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        關(guān)注原始問題,在高中物理教學中實現(xiàn)高效育人

        2020-12-03 13:33:31天津市寶坻區(qū)第一中學
        青年心理 2020年23期
        關(guān)鍵詞:高中物理育人物理

        天津市寶坻區(qū)第一中學 于 冰

        一、問題的提出

        2017 年新修訂的高中物理新課程標準中指出:高中物理課程是普通高中自然科學領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程,旨在落實“立德樹人”的根本任務,進一步提升學生的物理核心素養(yǎng),為學生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ),促進人類科學事業(yè)的傳承和社會的發(fā)展。這對物理學科育人水平提出了更高、更明確的要求。

        然而,現(xiàn)階段的教學更傾向于教授已經(jīng)抽象化的知識體系,教學活動對象也是經(jīng)過理想化加工的模型、問題等,脫離了原汁原味的生活,這種模式的教學很難激發(fā)學生對生活和學科的熱愛,育人效果與新課程標準中提出的要求還有較大差距。

        基于以上原因,我認為實際教學中需要改變傳統(tǒng)的教學模式,教學目的向培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)傾斜;教學方法側(cè)重激發(fā)學生對生活和學科的熱愛,解決生活中存在的實際問題;教學過程從原始問題的提出切入,最終指向原始問題的解決,與新課程標準中的要求精準對接,才能實現(xiàn)高中物理教學的高效育人。

        二、基于提升育人效果的高中物理教學模式的理論基礎(chǔ)

        陶行知的“生活即教育”理論認為:“生活教育是生活所原有、生活所自營、生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無時不變,即生活無時不含有教育的意義?!?/p>

        邢紅軍教授的“原始物理問題”教學理論認為:“原始物理現(xiàn)象使物理問題解決從信息加工心理學中走出來,進入到生態(tài)心理學的新階段;學習者學習過程既要注重科學方法和物理模型,也要強調(diào)回歸真實世界。”其中原始物理問題是指自然界及社會生產(chǎn)、生活中真實存在的,沒被加工過的物理現(xiàn)象和物理事實。

        綜上所述,我認為把原始問題引入物理教學中,可以讓學生將學習活動與現(xiàn)實生活緊密連接,體驗感悟物理學對科技發(fā)展和社會進步的促進作用,激發(fā)學生對學科的熱愛,培養(yǎng)面對未來生活中未知困難的解決問題的能力,最終實現(xiàn)提升物理學科育人效果的目的。

        三、把原始問題引入高中物理教學中實現(xiàn)高效育人的途徑

        (一)運用原始問題創(chuàng)設科技生活情境,激發(fā)學生熱愛生活、學有所用的信念

        楊振寧教授曾說過:現(xiàn)象即物理學的根源。生活中很多科技現(xiàn)象都包含著復雜的物理知識,一堂物理課從生活中的科技現(xiàn)象導入,課堂開始就拉近了學生、科學知識和真實生活三者之間的關(guān)系。

        比如:在進行“萬有引力與天體”課堂教學時,用真實事件導入:2017年4 月20 日19 時41 分35 秒 在 文 昌航天發(fā)射中心,長征七號遙二運載火箭成功發(fā)射升空,截止到6 月21 日09時47 分,在經(jīng)過2 個月的組合體飛行后,天舟一號按計劃與天宮二號實施撤離,開始進入獨立運行階段。在學習“電磁波”時,這樣導入:地鐵在漆黑的隧道中穩(wěn)定行駛時,車內(nèi)的人會看見窗外出現(xiàn)連續(xù)生動有趣的動態(tài)廣告畫面等。學生在課堂學習開始就會馬上進入物理情境,并且從情感上感覺到物理很奇妙,科技很美好,生活很有趣,體會到物理學對科技生活有巨大的現(xiàn)實意義。

