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物理教学的本质是培养学生的创新能力、探究能力、把理论知识转化为工业产品的能力。这三种能力的培养是一个循序渐进的、逐步物化的过程。在当今中国实现伟大复兴、逐步向工业化国家过渡的过程中，把理论知识转化为工业产品的能力尤其重要。与此相对应的，物理教师除了应当具备全面的专业素养外，还应当具备以下三种能力。
（1）一般性实验研究能力
（2）解释各种物理现象的能力
（3）前瞻性教学能力
一、三种能力对培养学生的作用，以及它们之间的逻辑关系
1.一般性实验研究能力
教师对于课堂上生成的物理课题、生活中遇到的现象、习题中出现疑难问题，要能够及时组织学生开展一般性的实验研究。在探索过程在培养学生的合作意识、实践意识、探究能力、关注细节的科学研究品质，最终形成把理论知识转化为工业产品能力的潜质。
2.解释各种物理现象的能力
学生在某个方向能够成为杰出人才，在某个领域能够成为行业能手，最大的动力来自于兴趣，能够产生兴趣的前提是了解。从这个意义上也可以看出调动学生的兴趣是我们实施课堂教学的关键。物理学研究的内容、物理学研究问题不拘一格的方法、物理学研究过程中涉及的丰富多彩的实验器材，正为我们调动学生的兴趣提供了广阔的背景。越是高级别的学校，越是对物理感兴趣的学生，越能够提出各种各样的物理问题，如果教师不想解释甚至不能解释，就有可能把一个极有潜质的学生扼杀在萌芽状态。
3.前瞻性教学能力
教育必须与时俱进地为国家的发展服务，必须符合当前国情和世界发展的基本要求。当今世界，新的知识、新的产品、新的科学构想层出不穷，这就要求教师必须具备前瞻性教学的能力，时刻关注国内国际重大的科研课题、关注国家发展规划的重点问题、关注能源领域、环保领域、新产品研制和生产的动向，用恰如其分的方法手段和恰当的时间点来展示给学生，开阔视野，培养学生胸怀祖国、放眼天下的意识，以及把想法转化为实际行动的动力。
二、三种能力的构成要素，以及课堂教学实践的运用方法
1.一般性实验研究能力
课堂上及生活中生成的物理问题是千变万化的，其中有些问题必须用实验进行甄别和检验。教师要善于发现问题、提炼主题、勤于实践、把握细节，并且要形成习惯，以此教育学生的实践精神。例如：
【课题】两块沾水的玻璃板叠在一起很难分开，起主要作用的是大气压力还是水分子引力？
我在教学实践中就遇到过这个问题，当时学生习题参考资料的答案是水分子引力。
这个答案显然是错误的，但是学生有一种“答案崇拜”情结，我决定用事实说话。带领学生通过“水对细金属丝的表面张力”的实际测量，换算出其压强值最多在10的4次方Pa数量级，比大气压强少一个数量级。该实验还教育学生在处理实际问题时要有“忽略次要因素”的重要思想。
当然，这个实验的具体操作过程中，涉及了“用酸、碱液处理金属表面”、“蒸馏水的制取”、“微小张力的测量”等许多“细节问题”，教育了学生“大处着眼，小处着手”细致严谨的科学研究观念。
可以说，这类一般性实验研究的教学开展，对培养学生的综合能力是大有帮助的。
2.解释各种物理现象的能力
要能够解释学生提出的各种物理现象，教师需要具有很好的专业素养和良好的说明技巧。解释的过程，既是对学生的一种肯定和鼓励，增加了沟通、融洽了情感，又是对学生兴趣的一种扶持和延伸。对于课堂上遇到的或学生在课堂上提出的问题，教师解答要力求在较少的时间内使大多数学生能够听得懂，这就对教师的解答技巧提出了很高的要求。下面举一例我在教学实践中的解答：
【问题】为什么水槽中的水从底部的孔流出时，水面会形成漩涡？
【解答】这是由于地球的自转引起不同纬度地方的线速度不同，当水由四面八方向中心点流动时，就会形成漩涡。北半球的漩涡是逆时针方向，南半球的漩涡为顺时针方向。
为了使学生们轻易能够理解这个问题，下面我做一个比喻：
