王 超
(江蘇省蘇州市吳中區(qū)迎春中學(xué),江蘇蘇州 215128)
物理學(xué)習(xí)是在觀察、思考、研究和實(shí)踐中獲得物理知識和技能。這一過程只有通過親身體驗(yàn)才能完成。初中物理教學(xué)過程中所指的體驗(yàn),就是教師以課堂為舞臺,以學(xué)生為主體,以任何感官能夠接觸到的介質(zhì)為道具,創(chuàng)造出能夠引起學(xué)生興趣、思考的情境。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下,體驗(yàn)教學(xué)主要分為“具體體驗(yàn)”“觀察思考”“抽象概括”和“實(shí)踐檢驗(yàn)”四部分?!熬唧w體驗(yàn)”就是讓學(xué)生親身經(jīng)歷,滿足各感官需求;“觀察思考”就是在體驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行內(nèi)容反思;“抽象概括”是在體驗(yàn)、思考的基礎(chǔ)上,總結(jié)出概念或規(guī)律;“實(shí)踐檢驗(yàn)”就是將總結(jié)的概念和規(guī)律進(jìn)行具體應(yīng)用,既可以檢驗(yàn)概念的正確與否,又能幫助我們解決實(shí)際的問題。整個體驗(yàn)式教學(xué)是一個相輔相成、環(huán)環(huán)相扣的過程,既符合了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,又滿足了物理學(xué)科素養(yǎng)的要求,還能提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。下面,筆者以“二力平衡”為例,來談?wù)勗谖锢碚n堂教學(xué)中,如何帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。
“二力平衡”是初中物理教學(xué)中的核心內(nèi)容,也是中考考查的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本課主要研究“二力平衡”的條件及物體在平衡力作用下的運(yùn)動狀態(tài)這兩部分內(nèi)容。這是“力和運(yùn)動”這一章節(jié)的重要組成部分。學(xué)生在學(xué)習(xí)本內(nèi)容時,通常會遇到以下三個問題:(1)本課內(nèi)容涉及力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的知識,是比較抽象、難懂的,學(xué)生無法產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣;(2)“二力平衡”的條件比較多、比較復(fù)雜,學(xué)生無法在一兩個體驗(yàn)活動中全面了解、掌握;(3)如何將“二力平衡”的條件和具體實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合。接下來,筆者就設(shè)置豐富的體驗(yàn)活動來解決這三個難點(diǎn)問題。
體驗(yàn)式教學(xué)第一步就是滿足學(xué)生各感官的具體體驗(yàn),這是學(xué)生反思、概括的源泉。物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng),就是促使學(xué)生通過體驗(yàn)產(chǎn)生認(rèn)知沖突,以激發(fā)自身科學(xué)探究的興趣和原動力。教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)情境,設(shè)置活動,讓學(xué)生有身臨其境之感。教師在創(chuàng)設(shè)情境時,要做到有的放矢,可采用一些和當(dāng)下學(xué)生生活比較密切的、學(xué)生比較感興趣的素材進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),同時避免難度過高的、過于抽象的,或者難度過低的、讓學(xué)生不屑的情境體驗(yàn)活動。這更有助于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲[1]。
【教學(xué)設(shè)計1】“二力平衡”導(dǎo)入
體驗(yàn)活動:請兩名學(xué)生將一根一米長的木棒直立在手指上,如圖1所示,看誰堅持的時間長,讓其他學(xué)生觀察。
設(shè)計意圖:讓部分或者全體學(xué)生親歷比賽活動,利用學(xué)生的表演欲和求勝欲,激發(fā)其思考:如何才能在比賽中獲勝,從而引出研究課題。
圖1
【教學(xué)設(shè)計2】引入“探究二力平衡條件”的問題
體驗(yàn)活動:將一個玻璃杯放在光滑的玻璃斜面上來觀察其運(yùn)動狀態(tài),如圖2所示。
設(shè)計意圖:讓學(xué)生看到玻璃瓶無法靜止在光滑的玻璃斜面上,從而引發(fā)學(xué)生思考和提問。不是所有的兩個力都能使物體處于平衡狀態(tài)。提出這堂課的主要研究問題:二力平衡的條件是什么?
