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        HPS教育在初中物理 單元復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用

        2022-05-30 10:48:04仝磊
        中小學(xué)班主任 2022年18期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計

        仝磊

        [摘要] 將HPS教育融入中學(xué)物理單元復(fù)習(xí)課,不但是物理課程改革和物理學(xué)科素養(yǎng)的需要,而且能夠有效地解決單元復(fù)習(xí)課中的諸多問題。本文以蘇科版初中物理八年級第十章“壓強和浮力”為例,提出單元復(fù)習(xí)課教學(xué)過程設(shè)計的路徑:梳理章節(jié)教學(xué)重難點,讓HPS教育內(nèi)容的選擇“有跡可循”;三角互證科學(xué)資料,讓HPS教育內(nèi)容的確立“有據(jù)可查”;制定復(fù)習(xí)課教學(xué)策略,讓HPS教育內(nèi)容的應(yīng)用“有法可依”。

        [關(guān)鍵詞] 中學(xué)物理;HPS教育;單元復(fù)習(xí)課;教學(xué)設(shè)計

        一、研究緣起

        研究表明,實際的初中物理單元復(fù)習(xí)課教學(xué)效果并不理想。一些學(xué)生認為單元復(fù)習(xí)課的內(nèi)容沒有新鮮感;有些教師則認為,單元復(fù)習(xí)課單調(diào)乏味,沒有內(nèi)容可教,導(dǎo)致課堂氣氛沉悶、教學(xué)方法機械、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性受挫等情況屢屢出現(xiàn),背離了物理與學(xué)生生活的聯(lián)系。

        HPS是科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)的英文縮寫,此概念倡導(dǎo)將科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)的有關(guān)內(nèi)容納入科學(xué)課程與教學(xué)中,以使學(xué)生更好地理解科學(xué)探究是什么,科學(xué)知識是如何產(chǎn)生的,科學(xué)在社會發(fā)展和進步中的作用,某一種科學(xué)方法的優(yōu)點與局限性等,進而提升學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解,并提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。HPS教育融入初中物理單元復(fù)習(xí)課是指基于科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)等材料設(shè)計單元復(fù)習(xí)課,既能讓復(fù)習(xí)課知識點的呈現(xiàn)“有章可依”“有跡可循”,又能拓展學(xué)生的知識面,增強學(xué)生對復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)的興趣。

        物理精神教育涵蓋了物理教育的行為規(guī)范和價值標(biāo)準(zhǔn),包括合理質(zhì)疑和獨立思考,遵守科學(xué)倫理和道德規(guī)范,嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和崇高的科學(xué)精神。可以說,HPS教育融合科學(xué)史、社會科學(xué)、科學(xué)哲學(xué)等學(xué)科中的豐富材料,是開展物理精神教育,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)倫理和道德規(guī)范,培育科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思想的有效途徑。

        二、教學(xué)過程設(shè)計

        (一)梳理章節(jié)重難點,讓HPS教育內(nèi)容的選擇“有跡可循”

        科學(xué)資料浩如煙海,而一堂復(fù)習(xí)課的時間又非常有限,因此精選HPS教育內(nèi)容是非常必要的。那么,怎樣的內(nèi)容既能滿足復(fù)習(xí)課教學(xué)的需求,又能達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)呢?教師首先需要做的是梳理待復(fù)習(xí)章節(jié)的重難點,在對章節(jié)重難點準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上,再選擇HPS教育內(nèi)容,這樣就能使教師不會像大海撈針一樣海量地準(zhǔn)備復(fù)習(xí)課內(nèi)容。恰恰相反,章節(jié)重難點會成為教師篩選材料的重要抓手,讓材料的選擇有跡可循。

