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        問題:初中物理教學(xué)培養(yǎng)科學(xué)思維的有效載體

        2021-06-17 22:00:42許輝勇
        黑龍江教育·小學(xué) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:磁針磁體物理

        許輝勇

        物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出引起基礎(chǔ)教育界的關(guān)注,在初中物理教學(xué)中如何落實(shí)是個難題。“學(xué)起于思,思源于疑。”學(xué)習(xí)是從問題開始的,設(shè)計有價值的問題是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要條件和保障。從目前的物理教學(xué)實(shí)施來看,仍存在為“考試”而教,不注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),在教學(xué)中提出的問題往往只需要學(xué)生對知識進(jìn)行簡單的記憶即可,問題設(shè)置隨意性強(qiáng),問題之間缺乏管理,更缺乏深層次的認(rèn)知功能和驅(qū)動價值,無法培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。筆者認(rèn)為,以問題作為思維的有效載體開展初中物理教學(xué),能夠有效驅(qū)使學(xué)生主動學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

        一、以問題為有效載體的初中物理思維課堂能有效驅(qū)動學(xué)生深度學(xué)習(xí)

        1.縱觀物理學(xué)史,物理的奧妙在于不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題。其中,產(chǎn)生的問題就是物理探究學(xué)習(xí)的核心之源,人的思維能力的提升在問題的發(fā)現(xiàn)與解決中得到發(fā)展。因此,物理教學(xué)的過程應(yīng)當(dāng)是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題并合邏輯地解決問題的過程。在教學(xué)中,教師應(yīng)圍繞發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行施教,通過問題的合理解決來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的探究,并且建立起學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣,這是初中物理教學(xué)改革的努力方向。

        2.心理學(xué)認(rèn)為,在逐漸發(fā)展初中生的創(chuàng)造性思維和批判性思維的同時,這些思維卻存在表面性、片面性和經(jīng)驗(yàn)性。部分初中生在初接觸物理時感到有趣,學(xué)習(xí)情緒高漲。然而,隨著物理學(xué)知識中抽象思維的內(nèi)容逐漸增加,學(xué)生逐漸感到無趣、枯燥進(jìn)而選擇放棄。究其原因,初中生的思維處于由形象思維向抽象邏輯思維的過渡階段,對抽象概念的理解,通常需要借助事物的表象作為支持加以輔助理解。因此,在物理教學(xué)中教師應(yīng)提供豐富的感性材料讓學(xué)生在真實(shí)的物理情境中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,在解決問題的驅(qū)動下,教師應(yīng)做好問題鏈引導(dǎo),并且結(jié)合物理的知識與方法,讓學(xué)生自主合作解決所面對的問題,在有意義的問題情境中學(xué)習(xí)物理,鍛煉科學(xué)思維。

        二、以問題為思維載體的初中物理教學(xué)

        1.內(nèi)涵。

        認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為:“問題是這樣的一種情境,個體想做某件事,但不能馬上知道對這件事所采取的一系列行動,就構(gòu)成問題。” “問題”是學(xué)生在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)的,是能夠驅(qū)使學(xué)生為了解決問題而自動學(xué)習(xí)所處的情境。以問題為思維有效載體的初中物理教學(xué),就是把物理學(xué)習(xí)設(shè)置到真實(shí)的有意義的物理情境中,以學(xué)科的問題為線索,以教師的問題為導(dǎo)引,通過有內(nèi)在聯(lián)系的問題鏈讓學(xué)生自主、合作解決真實(shí)性問題,學(xué)習(xí)蘊(yùn)含于問題之中的知識,有效建構(gòu)知識體系,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的有效遷移和能力的有效提升。

        2.教學(xué)架構(gòu)。

        以問題為思維有效載體的初中物理課堂,教師需創(chuàng)設(shè)從真實(shí)、連續(xù)、螺旋上升的環(huán)環(huán)相扣的問題鏈,整合將學(xué)的知識內(nèi)容,為學(xué)生搭建問題階梯,一步一步對問題進(jìn)行推進(jìn),幫助學(xué)生在探究、分析、論證和交流等一系列活動中形成自主學(xué)習(xí)的動機(jī)和欲望,通過教師的即時反饋、引導(dǎo),幫助學(xué)生分析和解決問題的過程中習(xí)得知識與方法,逐步培養(yǎng)出問題解決的能力,最后達(dá)成教學(xué)目標(biāo),其教學(xué)架構(gòu)如圖1所示。

