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        基于理性思維 探究物理概念生成

        2022-05-30 14:31:19蘇海建
        關(guān)鍵詞:理性思維概念教學(xué)初中物理

        摘 要:思維的理性是基于證據(jù)、邏輯推理,來認(rèn)識事物,解決問題的一種思維方式,更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的基本任務(wù).在初中物理概念教學(xué)中,倡導(dǎo)學(xué)生尊重事實和證據(jù),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,運(yùn)用理性思維來展開觀察、比較、分析、綜合,促進(jìn)學(xué)生對物理概念的深切理解.

        關(guān)鍵詞:初中物理;理性思維;概念教學(xué)

        中圖分類號:G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?? 文章編號:1008-0333(2022)23-0107-03

        收稿日期:2022-05-15

        作者簡介:蘇海建(1983.12-),男,江蘇省南通人,本科,中學(xué)一級教師,從事初中物理教學(xué)研究.

        在物理核心素養(yǎng)中,理性思維是基本內(nèi)涵,物理學(xué)中的概念是構(gòu)建物理模型的基礎(chǔ).對概念的講解,一些教師重知識傳授,輕理性求知,導(dǎo)致學(xué)生概念辨析不清,影響對物理問題的有效解決.庫恩認(rèn)為:“理性思維是智力發(fā)展的最終目標(biāo),教育的核心在于發(fā)展學(xué)生的理性思維”.崇尚事實與證據(jù),啟發(fā)學(xué)生的實證意識,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度,從理性思維層面來提高學(xué)生觀察、比較、分析、判斷、質(zhì)疑等優(yōu)秀品質(zhì).面對物理學(xué),概念是基本知識點,對概念的提出、建構(gòu),直接關(guān)系到學(xué)生理性思維的認(rèn)知能力.藉由此,就學(xué)生在物理概念生成中理性思維的培養(yǎng)提出幾點建議.

        1 運(yùn)用情景創(chuàng)設(shè),形成正確物理觀念

        物理概念具有抽象性,因而對初中生而言具有較高的學(xué)習(xí)難度.一來學(xué)生的生活閱歷有限,需要在教師的引導(dǎo)中才能發(fā)現(xiàn)生活中的物理細(xì)節(jié)和現(xiàn)象;二來部分教師圍繞教學(xué)重難點展開課堂,未能站在學(xué)生的角度以學(xué)生能理解的方式,對物理概念進(jìn)行簡化和講解,致使教學(xué)效率不佳.基于此,教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境,讓學(xué)生主動積極融入到物理概念的分析和學(xué)習(xí)之中,使之形成正確的物理觀念.教師要保證教學(xué)情境與教學(xué)內(nèi)容之間的緊密聯(lián)系,這能為學(xué)生明確思考方向;教師還要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀靈活的調(diào)整教學(xué)策略,保證學(xué)生能夠在思考的過程中,主動發(fā)現(xiàn)物理概念的深意.

        以“額定電壓和額定功率概念”的教學(xué)內(nèi)容為例,首先,教師為學(xué)生演示實驗,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境.教師做實驗的過程中,讓學(xué)生將實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行記錄得出以下表格:

        其次,教師提出問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,使其主動融入到學(xué)習(xí)情境之中.教師:“小燈泡兩端電壓數(shù)據(jù)的改變與其實際電功率的改變有什么關(guān)系?”意在讓學(xué)生察覺到燈泡銘牌標(biāo)記數(shù)值的重要性.最后,引導(dǎo)學(xué)生對得出的結(jié)論進(jìn)行歸納和總結(jié),學(xué)生1:“燈泡兩端實際電壓增大時,燈泡的實際電功率也會增大.燈泡兩端實際電壓減小時,燈泡的實際電功率也會減小.由此可見,燈泡實際電功率隨加在它兩端實際電壓的變化而變化.”學(xué)生2:“燈泡銘牌上的2.5V,是燈泡正常工作時的電壓,也可以稱之為燈泡的額定電壓.”

        2 善用畫圖模型,建構(gòu)抽象思維能力

        對物理概念的認(rèn)識,可以通過畫圖方式,來展示物理現(xiàn)象,或者引入物理模型,實現(xiàn)對物理某一特性的概括性描述.物理模型的構(gòu)建,是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的重要途徑,物理建模過程,本身就是科學(xué)研究的必備能力.從物理學(xué)中的概念講解中,教師要多引入圖示法、模型法,讓物理概念直觀化、形象化.比如對于“重力”概念的揭示,什么是“重力”?“重力”表現(xiàn)為什么?單純從物理學(xué)知識來概括“重力”,“重力”方向的辨析,學(xué)生不易理解.怎樣理解“豎直向下”?為此,觀察圖1所示.

