《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》)倡導(dǎo)物理教育“注重科學(xué)探究”“綜合培養(yǎng)學(xué)生提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力”“使學(xué)生能從物理視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)、規(guī)律、事物間的相互關(guān)系”等。但是傳統(tǒng)的初中物理教學(xué)存在“唯知識(shí)論”的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,即教師會(huì)采用“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)方法在課堂上一一講解物理概念、物理問(wèn)題的解題思路,也會(huì)利用“題海戰(zhàn)術(shù)”鍛煉學(xué)生的解題能力。這種做法看似可以引導(dǎo)初中生全面掌握物理知識(shí),實(shí)則剝奪了學(xué)生的探究權(quán)利和推理建模的機(jī)會(huì),并不利于學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展,甚至可能衍生出“惰性思維”,導(dǎo)致學(xué)生逐漸出現(xiàn)機(jī)械聽(tīng)講、死記硬背等行為?!缎抡n標(biāo)》在設(shè)立核心素養(yǎng)目標(biāo)時(shí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,以“模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新”解讀了科學(xué)思維的要素,要求一線教師全面解放學(xué)生的思想、雙手、嘴巴,突出學(xué)生的自主性,使其在科學(xué)思維的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,并通過(guò)一系列的科學(xué)探究活動(dòng)自主解決相關(guān)問(wèn)題,全面優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考、積極探索的好習(xí)慣。因此,初中物理教師應(yīng)采用有效的方法培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,使學(xué)生善于思考、主動(dòng)推理、積極求證,順利轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式,主動(dòng)學(xué)習(xí)物理。
一、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,促進(jìn)科學(xué)推理
《新課標(biāo)》認(rèn)為,具有科學(xué)思維的學(xué)生能夠從物理視角認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)和規(guī)律,并且能夠用物理學(xué)概念去解釋事物的屬性,強(qiáng)調(diào)真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè),以順利引導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)視角分析事物現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,自主展開(kāi)科學(xué)推理,主動(dòng)進(jìn)行物理探究。因此,初中物理教師應(yīng)主動(dòng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境,動(dòng)態(tài)還原現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象,有效喚起學(xué)生的認(rèn)知記憶與生活經(jīng)驗(yàn),使其能夠從直觀的生活現(xiàn)象中主動(dòng)展開(kāi)科學(xué)推理,自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題。具體而言,初中物理教師可以通過(guò)以下方式創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境:
第一,利用生活素材創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境,凸顯生活與物理之間的關(guān)聯(lián),活躍學(xué)生的思維狀態(tài),使其主動(dòng)學(xué)習(xí)生活化的物理知識(shí),且主動(dòng)展開(kāi)推理論證。例如,在“眼睛與眼鏡”一課教學(xué)中,初中生群體有不少學(xué)生因?yàn)榻暥宕髁瞬煌葦?shù)的眼鏡,且有不少學(xué)生因?yàn)殚L(zhǎng)輩患有老花眼而了解過(guò)老花鏡,積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。因此,在本課教學(xué)中,教師可以準(zhǔn)備近視鏡、老花鏡這兩類生活實(shí)物,讓學(xué)生觀察兩種眼鏡的異同,且結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)去解釋老花鏡和近視鏡的工作原理,嘗試探究為何近視鏡和老花鏡能讓人看東西更清楚。通過(guò)觀察,學(xué)生發(fā)現(xiàn)老花鏡和近視鏡屬于兩種透鏡,因此猜想近視眼與老花眼是兩種不同的生理疾病,結(jié)合前期所學(xué)的凸透鏡成像知識(shí)做出合理猜想,即近視鏡能夠延長(zhǎng)眼睛的成像距離,老花鏡能夠縮短眼睛的成像距離。帶著這一猜想,學(xué)生自主搜索相關(guān)資料、構(gòu)建物理模型,主動(dòng)探究老花鏡與近視鏡的成像原理,分析近視眼和老花眼的成因。這樣一來(lái),學(xué)生便能夠充分鍛煉科學(xué)思維,主動(dòng)地學(xué)習(xí)物理知識(shí)。