        為使學(xué)生思維活動既連貫又不乏躍遷,問題鏈中所設(shè)問題之間要具有緊密的關(guān)聯(lián)性、遞進(jìn)性和邏輯性。其中各個問題應(yīng)按其發(fā)揮的作用可以具體劃分為以下四個問題,即情境問題、探究問題、子邏輯鏈問題和應(yīng)用問題。作為問題的起始點(diǎn),情境問題是學(xué)生在現(xiàn)實(shí)物理情境中發(fā)現(xiàn)的問題,能有效引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;探究問題是問題鏈中的核心問題,往往是教學(xué)重點(diǎn);根據(jù)學(xué)生的不同認(rèn)知結(jié)構(gòu)和能力水平,子邏輯鏈問題將學(xué)生難懂的主干問題分解成多塊更細(xì)小的問題,是最終問題的解決的腳手架;應(yīng)用問題能夠?qū)W(xué)生的問題解決,即學(xué)習(xí)進(jìn)行評價。

        3.教學(xué)策略。

        (1)創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)思維

        創(chuàng)設(shè)問題情境的本質(zhì),是創(chuàng)設(shè)一種使學(xué)生原有的知識與需要掌握的新知識發(fā)生強(qiáng)烈沖突的場景,從而激發(fā)學(xué)生探索的興趣和動力。初中物理創(chuàng)設(shè)問題情境可以通過現(xiàn)實(shí)中的實(shí)例、實(shí)驗(yàn)、模擬情境等途徑。創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活緊密相關(guān)的并能激起其興趣的問題情境,能夠有效讓學(xué)生內(nèi)在潛概念與新問題之間的思維進(jìn)行碰撞,摩擦出學(xué)生的情感認(rèn)同與探究渴望的火花,以喚起他們強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣與積極的學(xué)習(xí)動機(jī)。

        案例1:粵滬版九下“從永磁體談起”問題情境的創(chuàng)設(shè)

        教師展示磁懸浮地球儀,學(xué)生提出情境問題:是什么神奇的力量讓地球儀懸浮在空中?

        真實(shí)的物理情境問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,啟迪學(xué)生的思維。

        (2)問題導(dǎo)向,實(shí)驗(yàn)探究

        以有意義的問題解決為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)活動富有挑戰(zhàn)性和探索性,能夠形成學(xué)生探究問題的積極心理。以問題解決為導(dǎo)向,逐層推進(jìn)學(xué)生的“發(fā)現(xiàn)問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)與制訂方案、收集證據(jù)、解釋、交流與評估”等系列環(huán)節(jié),讓學(xué)生在活動中基于證據(jù)進(jìn)行解釋、評價,協(xié)助學(xué)生問題解決,同時讓學(xué)生在驗(yàn)證解釋自己對概念的理解、對觀點(diǎn)的解釋等思維活動中充分體驗(yàn)運(yùn)用知識的成就感,進(jìn)一步激勵學(xué)生探究與學(xué)習(xí)的熱情的同時,培育學(xué)生的科學(xué)思維。

        案例2:粵滬版九下“從永磁體談起”探究問題的設(shè)置

        探究問題1:磁體上各部分磁性都相同嗎?

        學(xué)生利用條形磁體、鐵屑、大頭針等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計實(shí)驗(yàn)、探究磁體的磁性。

        探究問題2: 如何讓靜止在水平桌面上的大磁針轉(zhuǎn)動起來?

        學(xué)生們設(shè)計出各種實(shí)驗(yàn),有用手撥動的,有用口吹的,有用磁體靠近小磁針的等。

        探究問題3: 既然磁場具有一定的方向,那么如何確定磁場周圍不同位置的磁場方向?

