謝世軍

(江蘇省海安市紫石中學(xué) 226600)

2021年版義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)2011年課程標(biāo)準(zhǔn)而言，在“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的“物質(zhì)”“運(yùn)動(dòng)與相互作用”“能量”“實(shí)驗(yàn)探究”“跨學(xué)科實(shí)踐”五個(gè)主題中，都增加了“情境素材建議”內(nèi)容.顯然，核心素養(yǎng)視角下初中物理的教學(xué)，教師有職責(zé)創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)建構(gòu)的情境，運(yùn)用自己的知慧和經(jīng)驗(yàn)，藝術(shù)地把物理概念、物理規(guī)律，融入精彩情境，用情境引發(fā)學(xué)生的注意和興趣，用情境帶動(dòng)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)，用情境活化學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用.

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)的組織者與引導(dǎo)者，教學(xué)離開(kāi)教師的科學(xué)引導(dǎo)，不論情境多么精彩，學(xué)生從情境走進(jìn)物理難，真正達(dá)到課程目標(biāo)更難，甚至可以說(shuō)不可能.為此，現(xiàn)結(jié)合幾十年的教學(xué)實(shí)踐，運(yùn)用三個(gè)教學(xué)案例，說(shuō)明基于《課標(biāo)》的建議、教材的素材，設(shè)計(jì)豐富多彩的物理情境，順應(yīng)情境的特點(diǎn)、學(xué)生的認(rèn)知，實(shí)施科學(xué)合理、巧妙自然的引學(xué)、啟思.

案例一：“噪聲”概念的歸納

蘇科版初中物理中，關(guān)于“噪聲”的概念，沒(méi)有設(shè)置什么情境，運(yùn)用言語(yǔ)的描述直接呈現(xiàn)，為了改變這種呆板的課堂，采用下列思路來(lái)歸納“噪聲” 的概念.

課前播放黃霄雲(yún)演唱的《星辰大海》、課的伊始播放紡織車間短視頻.針對(duì)兩種不同聲音問(wèn)道：兩種聲音分別給我們帶來(lái)什么樣的感受？你們喜歡哪種聲音呢？這兩種聲音有什么不同呢？

針對(duì)兩種聲音的不同點(diǎn)，大部分學(xué)生會(huì)從“動(dòng)聽(tīng)”和“難聽(tīng)”角度進(jìn)行回答.如果教師再進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖穯?wèn)，會(huì)有學(xué)生回答：紡織車間的聲音是噪音，對(duì)人們有害，…….在黑板適當(dāng)位置板書——?jiǎng)勇?tīng)、難聽(tīng)、噪聲，補(bǔ)上幾條線變成簡(jiǎn)表.

表1

接著教師追問(wèn):動(dòng)聽(tīng)的《星辰大?！泛碗y聽(tīng)的“車間聲音”，在物理角度有什么不同呢？這個(gè)問(wèn)題學(xué)生有點(diǎn)為難，稍停片刻，教師不緊不慢地在板書課題《噪聲及其控制》的同時(shí)，告訴學(xué)生現(xiàn)在就從物理角度探究?jī)煞N聲音的不同.

出示、簡(jiǎn)介“聲波傳感器”，用其播放“車間聲音”和去掉配音《星辰大?！返牟ㄐ?，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩種聲音在物理學(xué)角度的不同點(diǎn)——噪聲的聲源振動(dòng)無(wú)規(guī)律，樂(lè)音的聲源振動(dòng)有規(guī)律.接著運(yùn)用自己拍攝的小視頻“值夜班在家補(bǔ)覺(jué)的護(hù)士對(duì)鄰居小孩彈鋼琴的反應(yīng)”“正在完成作業(yè)的學(xué)生，對(duì)電視機(jī)播放武打片的反應(yīng)”帶領(lǐng)學(xué)生歸納總結(jié)出：人們不需要的聲音就是噪聲，適時(shí)在表中板書——無(wú)規(guī)律振動(dòng)、不需要.