        圖1

        從甲圖中,當(dāng)小球靜止時,垂線與水平線垂直,該小球受重力影響,其方向為“豎直向下”;從乙圖中,當(dāng)鐵架傾斜后,小球再次靜止,此時小球受重力影響,其方向仍然與水平面垂直,即“豎直向下”.由此推斷,“重力”的方向始終是“豎直向下”.一些學(xué)生對“豎直向下”的理解,停留于“向下”,把“豎直”與“垂直”混淆.為了增進(jìn)學(xué)生對“豎直向下”的深刻認(rèn)知,我們通過布置任務(wù),讓學(xué)生分組討論不同靜止的物體,其所受的重力及方向如何.如平放在桌面的“小汽車”,其重力方向與桌面垂直,其重力方向“豎直向下”;飛行中的飛機(jī),其重力方向“豎直向下”;漂浮在水中的小木塊,其重力方向“豎直向下”;停放在斜面上的小木塊,其重力方向依然為“豎直向下”.

        對“重力方向”的認(rèn)識和探究無疑是一個難點,還要讓學(xué)生知道“豎直向下”與平時所說的“向下”也有所不同.對于“地球”上的任何物體,其受“重力”的方向始終是指向地球球心的.我們來觀察飛在空中的足球,足球受重力影響,如何畫出其重力方向?通過比較,無論是靜態(tài)還是動態(tài)物體,其重力所受的方向都是“豎直向下”,指向地心.借助于物理實例,讓學(xué)生畫出物理模型,找準(zhǔn)關(guān)鍵點,加深對物理概念的正確理解.

        3 揭示因果論證,強(qiáng)化科學(xué)分析能力

        在布魯姆認(rèn)知理論中,分析、判斷、創(chuàng)造屬于高階思維.認(rèn)識物理概念,不能停留于概念本身,要通過探究概念的因果關(guān)系,引領(lǐng)學(xué)生從概念分析中做出正確判斷,形成邏輯推理能力.物理概念,在課堂上,教師所列舉的事例,增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識,但缺失嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?、論證和推理.舉例來講,對于“功率”的認(rèn)識,可從一些生活事例中,結(jié)合“做功快慢”來辨析“功率”概念,學(xué)生有了初步感性的認(rèn)識,但對于“功率”的本質(zhì),仍然辨析不透徹.為此,我們結(jié)合具體實例,將1噸貨物,從地面運(yùn)送到3樓,第一種采用人工方式,耗時3小時完成;第二種為小型起重機(jī)提升方式,耗時1分鐘完成;第三種為大型起重機(jī)吊裝方式,耗時30秒完成.分析對比這三種方式,請同學(xué)們思考:這三種方式,對貨物所做的功是否相等?所用時間是否相同?哪種方式做功快,哪種方式做功慢?

        從題意來看,對于1噸貨物,從地面到3樓,無論是何種方式,其結(jié)果是做的功是相等的,但所用時間不同,說明大型起重機(jī)做功快,小型起重機(jī)次之,人工方式最慢.針對三種不同做功方式,請同學(xué)們比較,對于做功,不僅要考慮做功多少,還要考慮做功快慢,如何來衡量某種方式做功的快慢?我們來回顧“速度”概念及定義方法,速度v=St,對比“做功”的快慢.可見,與速度相關(guān)的兩個物理量,一個是路程,另一個是時間;與“做功”快慢相關(guān)的物理量,一個是做功的大小,另一個是做功所用時間,即P=Wt.由此,通過對單位時間內(nèi)所完成功的多少來表示“做功”的快慢,即“功率”概念.

        認(rèn)識了“功率”概念,對于“功率”如何計算?舉例來講,一個人在走路時的功率是如何計算?在分析人的走路功率時,需要了解人走路做的功,以及所耗費(fèi)的時間,假設(shè)人走路時,與地面的摩擦力為重力的0.1倍,則通過計算所走距離、時間,以及人的體重,就可以計算出走路的功率.由此,對于本節(jié)所探討的“功率”概念,學(xué)生能夠從生活中的“功率”現(xiàn)象入手,結(jié)合實例來對比“速度”概念,從感性認(rèn)知,來體認(rèn)、分析“功率”的計算方法,逐步建構(gòu)其“功率”的概念,增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維與分析能力.