        在梳理章節(jié)重難點時,教師應(yīng)盡量避免把幾小節(jié)割裂開來看,即一小節(jié)的重難點與其他小節(jié)的重難點簡單相加,再堆疊出一節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)內(nèi)容。取而代之的是,教師應(yīng)在整體把握章節(jié)邏輯的基礎(chǔ)上,回顧分析章節(jié)新課教學(xué)與作業(yè)批改中的突出問題,重新搭建章節(jié)的知識結(jié)構(gòu),給學(xué)生煥然一新的感覺,這樣學(xué)生才更可能達成溫故而知新的體驗。蘇科版八年級物理教材第十章“壓強和浮力”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了三種性質(zhì)的力,以及力與運動的關(guān)系后,深入學(xué)習(xí)壓力、浮力和壓強的概念,此單元重點在于引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考、解釋生活生產(chǎn)中“意想不到的作用力”,這一點從章節(jié)開篇的三幅圖片——國產(chǎn)核潛艇、輪胎截面很寬的載重機、游泳者漂浮在死海水面上便可見一斑。雖然本章是對前兩章學(xué)習(xí)內(nèi)容的進一步深化,在容量和難度上有所提升,但因其注重回歸學(xué)生個體生活經(jīng)驗的章節(jié)特點,無論從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計還是課堂組織形式上,教師都能有很大的發(fā)揮空間。因此,在梳理本章的重難點時,可以打破教材固有的教學(xué)順序,從天空—大地—海洋這一符合物理空間中“自上而下”的視角出發(fā),在單列氣體壓強、固體壓強、液體壓強的重點之后,集中呈現(xiàn)章節(jié)的難點,而這些難點的確立依據(jù)了學(xué)生課堂作業(yè)反饋的錯誤題型。以“力”這一章節(jié)重難點為例,具體內(nèi)容如下表所示。

        確定了章節(jié)重難點之后,學(xué)生頭腦中與之相關(guān)的科學(xué)故事和科學(xué)事件開始接連閃現(xiàn)。與壓強密切相關(guān)的科學(xué)家當(dāng)屬托里拆利和帕斯卡,通過搜索、了解他們的生平和典型事跡,確立“托里拆利實驗”“帕斯卡裂桶實驗”主題,分別作為氣體壓強和液體壓強的引入。

        (二)三角互證科學(xué)史料,讓HPS教育內(nèi)容的確立“有據(jù)可查”

        為實現(xiàn)資料的相互印證,通過檢索“托里拆利實驗”“帕斯卡裂桶實驗”兩個主題的專業(yè)期刊文章,確立準(zhǔn)確的故事內(nèi)容梗概。在此過程中學(xué)生還意外發(fā)現(xiàn),在物理學(xué)史中液體壓強是后于氣體壓強被發(fā)現(xiàn)和研究的。

        但是,這兩個主題還不足以串聯(lián)起一節(jié)復(fù)習(xí)課,因而教師在備課時轉(zhuǎn)向各類科普書籍、官方報道求助,一是對所選內(nèi)容做進一步的論證,同時期待在同一個主題下尋找到更多相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。此時,彰顯當(dāng)代中國海陸空科技探索和發(fā)展的振奮成就——“航母山東艦”“蛟龍?zhí)枬撍鳌薄包S旭華為國深潛三十年”映入眼簾。

        蛟龍?zhí)栞d人潛水器是一艘由中國自行設(shè)計、自主集成研制的載人潛水器,是863計劃中的一個重大研究專項。2012年6月,正是蛟龍?zhí)栐隈R里亞納海溝創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀(jì)錄,并打破世界同類型潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。作為研制我國核潛艇的先驅(qū)之一,黃旭華為我國核潛艇事業(yè)從零起步、從無到有、跨越發(fā)展做出了卓越貢獻,他將科學(xué)家的赤子情懷、報國之志灑向了祖國遼闊的海域。

        最終,本課確立了“無懼質(zhì)疑,勇于開拓”的章節(jié)復(fù)習(xí)的副標(biāo)題,作為貫穿本節(jié)復(fù)習(xí)課的精神教育核心,具體內(nèi)容包括“托里拆利實驗”“帕斯卡裂桶實驗”“中國海陸空領(lǐng)域科技成果”等?;仡橦PS教育內(nèi)容在本課確立的過程,主要遵循了以下三點原則:

        相關(guān)性。第一個層面是內(nèi)容與章節(jié)重難點的高度相關(guān),該層面要求所挑選的內(nèi)容應(yīng)該是物理科學(xué)知識創(chuàng)立的時代背景或在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有所應(yīng)用。第二個層面是內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗水平有藕斷絲連般的聯(lián)系,此層面要求所選內(nèi)容不能完全脫離學(xué)生的實際經(jīng)驗,最好能夠是學(xué)生一知半解,但又不得甚解的內(nèi)容,這樣讓學(xué)生既有熟悉的親近感,又有因新穎而產(chǎn)生的驚喜。

        中西結(jié)合。近現(xiàn)代物理發(fā)展的歷史中鮮有中國人的身影,但并不意味著當(dāng)前我國在物理科學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域仍是全方位落后的局面。教師需要向?qū)W生呈現(xiàn)和介紹在一些領(lǐng)域中,中國人是如何在艱難和落后的情況下砥礪前行、艱苦奮斗,一步步走向世界領(lǐng)先位置的,其中每一個情節(jié)和成果都深刻體現(xiàn)了物理精神的豐富內(nèi)涵。

        簡潔明了。最終確立的內(nèi)容需要做到簡潔明了,教師不能單純?yōu)榱俗非髲?fù)習(xí)課內(nèi)容的豐富性而給學(xué)生帶來額外的記憶負擔(dān)。簡潔明了原則要求教師確立的教育內(nèi)容不宜有過多的人物或情節(jié),最好能深挖某一個故事或事件背后的意義,并以一個連貫的思路和邏輯呈現(xiàn)在學(xué)生面前。

        (三)制定復(fù)習(xí)課教學(xué)策略,讓HPS教育內(nèi)容的應(yīng)用“有法可依”

        把上述科學(xué)故事與事件作為復(fù)習(xí)課的“教學(xué)線索”,可有效地串聯(lián)起章節(jié)的重點和難點,增強復(fù)習(xí)課的趣味性和探究性。但要想一節(jié)復(fù)習(xí)課的內(nèi)容有一個更為合理的呈現(xiàn),教師還需要制定符合學(xué)科特點的單元復(fù)習(xí)課教學(xué)策略,以確保課堂教學(xué)順利而高效地開展,主要包括習(xí)題復(fù)習(xí)的教學(xué)策略和實驗復(fù)習(xí)的教學(xué)策略。

        首先,應(yīng)當(dāng)選擇典型而有針對性的題目。習(xí)題的選擇需要依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,基于此選擇的習(xí)題既可以達到練習(xí)鞏固的目的,同時又避免陷入“題?!敝?。圍繞中國海陸空領(lǐng)域前沿科技成果,筆者設(shè)計了三道題目,對應(yīng)本章“氣體壓強與流速關(guān)系”“增大和減小壓強的方法”“影響液體壓強的因素”等重點,穿插在課堂教學(xué)的對應(yīng)環(huán)節(jié),并在解題過程中給予學(xué)生解題思路和方法上的指導(dǎo)。

        其次,多種形式組合習(xí)題,促進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解。相同的一組習(xí)題,通過不同的組合和搭配,產(chǎn)生的教學(xué)效果也不一樣。因此,教師應(yīng)在選擇習(xí)題的基礎(chǔ)上適當(dāng)組合,使教學(xué)效果達到最優(yōu)。一般情況下,習(xí)題組合方式有三種。第一,將現(xiàn)象不同但本質(zhì)相同的習(xí)題組合在一起,以完善學(xué)生對知識的認知;第二,將現(xiàn)象相同但本質(zhì)不同的習(xí)題組合在一起,以幫助學(xué)生進行辨析;第三,將從不同角度反映同一現(xiàn)象的習(xí)題組合在一起,以加深學(xué)生的理解。在對學(xué)生作業(yè)錯題整理和分析的基礎(chǔ)上,在復(fù)習(xí)課之前,筆者設(shè)計了一組習(xí)題供學(xué)生練習(xí),并在課前完成批閱。該組習(xí)題留在復(fù)習(xí)課的最后階段當(dāng)堂講解。