第二,創(chuàng)設(shè)信息化的學(xué)習(xí)情境,利用信息技術(shù)整合貼合課程內(nèi)容的電教媒體,生動(dòng)、直觀地展示現(xiàn)實(shí)世界中的物理現(xiàn)象,有效開(kāi)闊學(xué)生的學(xué)習(xí)視野,優(yōu)化學(xué)生的科學(xué)思維。例如,在“浮力”一課教學(xué)中,教師便可以利用信息技術(shù)展示輪船、游艇、摩托艇等在海面上航行的場(chǎng)景,使學(xué)生初步了解浮力的概念。客觀來(lái)講,浮力理論被廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,但是學(xué)生了解得并不多,教師利用信息技術(shù)整合的電教媒體不僅可以創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境,還能夠順利地引導(dǎo)學(xué)生探究浮力在科技領(lǐng)域中的應(yīng)用情況,使其主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,如浮力是什么?影響浮力大小的因素有哪些?這不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理意識(shí),還能增強(qiáng)學(xué)生的質(zhì)疑精神,使學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)展開(kāi)探究,保持強(qiáng)烈的好奇心與求知欲。
第三,通過(guò)小實(shí)驗(yàn)、游戲、實(shí)踐等體驗(yàn)式活動(dòng)創(chuàng)設(shè)直觀的情境,豐富學(xué)生的直接體驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,使其順利地實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)。例如,在“探究光的折射現(xiàn)象”一課教學(xué)中,教師便可以準(zhǔn)備杯子、筷子,并往水杯中加入水,然后將筷子放入水中,讓學(xué)生觀察筷子的“錯(cuò)位”現(xiàn)象。這一小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠豐富學(xué)生的觀察體驗(yàn),促使學(xué)生主動(dòng)探究光的折射概念與相關(guān)現(xiàn)象,是優(yōu)化學(xué)生思維品質(zhì)的重要經(jīng)驗(yàn)之一。
除了上述幾種方式之外,初中物理教師還可以根據(jù)課程內(nèi)容以及學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),采用其他的方式創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境,為學(xué)生開(kāi)展科學(xué)推理與論證創(chuàng)新活動(dòng)營(yíng)造良好的氛圍,有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)物理。
二、巧用提問(wèn)追問(wèn),鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑
《新課標(biāo)》指出,物理教育要“突出問(wèn)題導(dǎo)向”,使學(xué)生能夠圍繞具體的問(wèn)題搜集事實(shí)證據(jù)、展開(kāi)推理論證,由此提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。因此,初中物理教師應(yīng)巧用提問(wèn)追問(wèn)技巧,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑、自主提問(wèn),使學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下展開(kāi)物理探究。
首先,提問(wèn)追問(wèn)策略。問(wèn)題的設(shè)計(jì)與提出將直接影響初中生科學(xué)思維的活躍度,符合學(xué)生認(rèn)知水平且能引起學(xué)生好奇心的問(wèn)題更能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目的。因此,教師在使用提問(wèn)追問(wèn)技巧時(shí)要客觀尊重學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,選擇學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的方式提出物理問(wèn)題、進(jìn)行追問(wèn),靈活把控各個(gè)問(wèn)題的難度,盡量使用具有探究性、開(kāi)放性的問(wèn)題發(fā)散學(xué)生思維,使學(xué)生主動(dòng)尋找問(wèn)題的答案。例如,在“比較運(yùn)動(dòng)的快慢”一課教學(xué)中,教師提問(wèn):“什么因素決定著運(yùn)動(dòng)的快慢?”根據(jù)這一問(wèn)題,學(xué)生遷移已有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)得出結(jié)論:“速度”。進(jìn)而,教師追問(wèn):“速度是什么?如何用速度表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢?如何比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢?”從而通過(guò)問(wèn)題串有效引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究速度的概念、分析表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法,引出“控制變量法”與“比值定義法”等物理研究方法,有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。