        實踐證明:運用原始問題創(chuàng)設科技生活情境,能夠激發(fā)學生熱愛生活、熱愛物理、學有所用的信念,增強學生的社會責任感。

        (二)通過解決原始物理問題得到物理規(guī)律,提升學生的科學研究水平

        物理規(guī)律本質(zhì)上是物理現(xiàn)象、真實情境表象下的內(nèi)在聯(lián)系,是物理過程發(fā)生發(fā)展和變化中抽象出來的規(guī)律。通過解決原始物理問題得到物理規(guī)律就是學習者首先運用分析、抽象等科學方法設置已知量和未知量,再經(jīng)過綜合、概括、近似、類比、模型轉(zhuǎn)化等科學方法進一步找到物理規(guī)律的過程。顯而易見,學習者經(jīng)歷了科學家一樣的研究過程,規(guī)律得到的來龍去脈、前因后果在頭腦中形成了深刻認知。值得注意的是:學生通過在原始問題解決過程中反復大量地使用物理方法處理問題,形成了一種借助科學方法來獲取新知識的學習習慣和思維定式,這大大提升了學生的科學研究水平。

        例如:平拋的規(guī)律可以通過提出原始問題得到,寶坻一中舉行趣味運動會,其中有一項是飛鏢比賽,已知每位選手的比賽數(shù)據(jù),試分析什么樣的選手更容易贏得比賽。面對這個原始問題,學習者要經(jīng)歷如下的研究過程:飛鏢看成質(zhì)點,忽略空氣阻力,飛鏢離地的高度簡化成運動員的身高(抽象、近似)——發(fā)現(xiàn)每位選手到鏢靶的距離相同,靶心到地面豎直高度相同(歸納、綜合)——飛鏢豎直方向只受重力,自由落體運動;水平方向沒有外力,勻速直線運動(模型轉(zhuǎn)化)——身高與靶高差不多,扔飛鏢的初速度在某個范圍內(nèi)的運動員得分高(找到規(guī)律)。不難發(fā)現(xiàn),學生使用了大量物理方法進行分析,抓住了問題的本質(zhì),得到了平拋的規(guī)律。

        實踐證明:堅持通過原始物理問題得到物理規(guī)律的訓練,培養(yǎng)了學生用科學方法抓住問題解決關(guān)鍵的敏銳度,提升了學生的科學研究水平。

        (三)運用原始問題與習題教學相結(jié)合,提升學生的科學思維品質(zhì)

        普通習題較之于原始問題,只側(cè)重演算和推導環(huán)節(jié),致使學生習慣根據(jù)已知條件去解題,久而久之限制了學生科學思維品質(zhì)的發(fā)展。把原始問題引入物理習題教學中,學生需要研究現(xiàn)象,利用直覺思維分析,建立實際現(xiàn)象和物理規(guī)律的聯(lián)系,根據(jù)情境抽象出所需要的變量和數(shù)據(jù),將原始問題轉(zhuǎn)化成物理習題。整個過程建立在嚴密的邏輯思維和高度的抽象思維下,所以把原始問題轉(zhuǎn)化成習題的過程會大大提升學生的科學思維品質(zhì)。

        原始問題體現(xiàn)在習題教學中的情境設計需要精心選擇,深度備課,選取題目情境時需要遵循的原則是:情境中事件是能夠真實發(fā)生的,并且基于該情境設置的問題也是可以在現(xiàn)實中找到的,題干中提供的數(shù)據(jù)或結(jié)論也是能夠?qū)崿F(xiàn)的。依照此原則,情境的設置可以選取簡單的日常生活中熟悉的場景,國際大型測評結(jié)果表明,日常情境的題目對學生的專注力和參與動機的提升明顯;也可以選擇復雜、先進的科技論文中的片段,因為科技論文既能保證情境的真實性和科學性,又能體現(xiàn)學科發(fā)展的前沿性;另外物理學史中也有許多非常經(jīng)典、優(yōu)秀的素材,歷史上某些規(guī)律、概念、公式的得出是經(jīng)過了幾代科學家的研究心血的,這些真實發(fā)生過的歷史情境既體現(xiàn)了科學規(guī)律的研究過程,又具有教育價值。

        拿生活中常見的手拿水瓶的簡單場景來說,可以設計如下原始問題:請解釋手拿飲料瓶時,瓶里的水越多,手就需要抓得越緊;如果瓶身有水,抓得就要更緊的現(xiàn)象。分析這個問題時,學生要在邏輯思維和抽象思維中整理出如下的物理觀念:手拿瓶(靜止受力平衡狀態(tài))——手抓得緊(手對瓶身的正壓力大)——瓶里水多(瓶的重力大)——瓶身有水(接觸面摩擦因數(shù)變?。?,把原始問題轉(zhuǎn)化成普通習題,利用力的平衡知識很容易就得到答案了。

