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        基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        2021-12-19 11:38:43孫方明
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué)

        孫方明

        [摘 要]初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該是在學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,為此,教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)起點(diǎn),重視學(xué)生原有的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師可以:通過(guò)實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)知識(shí)原型,豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn);通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題,提升學(xué)生的思維能力;通過(guò)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化與重構(gòu),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提升教學(xué)實(shí)效。文章以“物體的浮與沉”教學(xué)為例進(jìn)行分析探討。

        [關(guān)鍵詞]學(xué)生經(jīng)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);浮與沉

        [中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058(2021)35-0052-02

        基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)倡導(dǎo)從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)起點(diǎn)引入教學(xué)。具體教學(xué)中,可通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境,激活學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn),改造學(xué)生的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生積極思維,高效學(xué)習(xí)。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),并針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)和缺失經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高教學(xué)效益。

        一、聚焦學(xué)生的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),破舊立新

        基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的有效物理教學(xué),必須重視學(xué)生主體的落實(shí)。學(xué)生進(jìn)入教室前是具有學(xué)前知識(shí)的,同時(shí)學(xué)生個(gè)體間的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)水平、興趣愛(ài)好等都存在明顯的差異。學(xué)生在日常生活和以往的學(xué)習(xí)中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)(常稱之為“前概念”),在具體教學(xué)中,教師必須考慮學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)(前概念),才能有效提升物理課堂教學(xué)實(shí)效。蘇科版物理第十章壓強(qiáng)和浮力的第五節(jié)“物體的浮與沉”,學(xué)生有很多基于生活的前概念,但其中有一些是錯(cuò)誤的、不全面的,在實(shí)際教學(xué)中,必須關(guān)注學(xué)生的前概念。

        1.關(guān)于“浮與沉”的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)

        前概念1 ——“重物下沉,輕物上浮”:兩個(gè)物體在液體中,重物(質(zhì)量大的物體)會(huì)下沉,輕物(質(zhì)量小的物體)上浮。

        前概念2 ——“浮者浮力大,沉者浮力小”:兩個(gè)物體在液體中,上浮的物體受到的浮力大,下沉的物體受到的浮力小。

        分析:學(xué)生對(duì)物體的浮與沉有許多相應(yīng)的生活經(jīng)驗(yàn),比如,較重的石塊或鐵塊放入水中會(huì)下沉,而較輕的木塊則會(huì)上浮。由此得出結(jié)論:重的物體會(huì)下沉,輕的物體會(huì)上浮。在許多學(xué)生的錯(cuò)誤前概念中,對(duì)于浸沒(méi)在液體中的物體,其浮沉由物體受到的浮力或重力單獨(dú)決定,沒(méi)有從兩個(gè)力共同作用的效果去考慮。這種現(xiàn)象,一方面反映了學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的片面性,同時(shí)也反映了直接經(jīng)驗(yàn)往往只考慮了某些外顯的因素,缺乏思維的邏輯性、嚴(yán)密性和系統(tǒng)性,因此常常是錯(cuò)誤的。但是,這些錯(cuò)誤的前概念對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響是深遠(yuǎn)的,如果教師在教學(xué)中簡(jiǎn)單粗暴地進(jìn)行否定,然后直接給出正確觀點(diǎn),那么,學(xué)生可能會(huì)難以接受,有的學(xué)生就算接受了,也掌握不牢靠。因?yàn)檫@些前概念盡管不科學(xué)、不全面,但它們卻有著相應(yīng)的生活原型支撐,可謂根深蒂固。因此,在教學(xué)中要轉(zhuǎn)變學(xué)生以往錯(cuò)誤的觀念,可以用實(shí)驗(yàn)的方式,用新的事實(shí)讓學(xué)生產(chǎn)生思維沖突,使學(xué)生對(duì)原有的認(rèn)知產(chǎn)生懷疑,用新的事實(shí)證據(jù),揭示原有認(rèn)識(shí)的片面性和錯(cuò)誤性,從而實(shí)現(xiàn)新概念的自主建構(gòu)。用這樣的方法改造而得的經(jīng)驗(yàn),具有相對(duì)持久的生命力,也更能為學(xué)生真正認(rèn)同和理解,更能應(yīng)用到后續(xù)實(shí)際問(wèn)題的解決中,真正成為學(xué)生素養(yǎng)的一部分。同時(shí),這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也切實(shí)提升了學(xué)生的科學(xué)精神與學(xué)科關(guān)鍵能力。