我国在北半球，因为地球自西向东自转，将造成南方的向东速度大于北方，这就好比南方经济发展比北方快。那么，一个南方人和一个北方人向一起走的时候，北方人觉得南方人经济超前了（南方人向东移），南方人觉得北方经济太落后了（北方人向西移），这就形成逆时针方向的漩涡。
这个讲解只要辅以一点手势，就在很短的时间内让绝大部分学生明白了一个复杂的问题，又因为形象比喻，使学生印象深刻，而且掌握了判断顺时针、逆时针的方法，让学生明白：学习物理不是“背书、背答案”。
当然，像“鸡蛋高速旋转时为什么会立起来”一类的问题，牵涉到转动惯量等高等物理知识，这就是教师为什么需要“一桶水”的道理。
3.前瞻性教学能力
【背景资料1】韩国“罗老号”火箭前后研究15年，应当说集中了韩国的科技精英，但是在2010年6月份试验时第3次爆炸，这对韩国人有多大打击？我国火箭用了几年就成功了？
这则资料告诉我们，中国人是聪明的、有创造力的。我们的物理教学就是要尽量发掘学生的这种潜力和投身国家的热情，为国家培养有用人才。
【背景资料2】报载：南京大学25名院士、教授与金陵中学42名高一学生结对，成立南京大学·金陵中学“准博士培养站”。
这则资料可以说是前瞻性教学的典型做法。
在高中阶段实施前瞻性教学就是要引导学生关注科学前沿动态，关注国内国际重大的科研课题，关注国家发展规划的重点问题，关注能源、环保等领域。教师要善于利用网络、报纸、新闻等信息渠道，不断丰富自己的教学内容，通过多媒体展示、习题编制、课堂穿插等手段合理地介绍给学生，一定程度地实施前瞻性教学，“几十年一本教案”必须成为历史。有人认为教师在上班期间上网是不务正业，就是打游戏，应当杜绝上网。我从不这么认为，一个负责任的物理教师，当然要利用网络平台，更新知识、接触前沿、改善教学内容。
【背景资料3】荷兰科学家提出海水波动能量发电新方法，日本科学家提出利用太空能量的新构想。
这则资料中提到的两种新科研课题，我认真分析以后，发现对于高中生来说，完全可以理解。别人成功，有可能仅仅因为“敢于想”。如果我们把这些内容及时介绍给学生，或者编制成习题，就能够达到教育学生“敢想、会想、多想”的目的，从而教育学生“关注国家发展、立足于解决实际问题”的实践报国思想。
（1）一般性实验研究能力
（2）解释各种物理现象的能力
（3）前瞻性教学能力
一、三种能力对培养学生的作用，以及它们之间的逻辑关系
1.一般性实验研究能力
教师对于课堂上生成的物理课题、生活中遇到的现象、习题中出现疑难问题，要能够及时组织学生开展一般性的实验研究。在探索过程在培养学生的合作意识、实践意识、探究能力、关注细节的科学研究品质，最终形成把理论知识转化为工业产品能力的潜质。
2.解释各种物理现象的能力
学生在某个方向能够成为杰出人才，在某个领域能够成为行业能手，最大的动力来自于兴趣，能够产生兴趣的前提是了解。从这个意义上也可以看出调动学生的兴趣是我们实施课堂教学的关键。物理学研究的内容、物理学研究问题不拘一格的方法、物理学研究过程中涉及的丰富多彩的实验器材，正为我们调动学生的兴趣提供了广阔的背景。越是高级别的学校，越是对物理感兴趣的学生，越能够提出各种各样的物理问题，如果教师不想解释甚至不能解释，就有可能把一个极有潜质的学生扼杀在萌芽状态。
3.前瞻性教学能力
教育必须与时俱进地为国家的发展服务，必须符合当前国情和世界发展的基本要求。当今世界，新的知识、新的产品、新的科学构想层出不穷，这就要求教师必须具备前瞻性教学的能力，时刻关注国内国际重大的科研课题、关注国家发展规划的重点问题、关注能源领域、环保领域、新产品研制和生产的动向，用恰如其分的方法手段和恰当的时间点来展示给学生，开阔视野，培养学生胸怀祖国、放眼天下的意识，以及把想法转化为实际行动的动力。
二、三种能力的构成要素，以及课堂教学实践的运用方法
1.一般性实验研究能力