        通過師生共同努力,在把原始問題引入物理習題教學中一段時間后,我發(fā)現(xiàn)學生處理新問題時反映出來的靈活性、獨創(chuàng)性和深刻性都大大提高了,說明運用原始問題與習題教學相結(jié)合的策略能夠促進學生科學思維品質(zhì)的提升。

        (四)運用原始物理問題與實驗探究相結(jié)合,培養(yǎng)學生適應終身發(fā)展的能力

        物理實驗能夠給實驗者提供真實直觀的場景,學生通過自己設計、思考、觀察、分析、調(diào)整、數(shù)據(jù)處理、表述等環(huán)節(jié),親自參與到真實事件發(fā)生的過程中,可以說實驗是有效提升學生創(chuàng)新能力、動手能力、科學思維等能力的方法。而原始物理問題具有生態(tài)性、開放性的特點,答案可能是多樣的。所以我將原始問題與物理實驗巧妙結(jié)合在一起,將原始問題以探究實驗的形式展示給學生,選取實驗課題時要注意以下原則:(1)緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實際;(2)實驗原理緊密聯(lián)系高中教材,難度適中;(3)實驗器材比較常見,取材簡單。比如提出“創(chuàng)意搭橋”“巧設秒擺”“制作爬坡的雙錐體”等問題,學生開發(fā)個人和集體的智慧,用日常生活的器具開展小組為單位的實驗探究,支持不同小組設計出自己獨特的方案,教師以目的實現(xiàn)、團隊精神、合作策略、時間管理作為小組探究成果的評價標準。

        比如在物理課外活動小組中布置以“巧設秒擺”為實驗課題,教師給學生一個星期的時間,組成小組合作,具體實驗步驟如下:設計方案→畫設計圖→準備器材和工具→動手操作→測試結(jié)果→反復打磨→出成品。有的小組從鐘擺中得到靈感,利用齒輪傳動的原理做出的秒擺;有的小組巧妙設計利用小重物的重力作為驅(qū)動力,利用秒擺的擺動頻率一直和驅(qū)動力頻率相等的原理制作秒擺。經(jīng)過親自動手探究實驗,學生拿出的成果都令人眼前一亮,各有各的特點。

        經(jīng)過一段時間的原始問題題材探究實驗的訓練,學生的創(chuàng)新能力、社交能力、合作能力、時間管理能力等適應終身發(fā)展的關(guān)鍵能力都得到了不同程度的提升。

        (五)運用原始問題滲透安全環(huán)保的意識,培養(yǎng)學生良好的生活習慣

        很多原始物理問題都蘊含著人在社會中要遵循的日常行為的規(guī)范和綠色環(huán)保的理念。比如:賽車行駛到賽道轉(zhuǎn)彎處容易發(fā)生事故、汽車上橋要限速、插座上只在火線裝一根保險絲的原因等,原始問題成功讓學生提高交通與用電的安全意識,關(guān)愛生命;盛夏暑伏天氣家家戶戶用電的實際電壓會不足220V、不同品牌的家用轎車行駛百公里的耗油量不同等原始問題能夠激發(fā)學生節(jié)能減排、綠色出行的熱情。

        這些蘊含著可持續(xù)發(fā)展觀的原始物理問題讓學生清醒認識到我國當前環(huán)保的必要性以及日常生產(chǎn)生活一定要注重安全法則,培養(yǎng)了學生良好的生活習慣。

        四、成果

        我堅持將原始問題應用在高中物理教學中,成果如下:在長期關(guān)注原始物理問題的班級里,班級內(nèi)形成了濃厚的學習氛圍,學生對物理課程興趣大幅度提高;學生對時事熱點的關(guān)注度以及環(huán)保安全意識明顯增強;在物理測試中,應用類的原始習題正確解答率提高了6‰。這些成果證實:關(guān)注原始問題能夠?qū)崿F(xiàn)在高中物理教學中的高效育人。

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