徐祖梅
【摘要】前不久,經(jīng)合組織公布了PISA2015科學(xué)素養(yǎng)測試的結(jié)果——北京、上海、江蘇、廣東組成的中國部分地區(qū)聯(lián)合體(B-S-J-G,China)取得總分第十的成績,引起了社會的廣泛關(guān)注。從PISA的視角對初中物理習(xí)題的評講教學(xué)進行探討,提出了整合物理方法、串聯(lián)物理知識、鋪設(shè)合理階梯和鍛煉語言表達這四種策略。
【關(guān)鍵詞】PISA物理習(xí)題教學(xué)策略由經(jīng)濟合作及發(fā)展組織(OECD)策劃實施的國際學(xué)生評價項目PISA(The Programme for International Student Assessment),凝聚了國際先進的評價理念,是目前世界上最有影響力的國際學(xué)生學(xué)習(xí)評價項目之一。PISA對科學(xué)素養(yǎng)的測評通過一套系統(tǒng)而完備的評價體系,考查學(xué)生運用已學(xué)知識、態(tài)度和技能去解決不同情境中問題的能力,其評價理念對初中物理習(xí)題教學(xué)有一定的借鑒意義。故而,本文以PISA的視角從四個方面對初中物理習(xí)題評講的教學(xué)策略進行探討,希望給物理教學(xué)發(fā)展提供一些可參考的建議。
一、整合物理方法,做到融會貫通
PISA科學(xué)測評中一道試題情境考查不同學(xué)科的知識,雖然學(xué)科知識不同,但科學(xué)方法是相通的。同樣,物理習(xí)題雖然形式多樣,涉及知識點也不盡相同,不過其所運用的解題思想?yún)s是相通的。這也是我們解決生活中問題所學(xué)生只要掌握這些基本的思想,不僅能擺脫題海戰(zhàn)術(shù),在遇到新問題時也能迎刃而解,而且在生活中遇到實際問題也能不知覺的運用其解決問題。例如我們在電學(xué)上常會遇到判斷示數(shù)變化的這類題:
例1.如圖1所示,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片向右端滑動時,R2阻值,電流表的示數(shù),電壓表的示數(shù)。
【分析】這道題學(xué)生在判斷了R2的阻值變大后,要抓住電源電壓不變,利用歐姆定律得到總電流變小,這時要判斷滑動變阻器的電壓變化就有些難度了,因為直接根據(jù)歐姆定律U=IR來判斷的話,會發(fā)現(xiàn)電流變小,R2電阻變大,兩個量都在變化。這時就要緊抓不變量,這題中電源電壓不變,R1的阻值也不變,所以可以先用歐姆定律U1=IR1來判斷出R1電壓變小,再用總電壓減去R1電壓得到滑動變阻器的電壓是變大的。這種有多個量在變化時,抓住不變量的思想在解決問題時經(jīng)常會用到。又如,在浮力教學(xué)中有類題要判斷浮力大小的變化。
例2.一艘輪船從江中駛?cè)氪蠛?,其排開水的體積怎樣變化?船受到的浮力大小怎樣變化?
【分析】輪船從江中駛?cè)氪蠛?,ρ液在變化,V排也在變化,所以用阿基米德原理F浮=ρ液V排g是無法判斷的,那就得尋找不變量,這艘船的重力是不變的,而船的狀態(tài)始終是漂浮,所以應(yīng)從二力平衡著手,判斷浮力等于重力沒有變化,再根據(jù)阿基米德原理,ρ液變大,得到V排變小。
二、串聯(lián)物理知識,形成聯(lián)想思維
每一道PISA測評題都是以一件事或一個物體設(shè)置情境,然后在這個情境下設(shè)置多個問題,考查不同的科學(xué)知識。初中物理的知識點也是相通的,我們在評講試題時可以以一個物體為抓手,找到知識點間的聯(lián)系,從一個知識點聯(lián)想到另一個知識點,將知識串聯(lián)起來,那學(xué)生學(xué)到的知識就不是零碎的。
例3.小紅用加熱器在實驗室完成了冰的熔化實驗,并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關(guān)系圖線如圖2所示。實驗時,冰的體積為0.5dm3,相同時間冰和水吸收的熱量相同,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。
(1)根據(jù)圖線,你能得到的冰熔化的特點是:;冰屬于(晶體或非晶體)。
(2)冰的質(zhì)量?