        4 突出問題啟發(fā),培養(yǎng)邏輯推理思維

        學(xué)習(xí)物理,了解物理現(xiàn)象,融入所學(xué)的物理知識,來展開科學(xué)推理.科學(xué)推理是建立在事實依據(jù)基礎(chǔ)上,通過辨析客觀邏輯關(guān)系,來展開分析、判斷,得出物理結(jié)論的過程.教師在引領(lǐng)學(xué)生展開邏輯推理時,要巧用問題法,激活學(xué)生的問題意識.舉例來講,對于“動能”的學(xué)習(xí),什么是“動能”?“動能”與“能量”有何關(guān)系?通常,從物體的能量入手,讓學(xué)生認(rèn)識物體是否具有能量.在概念表述中,一個物體能對另一個物體做功,就表明這個物體具有能量.從生活中,流動的水、飄動的風(fēng),飛行中的子彈等等,是否具有能量?通過討論,當(dāng)翻滾的河水將堤壩沖塌,河水使堤壩發(fā)生了變化;當(dāng)風(fēng)將雨傘掀翻,傘的形狀發(fā)生了變化;當(dāng)子彈打向蘋果,蘋果被打碎.這些現(xiàn)象表明,流水、風(fēng)、子彈都是具有能量的.對上述現(xiàn)象進(jìn)行歸納,教師鼓勵學(xué)生用簡潔的語言來表述這些物理現(xiàn)象,最終概括為“運(yùn)動的物體具有能量”.

        同樣,在學(xué)習(xí)“功”時,前面所探討的是“功率”,而對于“功”,概念表述為“力與物體在力的方向上通過的距離的乘積”.如何理解“功”的本質(zhì)?我們可以搭建生活情境,從生活實例中來揭示“功”的內(nèi)涵.請同學(xué)對比,叉車提升重物,人用力推車,這兩種力與運(yùn)動的關(guān)系,有何共同點?通過對力的分析,叉車提升重物,施力者為叉車,受力者為重物,受力方向為“豎直向上”,物體的運(yùn)動方向也是“豎直向上”;對于人推車,施力者為人,受力者為車,受力方向為“水平向前”,小車運(yùn)動方向為“水平向前”.對比兩種力的作用過程,顯然叉車對重物的作用,使得貨物在力的方向上運(yùn)動了一段距離;人對車的作用,使得車在力的方向上運(yùn)動了一段距離.說明這兩種力的作用,都對受力物體做了功.可見,對于“功”的理解,從生活實例中,引入對比分析,讓學(xué)生結(jié)合物理問題,展開理性思維,引領(lǐng)學(xué)生對生活現(xiàn)象進(jìn)行辨析、歸納和推理,逐漸形成邏輯推理能力.

        5 注重延遲評價,發(fā)展創(chuàng)新思維能力

        學(xué)習(xí)物理,疑惑是必然存在的.面對疑問,要鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑.在科學(xué)思維中,質(zhì)疑是一種學(xué)習(xí)品質(zhì),也是發(fā)展學(xué)生理性思維的重要目標(biāo).在講解物理概念時,對于學(xué)生的迷思,教師可以通過延遲評價,留給學(xué)生思考的空間、時間,引領(lǐng)學(xué)生反思、質(zhì)疑,培養(yǎng)科學(xué)批判思維.舉例來講,對于“慣性”概念的學(xué)習(xí),什么是“慣性”,怎樣理解“慣性”?從生活中,對“慣性”的分析,概念相對抽象,學(xué)生往往將“習(xí)慣性”作為“慣性”來解釋.認(rèn)識“慣性”活動中,對于“慣性”與速度大小無關(guān),而與物體質(zhì)量有關(guān),很多學(xué)生感到難以理解.

        總之,在物理學(xué)中,對理性思維的培養(yǎng),要貫穿始終.物理概念的講解,教師要善于引入畫圖、分析物理邏輯關(guān)系,突出問題引領(lǐng),鼓勵學(xué)生質(zhì)疑,將物理概念感性認(rèn)識,轉(zhuǎn)換為理性的推理過程,逐步建構(gòu)學(xué)生科學(xué)思維.

        參考文獻(xiàn):

        [1] 陳懋.基于理性思維的初中物理概念教學(xué)[J].物理教師,2020(5):37-39+42.

        [2] 王桂華.初中物理教學(xué)中思維能力的培養(yǎng)對策[J].中學(xué)物理,2016(2):72-73.

        [3] 岳守凱.在理性思維過程中克服物理前概念的干擾[J].教學(xué)與管理,2011(10):60-61.

        [責(zé)任編輯:李 璟]

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