷是否選用，具體操作時(shí)應(yīng)該如何使用，怎樣能減小誤差，還有哪些拓展使用等；再如“平衡摩擦力”這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程在高中力學(xué)實(shí)驗(yàn)中也常用到，對物理閱讀素養(yǎng)較高的人來講，不僅應(yīng)該知道怎樣進(jìn)行操作，而且還要知道在什么實(shí)驗(yàn)中需要該操作，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中是不是改變實(shí)驗(yàn)條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)都需要該操作等．可見，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，我們要有意識培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)閱讀素養(yǎng)，對實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作等要有精當(dāng)?shù)睦斫獠⒛懿僮鳎栏鲗?shí)驗(yàn)步驟的目的和內(nèi)涵，日積月累才能提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)閱讀素養(yǎng)．
３在問題解決過程中培養(yǎng)物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)
物理學(xué)科閱讀素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于整個(gè)物理教學(xué)過程，從教材的閱讀、概念的理解、規(guī)律的掌握等到實(shí)驗(yàn)的探究、習(xí)題的解答、課題的研究等，閱讀都是信息攝入的重要渠道，同時(shí)也是我們培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科閱讀素養(yǎng)的重要途徑．在物理問題的解決過程中，學(xué)生通過對問題的閱讀和對閱讀信息的提取加工、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用，在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科閱讀素養(yǎng)的同時(shí)也提高了學(xué)生解決問題的能力．案例：如圖１所示，有一矩形線圈的面積為Ｓ，匝數(shù)為Ｎ，內(nèi)阻不計(jì)，繞ＯＯ′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)．矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭Ｐ上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻Ｒ，下列判斷正確的是（Ａ）矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為ｅ＝ＮＢＳωｃｏｓωｔ．（Ｂ）矩形線圈從圖示位置經(jīng)過π２ω時(shí)間時(shí)，通過電流表的電荷量為０．（Ｃ）當(dāng)Ｐ位置不動(dòng)，Ｒ增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大．（Ｄ）當(dāng)Ｐ位置向上移動(dòng)、Ｒ不變時(shí)，電流表讀數(shù)減小．（閱讀指導(dǎo)１：文字信息的提取）可以先粗讀一遍，了解到這是個(gè)交變電流和變壓器結(jié)合的問題．該問題有配圖，對配圖的說明語句可以直接從圖形獲取信息，不能從圖中看出的文字信息應(yīng)該適當(dāng)標(biāo)記，如“面積為Ｓ，匝數(shù)為Ｎ，內(nèi)阻不計(jì)，以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”等．選擇（Ａ）、（Ｂ）項(xiàng)針對發(fā)電機(jī)問題，（Ｃ）、（Ｄ）項(xiàng)針對變壓器問題等．（閱讀指導(dǎo)２：圖形信息的獲得）圖形是問題解決過程中的重要信息來源，也是問題解決的重要工具，細(xì)讀時(shí)我們一般應(yīng)該結(jié)合圖形或示意圖進(jìn)行深入分析．