        再次,利用實驗訓(xùn)練基本儀器使用方法的教學(xué)策略。本章涉及一個重要的測量儀器——壓強計,在復(fù)習(xí)課中教師應(yīng)有意識地強化學(xué)生基本儀器的使用方法。具體教學(xué)環(huán)節(jié)中,用“帕斯卡裂桶實驗”故事引出液體壓強后,筆者向?qū)W生拋出問題“如何研究影響液體壓強的因素”,學(xué)生自然會想到使用壓強計,緊接著提供壓強計和燒杯,邀請一位學(xué)生上臺講解壓強計原理、使用方法、注意事項,并進行實操,其他同學(xué)則負責(zé)糾錯和補充。

        最后,利用實驗提高學(xué)生解決實際問題能力的教學(xué)策略。本章共有10個探究活動和1個綜合實踐活動,教師若想在復(fù)習(xí)課中溫習(xí)所有的探究實驗是不切實際的。因此,教師更應(yīng)將精力放在重要的探究實驗上,一是探究影響壓力作用效果的因素,二是探究影響液體內(nèi)部壓強的因素,三是探究影響浮力大小的因素。具體教學(xué)策略則是通過提問引出探究內(nèi)容,隨后提供相關(guān)器材以供學(xué)生選擇,再邀請學(xué)生上臺展示并講解各個步驟,教師在這個過程中密切關(guān)注學(xué)生操作的動作,針對實驗中的關(guān)鍵點向他提問和考查。通過這個過程,學(xué)生既鞏固了該項實驗探究的要點,又在真實情景中具體應(yīng)用了實驗探究的結(jié)論,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索精神的養(yǎng)成。

        三、總結(jié)反思

        相較于傳統(tǒng)的單元復(fù)習(xí)課,融入HPS教育的中學(xué)物理復(fù)習(xí)課更能調(diào)動學(xué)生參與的熱情和積極性,課堂氛圍歡快活躍,有效克服了當(dāng)前單元復(fù)習(xí)課的諸多弊端。但在具體的實踐過程中也存在一些問題,需要在接下來的研究和教學(xué)中不斷提高。第一,HPS教育的融入要求教師不僅要具備寬廣的知識背景,還要在講述與表達能力上勤學(xué)苦練。同樣的科學(xué)故事,教師若串講得好,則給這堂復(fù)習(xí)課增光添彩;串講得不好就會顯得整堂課沒有突出重點。第二,融入HPS教育,目標(biāo)之一是在復(fù)習(xí)課中滲透物理精神教育,以促進學(xué)生對科學(xué)精神的感悟和思考,而這樣的一種感同身受,需要教師在課堂上切實喚醒學(xué)生的情感共鳴,但教師單一的講授難以起到這樣的效果,使用情境創(chuàng)設(shè)、角色扮演、合作分享等方法是接下來優(yōu)化的方向。作為教師要明白,很多教學(xué)方法不能空談優(yōu)劣,關(guān)鍵在于教師怎么去運用。有效的方法總需要在實踐中反復(fù)調(diào)整出恰當(dāng)?shù)姆绞?,才能真正落到實處?/p>

        [參考文獻]

        [1]邢紅軍.初中物理高端備課[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2014:9.

        [2]林虎,林曉明.經(jīng)典實驗 魅力再現(xiàn):科學(xué)解讀“托里拆利實驗”[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2013,42(11):70-71.

        [3]江耀基,王慧麗.基于學(xué)科核心素養(yǎng)培育的課外實驗開展實踐

        研究:以“自制帕斯卡裂桶實驗”為例[J].湖南中學(xué)物理,2021,36(04):52-55.

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