(3)CD段水吸收的熱量是多少?
(4)計算出冰的比熱容;
(5)設(shè)加熱器發(fā)出的熱量有70%被冰或水吸收,求加熱器的功率是多大?
【分析】該題以水為引子,串聯(lián)起物態(tài)變化、密度、熱量、比熱容以及功率的知識,有助于學(xué)生建立知識框架,發(fā)散物理思維。
三、鋪設(shè)合理階梯,引出思維過程
PISA將解答題目所需要的認(rèn)知水平難易程度分為低、中、高三個層次,需要運用復(fù)雜的抽象思維進行多步驟推理的題目具有較高的“認(rèn)知難度”。PISA引入“認(rèn)知難度”是將能力的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化,這啟示我們在習(xí)題教學(xué)中要有意識地鍛煉學(xué)生的分析推理能力,提高學(xué)生的認(rèn)知水平。
對于較難的習(xí)題,在評講時,可以設(shè)計一個層層遞進的問題串,讓學(xué)生進行討論回答。在討論過程中會暴露出許多平時不易發(fā)覺的問題,這正是學(xué)生在對物理過程進行分析時某種能力欠缺的體現(xiàn)。這不僅便于教師了解學(xué)生分析物理過程的方法,而且有助于學(xué)生間相互交流思路,互相啟發(fā)、取長補短,提高過程分析能力。
例4.小明利用如圖3甲所示的電路“探究電流跟電阻的關(guān)系”。已知電源電壓為6V且保持不變,實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。實驗得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖像。請問:為完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值不小于Ω的滑動變阻器。
【問題引導(dǎo)】該問思維難度要求較高,可以設(shè)置以下幾個問題來引導(dǎo):
1.實驗中要控制什么物理量相同?
2.根據(jù)乙圖中數(shù)據(jù),你能計算出定值電阻兩端的電壓嗎?
3.當(dāng)定值電阻為5Ω時,滑動變阻器接入電路的電阻為多大?
4.當(dāng)定值電阻換成10Ω時,滑動變阻器的接入阻值應(yīng)該如何變化?
5.當(dāng)接入哪個定值電阻時,滑動變阻器的接入阻值最大?此時的最大阻值是多少?
6.若實驗室只能提供最大阻值為30Ω的滑動變阻器,有什么辦法可以完成該探究實驗?zāi)兀?/p>
鍛煉語言表達,形成物理思維
PISA科學(xué)測評非常注重題型對學(xué)生展示科學(xué)能力的影響。PISA試題包括多種題型,其中開放性問答題需要運用復(fù)雜和抽象的思維在特定任務(wù)情境中進行推理和計劃,并組織科學(xué)的、有邏輯的語言來表達。開放式問答題的題型設(shè)置體現(xiàn)了PISA對培養(yǎng)學(xué)生物理思維以及物理語言表達能力的重視。
評講物理習(xí)題的教學(xué)過程是師生互動的過程,也是思維碰撞的過程,它為學(xué)生的物理思維培養(yǎng)提供了很好的機會。如果教師在評講習(xí)題時從頭到尾“包場”,不給學(xué)生發(fā)言的機會,學(xué)生的物理語言表達能力自然難以得到鍛煉。筆者認(rèn)為,教師首先要根據(jù)習(xí)題的難度設(shè)置合理的問題,讓學(xué)生參與講評過程。所提的問題既要讓學(xué)生有思考的空間,又不能讓學(xué)生“卡住”,而是要讓學(xué)生“跳一跳能夠到”。其次,教師要相信學(xué)生,舍得時間。當(dāng)遇到較難的問題時,教師不必急于給出提示,要舍得給學(xué)生更多的時間去思考、去討論、去表達。在學(xué)生回答問題后,教師也不要急于判斷對錯,可以讓學(xué)生相互評價、相互交流。磨刀不誤砍柴工,在討論交流的過程中,學(xué)生悟出的規(guī)律和方法會理解得更深刻??傊谠u價習(xí)題時,教師要有意識地給學(xué)生提供表達的機會,以促進學(xué)生的深度思考,鍛煉學(xué)生的表達能力,提升學(xué)生的思維品質(zhì)。
參考文獻:
[1]陸璟.PISA測評的理論和實踐[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2013.
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