        2.基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

        針對(duì)學(xué)生有“重物下沉,輕物上浮”的錯(cuò)誤前概念,這部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)主要考慮兩個(gè)因素:一是通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以學(xué)生的事實(shí)體驗(yàn)作為思維的起點(diǎn),讓學(xué)生的思維與錯(cuò)誤的前概念發(fā)生沖突;二是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)盡量貼近學(xué)生,簡(jiǎn)便可行,激趣設(shè)疑。

        體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)1:先向?qū)W生分別展示大土豆和小西紅柿,比較并明確兩者的輕重關(guān)系。然后請(qǐng)學(xué)生猜測(cè)兩者放入水中后的浮沉狀態(tài),接著將兩者放入水中,觀察現(xiàn)象并提出問(wèn)題:“質(zhì)量大的土豆為什么反而浮在水面上?質(zhì)量小的西紅柿為什么沉入水底呢?”學(xué)生發(fā)現(xiàn)從比較輕重的角度不能解釋,引發(fā)思維沖突,促進(jìn)學(xué)生深入思考決定物體浮沉的因素究竟是什么。

        體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)2: 將在水中沉底的小西紅柿放入濃鹽水中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)小西紅柿浮在鹽水表面。進(jìn)而請(qǐng)學(xué)生思考:這一事實(shí)說(shuō)明物體的浮沉與什么因素有關(guān)?

        體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)3: 將浮在水面的大土豆從水中撈出,放入酒精中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)土豆也能浮在酒精液面上。這時(shí),教師可請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察,提出問(wèn)題:土豆在水中是漂浮的,在酒精中也是漂浮的,但兩次漂浮有什么不同?在水中和酒精中所受浮力是否相同?

        3. 基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考

        基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以教師掌握學(xué)情為前提,以學(xué)生的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)為焦點(diǎn),學(xué)生帶著原有前概念進(jìn)行體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn),在反思性觀察中產(chǎn)生思維沖突,進(jìn)而構(gòu)建新的概念,開(kāi)始發(fā)現(xiàn)新規(guī)律。關(guān)于物體的浮與沉,學(xué)生逐漸明白要從物體的受力分析入手,同時(shí)考慮物體的重力與浮力的大小關(guān)系。

        學(xué)生經(jīng)驗(yàn)既包含學(xué)生在學(xué)習(xí)開(kāi)始前已有的生活體驗(yàn)、知識(shí)背景、前概念等,也包含學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得的經(jīng)歷和感悟。物理課堂教學(xué)需要在研究學(xué)生的基礎(chǔ)上,充分關(guān)注學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和能力,據(jù)此設(shè)計(jì)并組織初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),在主體參與和親身體驗(yàn)中使學(xué)生獲得知識(shí),并實(shí)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的改造與生長(zhǎng)。

        二、針對(duì)學(xué)生缺失的經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),深化學(xué)生的思維

        物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師基于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,可以有效激發(fā)學(xué)生探究物理規(guī)律的興趣和好奇心,可以促進(jìn)學(xué)生積極參與課堂,這樣的物理情境是激活并深化學(xué)生思維,發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的重要手段和有效途徑。針對(duì)學(xué)生缺失的經(jīng)驗(yàn),教師巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),吸引學(xué)生主動(dòng)參與,促進(jìn)學(xué)生的思維走向深入。

        1.教材僅有浮沉條件的定性分析

        蘇科版教材指導(dǎo)我們通過(guò)對(duì)浸在液體中的物體進(jìn)行受力分析,通過(guò)對(duì)重力與浮力的分析,結(jié)合不同的浮沉現(xiàn)象,根據(jù)“力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)關(guān)系”的相關(guān)知識(shí),通過(guò)定性分析得到物體在液體中的浮沉條件。這樣的過(guò)程沒(méi)有定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量與比較,也沒(méi)有用定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)分析驗(yàn)證,因此,很難讓學(xué)生信服。實(shí)際教學(xué)中,教師可以補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定量驗(yàn)證。