        學(xué)生實(shí)驗(yàn):①在一條形磁體周圍不同的位置放置更多小磁針。② 將條形磁體放在平面磁針板中間,輕輕敲擊磁針板。③將條形磁體放于玻璃板上,并在其周圍均勻撒上鐵屑,敲動玻璃板。④ 在紙上仿照著鐵屑(或小磁針)的分布畫出幾條曲線,這些曲線代表磁場,并把每條曲線都標(biāo)上方向。

        教師演示實(shí)驗(yàn):將一條形磁體置于磁感線立體演示模型中,學(xué)生觀察小磁針排列。

        學(xué)生在探究問題下開展實(shí)驗(yàn)、基于證據(jù)解釋、合作交流,由“點(diǎn)”到“線”,由“面”到“體”,逐步建立“磁感線”的物理模型,同時發(fā)展學(xué)生漸變的思維和從豐富的實(shí)際情境中抽象出簡單的物理模型的科學(xué)思維,領(lǐng)會科學(xué)理論是從觀察到推論的科學(xué)本質(zhì)觀念。

        (3)問題驅(qū)動,搭建臺階

        為使學(xué)生的思維連續(xù)而不躍遷,創(chuàng)造解決問題的條件,在“知識的疑難點(diǎn)、思維的發(fā)散點(diǎn)、概念的生成點(diǎn)”上設(shè)問與追問,通過子問題鏈給學(xué)生搭建一級級的學(xué)習(xí)臺階。

        案例3:粵滬版九下“從永磁體談起”子問題鏈的搭建

        在學(xué)生設(shè)計出各種實(shí)驗(yàn)如“有用手撥動、用口吹、用磁體靠近磁針”等“讓靜止在水平桌面上的磁針轉(zhuǎn)動”的實(shí)驗(yàn)后,教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比。

        子問題鏈:

        ① 磁針由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動狀態(tài),說明了什么?

        ② 用手撥動磁針轉(zhuǎn)動,是什么對磁針施加力的作用?

        ③ 用口吹磁針轉(zhuǎn)動,是什么對磁針施加力的作用?空氣看得見嗎?

        ④ 用口吹磁針轉(zhuǎn)動,是看不見的空氣對磁針施加力的作用。那么用磁鐵靠近磁針使其轉(zhuǎn)動,是什么對磁針施加力的作用?

        在“磁場”概念的生成點(diǎn)通過子問題鏈設(shè)問與“知識的疑惑點(diǎn)”追問,幫助學(xué)生領(lǐng)悟與運(yùn)用“類比”的方法認(rèn)識磁體也像手、空氣一樣對小磁針產(chǎn)生了力的作用,有效驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維。

        (4)遷移應(yīng)用,評價學(xué)習(xí)

        物理來之于生活,運(yùn)用于社會,善用物理知識解決實(shí)際遇到的問題的這一過程是對知識深入理解的過程,也是對學(xué)習(xí)的過程更深層次的領(lǐng)悟。

        案例4:粵滬版九下“從永磁體談起”應(yīng)用問題的設(shè)置

        研究完磁場之后,教師提出應(yīng)用問題1: 地球附近的指南針為什么總是指南北?學(xué)生自主討論得出結(jié)論。

        課后,提出應(yīng)用問題2:學(xué)生根據(jù)提供“條形磁鐵、大頭針、圓形塑料片和一杯水”自制指南針,后續(xù)進(jìn)行交流與展示。

        通過遷移應(yīng)用,不僅可以對學(xué)生“問題解決的過程”進(jìn)行檢驗(yàn),及時評價學(xué)生的學(xué)習(xí),同時也讓學(xué)生體會“成功解決新問題”的成就感,有助于學(xué)生感受物理知識在實(shí)際中的應(yīng)用,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思維能力的發(fā)展。

        以問題作為啟發(fā)思維的核心載體開展初中物理教學(xué),有利于讓學(xué)生更深層次把握知識的內(nèi)涵和外延,以便思維能力的開發(fā),提升核心素養(yǎng)。

        編輯/魏繼軍

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