梳理噪聲的概念到了瓜熟蒂落、水到渠成的境地.針對(duì)表格，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn) “難聽(tīng)”“動(dòng)聽(tīng)”憑“感覺(jué)”來(lái)區(qū)分噪聲和樂(lè)音后，直接告訴學(xué)生“無(wú)規(guī)律振動(dòng)”“不需要”分別從“物理”“環(huán)?！钡慕嵌葋?lái)界定是否為噪聲，適時(shí)補(bǔ)上表格中的關(guān)鍵詞語(yǔ)——聽(tīng)覺(jué)、物理、環(huán)保、角度.這時(shí)的學(xué)生對(duì)樂(lè)音的關(guān)鍵詞“規(guī)律振動(dòng)”“需要”已經(jīng)熟知了，就不需要再耗費(fèi)寶貴的課堂時(shí)間來(lái)討論和填表了.

案例中情境看似簡(jiǎn)單，卻讓學(xué)生在不知覺(jué)中，從生活、從自然、從實(shí)驗(yàn)走向枯燥乏味的噪聲，在建構(gòu)物理知識(shí)的同時(shí)，把握方法、體驗(yàn)情感，這樣的物理學(xué)習(xí)，再苦學(xué)生也不會(huì)感到辛苦，久而久之也就會(huì)感悟到物理的樂(lè)趣、產(chǎn)生好感.

兩點(diǎn)說(shuō)明：一是為何選《星辰大海》，期望情景符合學(xué)生的生理、心理特點(diǎn)，甚至愛(ài)好.《星辰大?！穼W(xué)生熟悉而且喜歡，容易把學(xué)生的注意引進(jìn)教學(xué)內(nèi)容；二是為何刪《星辰大?！返呐湟?，含有配音的聲音比較豐滿，波形圖也就更為復(fù)雜，有害于學(xué)生發(fā)現(xiàn)波形的規(guī)律.

案例二：“杠桿”模型的建構(gòu).

教材提供如圖1所示的器材，要求學(xué)生選擇合適的工具把圖釘拔出來(lái).實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生甚至不用工具都能拔出圖釘，失去運(yùn)用杠桿解決問(wèn)題的情境，且沒(méi)有挑戰(zhàn)性.為此，選擇硬度較大的木板、用帶有螺紋的沙發(fā)釘替代圖釘；準(zhǔn)備器材時(shí)，注意沙發(fā)釘和木板間空隙的控制，有的小組只能插進(jìn)螺絲刀，有的小組可以插進(jìn)螺線刀和羊角錘.

圖1

學(xué)生活動(dòng)后發(fā)現(xiàn)：螺絲刀、羊角錘撬運(yùn)用如圖2、3所示的方法更為方便.

圖2 圖3

教材中還有如圖4、5所示的開(kāi)瓶扳手、釣魚竿，根據(jù)這些物理實(shí)事建立杠桿模型.實(shí)際魚竿的頂端比較柔軟，魚竿在不同情境時(shí)的支點(diǎn)也不相同，為總結(jié)“固定點(diǎn)”“硬棒”帶來(lái)困難，而沒(méi)有采用這個(gè)情境.

圖4 圖5

針對(duì)圖2、3、4所示的情境投影思考題：這些工具在工作時(shí)有哪些共同點(diǎn)？這樣的問(wèn)題學(xué)生很難直接回答，為此分四步啟思：

第一步畫圖，用力的示意圖表示工具所受的力，學(xué)生一般都要畫出通過(guò)支點(diǎn)的力和重力.

第二步思考，工具在力的作用下，是怎樣運(yùn)動(dòng)的？這些轉(zhuǎn)動(dòng)有什么共同點(diǎn)？

生：繞著點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).

師：力的作用下繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)(板書).

第三步忽略次要因素，工具所受的力中，哪個(gè)力對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有影響、哪個(gè)力相對(duì)其它力而言可以忽略？在圖中擦掉這兩個(gè)力.

生：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的力、工具的重力.

第四步，為了工具的正常使用，對(duì)工具的材料有什么要求？

生：硬度大.

師：如果這些工具，看成一根棒的話，就必須是一根硬棒(板書：硬棒).

教師針對(duì)(黑板已有的)板書強(qiáng)調(diào)“這就是工具工作的共同點(diǎn)”點(diǎn)明“物理學(xué)中，把這樣的工具稱之為杠桿”.

相關(guān)杠桿的名詞如何認(rèn)識(shí)？難點(diǎn)在哪兒呢？

學(xué)生對(duì)杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)已經(jīng)很熟悉，即支點(diǎn)的概念直接給出，學(xué)生會(huì)輕松地在圖2、3、4中標(biāo)注出杠桿的支點(diǎn).