        2. 補(bǔ)充浮沉條件的定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

        教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行定量探究,并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,為物體在液體中的浮沉條件的發(fā)現(xiàn)提供直接證據(jù)。此時(shí),可在定性分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)以下定量驗(yàn)證。

        設(shè)計(jì)定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn):利用塑料瓶和沙子模擬雞蛋在液體中的沉底、懸浮和漂浮等現(xiàn)象,定量驗(yàn)證物體在液體中的各種浮沉條件。

        教師指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)調(diào)節(jié)塑料瓶?jī)?nèi)沙子的質(zhì)量,利用塑料瓶和沙子模擬雞蛋在液體中的沉底、懸浮和漂浮等現(xiàn)象,定量驗(yàn)證各種浮沉條件。通過(guò)學(xué)生分組討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,聚焦如何測(cè)量塑料瓶所受的重力和浮力,通過(guò)對(duì)所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生綜合應(yīng)用前面所學(xué)的各種知識(shí),通過(guò)討論,共享實(shí)驗(yàn)方案:可以用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)量塑料瓶處于漂浮、懸浮和沉底時(shí),塑料瓶所受重力的大小;并通過(guò)塑料瓶漂浮、懸浮時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)為零得到浮力與重力大小相等的情況;當(dāng)塑料瓶沉底時(shí),由于塑料瓶浸沒(méi)的體積不變,故所受浮力與懸浮時(shí)相同……在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是教學(xué)的重點(diǎn),學(xué)生需要綜合運(yùn)用前面所學(xué)的受力分析方法、浮力知識(shí)、力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)關(guān)系等諸多知識(shí),實(shí)現(xiàn)基于問(wèn)題解決的分析與設(shè)計(jì)。在這樣的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程中,思維活動(dòng)較為復(fù)雜,因此,在這樣的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程中可以有效發(fā)展學(xué)生的高階思維能力,這才是本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正目的所在。

        三、聚焦學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng),優(yōu)化實(shí)驗(yàn),開(kāi)展物理教學(xué)

        在教與學(xué)的關(guān)系中,雖然學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,但教師是教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者和先行者,教師在教學(xué)中的作用至關(guān)重要。教師課前的教學(xué)設(shè)計(jì),課堂的教學(xué)引導(dǎo)和組織,都是學(xué)生發(fā)揮主體作用的前提和保障。尤其是教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)的分解與重構(gòu),對(duì)教學(xué)資源和學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì),對(duì)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的重視與把握,都對(duì)教學(xué)效果有著直接的影響,從某種意義上說(shuō)甚至起到?jīng)Q定性的作用。在物體的浮沉教學(xué)中,教師要深入分析學(xué)情,準(zhǔn)確把握學(xué)生的錯(cuò)誤前概念,據(jù)此,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì),同時(shí),還要注重調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性,以實(shí)驗(yàn)事實(shí)幫助學(xué)生糾正以往的錯(cuò)誤認(rèn)知,引導(dǎo)學(xué)生深入反思,自主構(gòu)建和完善相關(guān)物理概念和規(guī)律,完善知識(shí)脈絡(luò),提升學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,切實(shí)提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

        綜上所述,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要注意創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)資源, 創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境,激活學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣,發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。

        [? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

        [1]? 白孝忠.關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng) 促進(jìn)物理深度學(xué)習(xí)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2017,46(13):6-9.

        [2]? 趙智清.基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的初中物理深度學(xué)習(xí)初探:以“物體的浮與沉”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2020,49(10):24-25.

        [3]? 盛建國(guó).基于原型與經(jīng)驗(yàn)的物理深度學(xué)習(xí)策略[J].物理教學(xué),2019,41(8):44-46,68.

        (責(zé)任編輯 易志毅)

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