圖2
【教學(xué)設(shè)計3】探究“二力平衡”的四個條件:同體、等大、方向、共線
體驗(yàn)活動:教師讓學(xué)生采用分組形式,利用鐵架臺、鉤碼、定滑輪、輕質(zhì)小紙片、剪刀來完成以下四步操作。
(1)在兩邊分別掛上不同數(shù)量鉤碼,觀察紙片能否平衡,如圖3所示。
(2)將相同數(shù)量的鉤碼掛在同一側(cè)的定滑輪上,觀察紙片能否平衡,如圖4所示。
(3)將紙片旋轉(zhuǎn)一定的角度,觀察紙片能否平衡,如圖5所示。
(4)用剪刀將紙片剪斷,觀察紙片能否平衡,如圖6所示。
圖3
圖4
圖5
圖6
設(shè)計意圖:此設(shè)計分別展示了“二力平衡”的四個條件,讓學(xué)生獲得了相對獨(dú)立的體驗(yàn),有助于其歸納和總結(jié)。這既體現(xiàn)了控制變量法的要求,又可以讓學(xué)生在簡單的、單一的體驗(yàn)中獲得復(fù)雜的知識。
在大量具體體驗(yàn)的基礎(chǔ)上,學(xué)生獲得了許多信息。這些信息相對來說是繁亂、復(fù)雜的。所以,教師在學(xué)生體驗(yàn)后,要設(shè)置具體、有效的問題,幫助學(xué)生梳理這些信息,去除無用的、不貼切研究主題的信息,并且將有用的信息進(jìn)行有效的整合,從而形成研究問題的證據(jù)鏈,幫助學(xué)生在證據(jù)中反思、概括、總結(jié),得出最終的有效概念,并總結(jié)出研究方法和經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生不僅獲得學(xué)科知識,還能在科學(xué)探究過程中掌握科學(xué)的方法和樹立科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任心。
例如,在教學(xué)設(shè)計1中,學(xué)生獲得的信息是很多的,此時教師可提出問題:怎樣做才能獲得比賽的勝利?很多學(xué)生無法回答,教師可以再相應(yīng)地設(shè)置一些小問題,如物體在手上是怎樣的一種運(yùn)動狀態(tài)?物體受到幾個力的作用?分別是什么力?能否將力的示意圖畫出來?這樣就把學(xué)生引入本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)中。再如,在完成教學(xué)設(shè)計3的活動后,教師可以利用PPT展示圖6的實(shí)驗(yàn)場景,并設(shè)置如下問題:(1)此實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸?,二力平衡時兩個力大小可以不相等?(2)什么原因?qū)е逻@個實(shí)驗(yàn)失???(3)如何改進(jìn)?(4)針對活動3的設(shè)計,利用小卡片代替木塊A有什么好處?(5)如何選擇合適的小卡片?以上問題的設(shè)置環(huán)環(huán)相扣,使學(xué)生深度體驗(yàn)的過程更加全面,也有助于其更好地歸納和總結(jié)結(jié)論。
美國教育家、心理學(xué)家?guī)觳J(rèn)為:“知識的獲取源于對經(jīng)驗(yàn)的升華和理論化?!睂W(xué)生在體驗(yàn)的過程中獲得了大量的經(jīng)驗(yàn),并通過分析與反思對經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了選擇和整合。接下來,學(xué)生就要發(fā)揮自己的主觀能動性,在教師幫助和配合下,抽象、概括體驗(yàn)所得,在和同學(xué)討論、交流、合作下,總結(jié)出適合一般情況下通用的物理概念和規(guī)律。在這個過程中,教師應(yīng)該以學(xué)生為主體,鍛煉學(xué)生的分析、概括能力。例如,在教學(xué)設(shè)計3中,每完成一個操作步驟后,教師應(yīng)讓學(xué)生分步歸納。如在完成第一步操作后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)做到同體、反向、共線幾個條件后,由于沒有做到等大,物體無法平衡,多次試驗(yàn)后,就可以得出初步結(jié)論:等大是二力平衡的條件之一。同理,完成后面幾步的歸納總結(jié)。最后,在分步歸納的基礎(chǔ)上,綜合歸納出二力平衡的條件:同體、等大、共線、反向[2]。
圖7
在學(xué)生通過科學(xué)探究過程,歸納和總結(jié)出物理概念、規(guī)律后,教師就可創(chuàng)設(shè)一些新的情境來讓學(xué)生檢驗(yàn)物理概念的正確性,同時也是對教師教學(xué)過程的積極反饋。在“二力平衡”課堂教學(xué)的最后階段,教師可以創(chuàng)設(shè)兩個情境,讓學(xué)生親身體驗(yàn)[3]。
【教學(xué)設(shè)計4】二力平衡條件應(yīng)用1
體驗(yàn)活動:準(zhǔn)備一把長度為20cm的均勻刻度尺,讓學(xué)生一次性放在自己的食指上,使其平衡,如圖7所示。
設(shè)計意圖:本活動設(shè)計主要強(qiáng)調(diào)一次性放好,避免了學(xué)生多次調(diào)試而找到最后的平衡狀態(tài)。這就引導(dǎo)學(xué)生思考:怎么做才能一次性完成?為了滿足二力平衡的特點(diǎn),學(xué)生自然就會找出直尺的重心,然后將重心部分放在手指頭上,從而使直尺平衡。
【教學(xué)設(shè)計5】二力平衡條件應(yīng)用2
體驗(yàn)活動:利用長門板制作簡易平衡木,讓學(xué)生嘗試走平衡木,如圖8所示。
設(shè)計意圖:讓學(xué)生在體驗(yàn)的過程中,驗(yàn)證二力平衡的條件,只有將自己的重心始終保持在平衡木的正上方,人才不會掉下來。這也和本課引入的情境形成呼應(yīng)。
圖8
物理學(xué)的基礎(chǔ)就是實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過實(shí)驗(yàn)將自然界普遍發(fā)生的物理現(xiàn)象或規(guī)律進(jìn)行集中的表現(xiàn)。學(xué)生可在體驗(yàn)中建立正確的思維方法,科學(xué)地獲取物理知識與技能,并在科學(xué)探究過程中樹立科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任心。所以,以實(shí)驗(yàn)為載體、以生活為源泉的體驗(yàn)過程,是學(xué)生體驗(yàn)活動的主戰(zhàn)場,是學(xué)生獲得知識、提升技能的主要途徑,也是物理科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。所以,教師必須創(chuàng)設(shè)情境,以滿足學(xué)生全面的體驗(yàn)需求,讓學(xué)生在快樂中體驗(yàn)物理知識。
綜上分析,我們在平時的物理教學(xué)中,應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),從抽象到直觀、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從感悟到分析、從體驗(yàn)到認(rèn)知。這是提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)的必要途徑。這就要求教師平時多思考、多研究,努力提升自己的教學(xué)理論和技能,竭力提升學(xué)生的綜合能力。這不僅是新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)要求,也是提高教師專業(yè)素養(yǎng)的必要途徑。