難就難在“動(dòng)力”“阻力”不同點(diǎn)的辨識(shí)，如何辨識(shí)呢？第一步，組織學(xué)生針圖2、3、4討論，一個(gè)杠桿上的兩個(gè)力作用效果有什么不同?啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：手的作用力都是使工具(杠桿)往人們需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)；另一個(gè)力作用效果恰恰相反，阻礙工具往往需要的方向轉(zhuǎn)動(dòng).

第二步，討論不同杠桿上兩個(gè)力作用效果的共性？啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：一個(gè)力最終使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，達(dá)成使用工具的目的；另一個(gè)力越大杠桿越難轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，讓學(xué)生意識(shí)到這個(gè)力是在阻礙杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng).

第三步，這時(shí)不再糾結(jié)，直接告訴學(xué)生：物理學(xué)把這種阻礙杠轉(zhuǎn)動(dòng)的力稱為阻力，使杠桿最終根據(jù)人們需要而轉(zhuǎn)動(dòng)的力，簡(jiǎn)稱使杠桿轉(zhuǎn)的的力稱為動(dòng)力.

力臂怎么辦？直接告訴學(xué)生什么是動(dòng)力臂、阻力臂，動(dòng)力臂、阻力臂統(tǒng)為力臂；通過(guò)簡(jiǎn)單的案例提醒學(xué)生注意是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”，不是“支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離”.例如，在圖4中將動(dòng)力臂畫成“支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離”，帶領(lǐng)學(xué)生找錯(cuò)并糾錯(cuò).

這時(shí)不要涉及也不能涉及為什么力臂是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”而不是“支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離”.因?yàn)樯婕傲酥v不清道不明，這個(gè)問(wèn)題延遲到“探究杠桿的平衡條件”都不晚.

案例三：“做功可以改變物體內(nèi)能”結(jié)論的總結(jié)

教師提出問(wèn)題：在寒冷的冬天，怎樣才能讓冰冷的手暖和起來(lái)呢？學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)很容易蹦“取暖器”“熱水杯”“嘴對(duì)手哈氣”“兩手相互搓”等等，注意運(yùn)用肢體語(yǔ)言誘導(dǎo)出如圖6、7所示的方案(投影).

圖6 圖7

針對(duì)哈氣取暖問(wèn)道：手暖和了，手的哪些物理量發(fā)生改變，如何改變？對(duì)此，學(xué)生往往回答“溫度升高”，教師沉靜片刻或者追問(wèn)，很快會(huì)有學(xué)生意識(shí)到“內(nèi)能增加”(板書：搓手——兩手內(nèi)能增加).接著追問(wèn)：哈氣是通過(guò)什么方式來(lái)改變物體內(nèi)能的？因?yàn)榍懊鎰倓倢W(xué)過(guò)“熱傳遞改變物體的內(nèi)能”，哪些搶嘴的學(xué)生會(huì)不加思考地答道“熱傳遞”，學(xué)生的搶嘴教師不急于表態(tài).

冷場(chǎng)片刻，針對(duì)“哈氣”問(wèn)：哈氣時(shí)熱是如何傳遞的？啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)哈氣暖和的原因：水蒸氣的溫度高于手的溫度，水蒸氣直接傳熱給手；更重要的水蒸氣在手上液化放熱.這時(shí)的學(xué)生知其然(表象)——水蒸氣傳遞熱給手，更知其所以然(本質(zhì))——主要是水蒸氣液化放熱.

經(jīng)常體驗(yàn)這樣的分析、判斷，學(xué)生會(huì)逐步明確物理知識(shí)不是獨(dú)立的，看似不同的物理知識(shí)可能會(huì)存在某種關(guān)聯(lián)，有益于物理觀念的落實(shí)，有益于科學(xué)論證能力的發(fā)展.

到了討論“搓手”的時(shí)候，教師問(wèn)：搓手暖和，熱是從何而來(lái)？啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：搓手取暖不是熱傳遞改變物體的內(nèi)能而是摩擦力做功的結(jié)果.

精設(shè)情境、引學(xué)啟思可以長(zhǎng)足地發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)，但要注意循序漸進(jìn)，要求不能過(guò)高、速度不能過(guò)快，注意習(xí)得與養(yǎng)成，不拔苗助長(zhǎng)，學(xué)生以做到的當(dāng)然由他們來(lái).