课堂上及生活中生成的物理问题是千变万化的，其中有些问题必须用实验进行甄别和检验。教师要善于发现问题、提炼主题、勤于实践、把握细节，并且要形成习惯，以此教育学生的实践精神。例如：
【课题】两块沾水的玻璃板叠在一起很难分开，起主要作用的是大气压力还是水分子引力？
我在教学实践中就遇到过这个问题，当时学生习题参考资料的答案是水分子引力。
这个答案显然是错误的，但是学生有一种“答案崇拜”情结，我决定用事实说话。带领学生通过“水对细金属丝的表面张力”的实际测量，换算出其压强值最多在10的4次方Pa数量级，比大气压强少一个数量级。该实验还教育学生在处理实际问题时要有“忽略次要因素”的重要思想。
当然，这个实验的具体操作过程中，涉及了“用酸、碱液处理金属表面”、“蒸馏水的制取”、“微小张力的测量”等许多“细节问题”，教育了学生“大处着眼，小处着手”细致严谨的科学研究观念。
可以说，这类一般性实验研究的教学开展，对培养学生的综合能力是大有帮助的。
2.解释各种物理现象的能力
要能够解释学生提出的各种物理现象，教师需要具有很好的专业素养和良好的说明技巧。解释的过程，既是对学生的一种肯定和鼓励，增加了沟通、融洽了情感，又是对学生兴趣的一种扶持和延伸。对于课堂上遇到的或学生在课堂上提出的问题，教师解答要力求在较少的时间内使大多数学生能够听得懂，这就对教师的解答技巧提出了很高的要求。下面举一例我在教学实践中的解答：
【问题】为什么水槽中的水从底部的孔流出时，水面会形成漩涡？
【解答】这是由于地球的自转引起不同纬度地方的线速度不同，当水由四面八方向中心点流动时，就会形成漩涡。北半球的漩涡是逆时针方向，南半球的漩涡为顺时针方向。
为了使学生们轻易能够理解这个问题，下面我做一个比喻：
我国在北半球，因为地球自西向东自转，将造成南方的向东速度大于北方，这就好比南方经济发展比北方快。那么，一个南方人和一个北方人向一起走的时候，北方人觉得南方人经济超前了（南方人向东移），南方人觉得北方经济太落后了（北方人向西移），这就形成逆时针方向的漩涡。
这个讲解只要辅以一点手势，就在很短的时间内让绝大部分学生明白了一个复杂的问题，又因为形象比喻，使学生印象深刻，而且掌握了判断顺时针、逆时针的方法，让学生明白：学习物理不是“背书、背答案”。
当然，像“鸡蛋高速旋转时为什么会立起来”一类的问题，牵涉到转动惯量等高等物理知识，这就是教师为什么需要“一桶水”的道理。
3.前瞻性教学能力
【背景资料1】韩国“罗老号”火箭前后研究15年，应当说集中了韩国的科技精英，但是在2010年6月份试验时第3次爆炸，这对韩国人有多大打击？我国火箭用了几年就成功了？
这则资料告诉我们，中国人是聪明的、有创造力的。我们的物理教学就是要尽量发掘学生的这种潜力和投身国家的热情，为国家培养有用人才。
【背景资料2】报载：南京大学25名院士、教授与金陵中学42名高一学生结对，成立南京大学·金陵中学“准博士培养站”。
这则资料可以说是前瞻性教学的典型做法。
在高中阶段实施前瞻性教学就是要引导学生关注科学前沿动态，关注国内国际重大的科研课题，关注国家发展规划的重点问题，关注能源、环保等领域。教师要善于利用网络、报纸、新闻等信息渠道，不断丰富自己的教学内容，通过多媒体展示、习题编制、课堂穿插等手段合理地介绍给学生，一定程度地实施前瞻性教学，“几十年一本教案”必须成为历史。有人认为教师在上班期间上网是不务正业，就是打游戏，应当杜绝上网。我从不这么认为，一个负责任的物理教师，当然要利用网络平台，更新知识、接触前沿、改善教学内容。
【背景资料3】荷兰科学家提出海水波动能量发电新方法，日本科学家提出利用太空能量的新构想。
这则资料中提到的两种新科研课题，我认真分析以后，发现对于高中生来说，完全可以理解。别人成功，有可能仅仅因为“敢于想”。如果我们把这些内容及时介绍给学生，或者编制成习题，就能够达到教育学生“敢想、会想、多想”的目的，从而教育学生“关注国家发展、立足于解决实际问题”的实践报国思想。