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        理性思維視域下初中物理概念教學
        ——以“升華和凝華”教學為例

        2021-01-07 09:19:01江蘇省海安市海陵中學
        天津教育 2021年14期
        關鍵詞:凝華升華理性

        ■江蘇省海安市海陵中學 張 震

        一、借助生活經驗,引出物理概念,喚醒學生理性思維

        教學中教師要利用學生熟悉的生活現(xiàn)象、并將情境與問題有機結合起來,為理性思維創(chuàng)造一個生長機遇,讓學生的好奇心被調動起來,產生求知憤懣感,激活學生理性思維。如“升華和凝華”一課,在引入教學內容之前,筆者先借助多媒體展示日常生活中的一些現(xiàn)象?,F(xiàn)象一:冬天,掛在室外潮濕的衣服中的水結成了冰,可是,冰凍的衣服干了?,F(xiàn)象二:寒冷的冬天,早晨站在窗前,看到屋外的物體上經常會掛著一層霜?,F(xiàn)象三:家庭衣柜中,人們會放一些樟腦球,隨著時間的推移,樟腦球逐漸變小,到最后不見了。在學生觀看這些現(xiàn)象,生發(fā)出驚訝之態(tài)時,因勢提出問題:為什么冰凍的衣服也會干?室外物體上的霜是哪里來的?衣柜中的樟腦球去了哪里?在此基礎上,讓學生結合自己所學的知識,調動生活經驗,提出自己的猜想。然后教師利用投影儀揭示答案:冰升華為水蒸氣;水蒸氣直接凝華成小冰粒(霜);樟腦球升華變?yōu)檎魵狻T诮沂敬鸢笗r,教師有意識突出“升華”和“凝華”兩個關鍵詞,將學生的注意力和思維集中到需要建構的物理概念。教師將問題和情境的有機相生,又引導學生將思維焦點從現(xiàn)象轉向本質,引導學生進行猜測,從而在揭開答案的過程中自然地引出物理概念,做足物理概念建構的準備。

        二、實驗還原事實,生成物理概念,引發(fā)深度理性思考

        物理概念提出后,學生對物理概念的理解還停留在語言文字符號層面。因此要使學生的對物理概念有進一步的認知,就需要教師引導學生還原事實,讓學生從物理現(xiàn)象的“旁觀者”進入物理現(xiàn)象。教學中,教師要基于所要建構的物理概念,精心設計物理實驗,既要保證物理實驗與概念的高度匹配度,又要關注物理實驗的顯性效果,從而引領學生調動理性思維,進行分析推理,自主生成物理概念。

        “升華和凝華”一課,在引出新概念后,進入新知探究環(huán)節(jié),筆者設計了一個典型而常見的實驗。實驗之前,先引導學生觀察試管中的物質,并提出問題:這是什么物質?現(xiàn)在是怎樣的狀態(tài)?學生很快說出是固態(tài),但對“碘”的認知不了解,筆者通過資料鏈接的方式,向學生展示了一段關于“碘”的資料。然后,告訴學生實驗的目的和實驗內容:給燒杯中注入一些熱水,然后給試管加熱,觀察試管中物質的狀態(tài)變化;再將試管從熱水中拿出來,觀察現(xiàn)象是怎樣的。實驗操作時,教師要改變演示的做法,讓學生自主進行實驗,教師進行實驗指導和觀察,在最后,引導學生結合導入環(huán)節(jié)學習,讓學生說說實驗中涉及的物理概念。學生很快說出“升華”和“凝華”現(xiàn)象。物理實驗為學生創(chuàng)造了一個還原事實的機會,學生由于親自參與實驗操作的過程,并獲得了直觀的體驗,學生對“升華”和“凝華”的認知熱情就更加高漲。

        三、建立物理模型,理解物理概念,促進理性思維生長

        模型的選擇需要對接物理概念教學的實際,兼顧物理教學的現(xiàn)實環(huán)境,引導學生在建模過程中調動理性思維,在思維活動中理解物理概念。“升華”和“凝華”的概念建構,是筆者利用模擬仿真技術建構過程模型和狀態(tài)模型建構的。筆者先利用3D技術,將“碘”加熱后,從固態(tài)變化為氣態(tài)的過程模擬出來,讓學生直觀感受到從固態(tài)到氣態(tài)的發(fā)展過程;再將加熱后的試管從熱水中抽出來,借助3D技術模擬紫色氣體消失的過程。學生借助模型形成的理想化效果,對“升華”和“凝華”概念的理解就從淺層向深層推進。

        四、有機關聯(lián)生活,深化物理概念,引領理性思維深入

        初步接觸物理的初中學生,需要對物理概念進行反復地了解,需要從淺層逐步地走向深入。學生物理概念形成后,教師可以將物理概念再放置生活大場景下,引導學生借助相關生活現(xiàn)象、場景等,對形成的物理概念進行“反芻式”消化,在二次乃至多次消化過程中調動并發(fā)展理性思維,讓物理概念理解更加透徹?!吧A”和“凝華”在模擬演示的基礎上,教師再引導學生將視線投向生活,列舉生活中還有哪些“升華”和“凝華”現(xiàn)象,并對這些現(xiàn)象進行深入的思考:除了物質形態(tài)的變化之外,伴隨著“升華”和“凝華”,還有沒有其他現(xiàn)象的發(fā)生?此時,教師再借助“碘”的實驗視頻,引導學生探究分析升華和凝華過程中還伴隨的現(xiàn)象。很快,學生得出新的發(fā)現(xiàn):升華需要吸熱,凝華需要放熱。這個環(huán)節(jié)基于學生的思維,學生從生活大場景中梳理了種種現(xiàn)象,使其認識到升華和凝華伴隨著吸熱和放熱的現(xiàn)象,學生對“升華”和“凝華”的認識,從顯性的狀態(tài)變化逐步深入學習吸放熱,因此學生對物理概念的理解就更加全面,也為物理概念的運用奠定基礎。而且學生的思維也經歷了從現(xiàn)象到本質,從感性到理性深入過程。

        五、歸向實踐運用,活用物理概念,促發(fā)理性思維創(chuàng)造

        物理學科的目的在于探索物質運動的客觀規(guī)律,從而在掌握客觀規(guī)律的基礎上,引導人們運用物理規(guī)律指導生活實踐。物理概念教學的價值取向也是如此,物理教師要基于理性思維視域,將物理概念教學指向實踐運用,引領學生在生活實踐的基礎上,活用物理概念,讓物理概念促進學生理性思維發(fā)展,進而轉變?yōu)閷W生的物理素養(yǎng)。當前“升華”和“凝華”物理概念建構還停留在兩種現(xiàn)象的判斷層次。理性視域下,筆者改變傳統(tǒng)建構做法,在實踐運用環(huán)節(jié),布置學生進行如下實踐活動:用自己的語言給“升華”和“凝華”下一個定義,并根據你對“升華”和“凝華”概念的認識,結合生活實踐,運用“升華”“凝華”知識設計一個應用方案,并運用所學的知識闡述方案的可行性。實踐運用讓學生物理概念與理性思維有機結合起來,在設計方案的實踐活動中,學生對物理概念的理解更加靈活,學生理性思維也借助實踐活動得到較好的發(fā)展。

        總之,物理概念唯有借助理性思維,物理概念教學才能走向深入,才能使物理概念從符號走向有意義的自主建構,促進學生建構與理解科學概念,構建與拓展其整體的知識網絡。

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