該問題中，圖形有兩個(gè)不同形式，也是兩塊不同內(nèi)容的呈現(xiàn)，左側(cè)為交流發(fā)電機(jī)的立體圖形，右側(cè)為變壓器的平面示意圖，圖中可動(dòng)部分如線框、滑動(dòng)頭Ｐ等初始位置與題干描述吻合，不需要特別標(biāo)記．圖２（閱讀指導(dǎo)３：信息轉(zhuǎn)化與應(yīng)用）不同的學(xué)科對信息的加工和處理都具有學(xué)科特色，學(xué)科閱讀素養(yǎng)的學(xué)科特點(diǎn)也體現(xiàn)在所獲得信息的轉(zhuǎn)化和綜合應(yīng)用上，問題的解決是信息轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的結(jié)果．該問題題圖左側(cè)部分為立體圖，問題中有動(dòng)態(tài)的相關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的問題，所以一般應(yīng)將立體圖轉(zhuǎn)化成平面圖如圖２．這樣更利于動(dòng)態(tài)位置分析，在計(jì)時(shí)起點(diǎn)，線框與磁感線平行，此時(shí)要能由線框位置轉(zhuǎn)化到線框兩邊切割的速度方向垂直磁感線，此時(shí)Ｅｍ＝ＮＢＳω，再根據(jù)線框是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)勢變化滿足余弦規(guī)律ｅ＝ＮＢＳωｃｏｓωｔ，（Ａ）選項(xiàng)正確．（Ｂ）選項(xiàng)要求線框轉(zhuǎn)動(dòng)特定時(shí)間，同樣應(yīng)該轉(zhuǎn)化成線框位置，而題中的電荷量的問題ｑ＝珔Ｉｔ，ｑ＝ＥＲｔ＝ＮΔＲ，可見ｑ與電磁感應(yīng)的契合點(diǎn)是在磁通量的變化，矩形線圈經(jīng)時(shí)間ｔ＝π２ω＝Ｔ４，也就是轉(zhuǎn)過９０°，所以Δ＝ＢＳ≠０，ｑ≠０，（Ｂ）選項(xiàng)不正確．（Ｃ）、（Ｄ）選項(xiàng)為操作性動(dòng)態(tài)問題，學(xué)生要將這種操作信息轉(zhuǎn)化成物理量的變化，（Ｃ）項(xiàng)：當(dāng)Ｐ位置不動(dòng)，ｎ１不變，線圈內(nèi)阻不計(jì)→電壓表讀數(shù)不變．（Ｄ）項(xiàng)：當(dāng)Ｐ位置向上移動(dòng)，ｎ１減小→Ｕ２增大→Ｉ２增大→Ｐ出增大→Ｐ入增大→Ｉ１增大，電流表讀數(shù)增大．（Ｃ）、（Ｄ）選項(xiàng)解決的重點(diǎn)在于將類似實(shí)驗(yàn)的操作轉(zhuǎn)化成有條件限制下的動(dòng)態(tài)變化并進(jìn)行推理，對物理閱讀素養(yǎng)要求較高．（閱讀指導(dǎo)４：總結(jié)反思與提升）解決問題并不是我們的終極目的，因?yàn)榭梢杂袩o數(shù)的問題等著學(xué)生去解決，我們要讓學(xué)生在問題的解決過程中提升學(xué)科閱讀素養(yǎng)，在總結(jié)反思的基礎(chǔ)上發(fā)展解決問題的能力．與上例相似，許多物理問題的呈現(xiàn)都會(huì)是文字符號結(jié)合示意圖的形式，我們的學(xué)生要有標(biāo)注關(guān)鍵字句，將文字符號轉(zhuǎn)化成示意圖、時(shí)序圖等的輔助分析意識，能主動(dòng)關(guān)聯(lián)、構(gòu)建和遷移物理模型并進(jìn)行拓展，將物理文字圖形等信息立體化和網(wǎng)絡(luò)化，如上例在題干不變情況下（Ａ）選項(xiàng)的呈現(xiàn)形式也可能是一個(gè)余弦函數(shù)圖像，還可能是要求磁通量的變化規(guī)律、電壓表的示數(shù)等，其他選項(xiàng)也可以作相關(guān)變化而成為新的問題．我們的學(xué)生應(yīng)該看到，有時(shí)形式的變化并不影響閱讀和解決問題的方法，學(xué)生如果能養(yǎng)成良好的閱讀和解決問題的習(xí)慣與意識并自覺應(yīng)用，再加上物理學(xué)科素養(yǎng)的支撐，我想學(xué)生們的學(xué)科閱讀素養(yǎng)和問題解決的能力都會(huì)得到提升．總之，物理學(xué)科的閱讀素養(yǎng)培養(yǎng)需要閱讀能力的培養(yǎng)，更需要物理學(xué)科素養(yǎng)的支撐，有著其他學(xué)科一樣的泛讀、精讀方式訓(xùn)練，更有物理學(xué)科本身特色的閱讀訓(xùn)練，閱讀素養(yǎng)的培養(yǎng)能提升問題的解決能力，物理問題的解決過程也是提升學(xué)生學(xué)科閱讀素養(yǎng)的重要途徑．
參考文獻(xiàn)：
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