其次,學(xué)生質(zhì)疑策略?!缎抡n標(biāo)》提出要培養(yǎng)學(xué)生的“質(zhì)疑創(chuàng)新”意識(shí),使學(xué)生主動(dòng)地分享所學(xué)知識(shí)。在這一方面,教師應(yīng)善用留白技巧,適當(dāng)保持沉默,為學(xué)生留出充足的思考空間,鼓勵(lì)他們通過(guò)主動(dòng)提問(wèn)的方式進(jìn)行質(zhì)疑,或者通過(guò)教師設(shè)問(wèn)提出異議、表達(dá)不同的觀點(diǎn)、整合不同的信息與結(jié)論,促使學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑,進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。例如,在“學(xué)生實(shí)驗(yàn):測(cè)量速度”一課教學(xué)中,教師可以組織學(xué)生通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)的方式測(cè)量小車做運(yùn)動(dòng)的速度,鼓勵(lì)他們通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)測(cè)量速度的方法,由此優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),使學(xué)生主動(dòng)學(xué)物理。在這一過(guò)程中,教師要適當(dāng)保持沉默,鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)、結(jié)論等,支持學(xué)生圍繞不同的觀點(diǎn)做出假設(shè)、主動(dòng)質(zhì)疑。比如,有的小組在測(cè)量速度時(shí)直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的路程和所需時(shí)間,有的小組則測(cè)量了物體運(yùn)動(dòng)在不同時(shí)刻下的速度,通過(guò)計(jì)算平均速度的方式猜測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。這便呈現(xiàn)出兩種不同的解題思路,教師可以引導(dǎo)各小組討論兩種解題方法的優(yōu)缺點(diǎn),促使學(xué)生主動(dòng)表達(dá)、主動(dòng)思辨。另外,在分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,教師還可以鼓勵(lì)各小組主動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,支持學(xué)生主動(dòng)提問(wèn),優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),提升學(xué)生的探究能力。
三、組織物理探究,開(kāi)展科學(xué)論證
《新課標(biāo)》主張學(xué)生參與多種形式的科學(xué)探究活動(dòng),使其親歷問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)到解決的全過(guò)程,支持學(xué)生利用多種事實(shí)證據(jù)去解釋某一事物的內(nèi)在本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律,為促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)做好充分的準(zhǔn)備。因此,初中物理教師應(yīng)在課堂上組織以學(xué)生為中心的物理探究活動(dòng),促使學(xué)生科學(xué)論證,主動(dòng)利用物理方法去解決實(shí)際問(wèn)題。教師可以通過(guò)以下方式有效地落實(shí)科學(xué)探究活動(dòng):
首先,設(shè)計(jì)遞進(jìn)式和序列式的探究任務(wù),鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)物理探究計(jì)劃。在這一過(guò)程中,教師可以編寫(xiě)任務(wù)單、導(dǎo)學(xué)案等導(dǎo)學(xué)工具,有序呈現(xiàn)探究任務(wù)、目標(biāo)要求等,使學(xué)生明確自己要解決的關(guān)鍵問(wèn)題、應(yīng)達(dá)到的認(rèn)知水平等基本信息,優(yōu)化學(xué)生的探究狀態(tài),提高學(xué)生的決策能力。
其次,圍繞具體任務(wù)展開(kāi)自主、探究、合作活動(dòng),使學(xué)生以學(xué)習(xí)主體的身份參與科學(xué)探究,自主建構(gòu)知識(shí)的意義、解決相關(guān)問(wèn)題。例如在“電流及其測(cè)量”一課教學(xué)中,教師便可以編寫(xiě)任務(wù)單,如表1所示。
根據(jù)上述任務(wù)單,學(xué)生可以分組探究電流的概念、表達(dá)方式、常見(jiàn)單位和換算進(jìn)率等多個(gè)知識(shí),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路中的電流大小。為此,學(xué)生需要自主整合與電流相關(guān)的物理資料,并與小組成員共享相關(guān)資源,進(jìn)而主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究,共同完成電路安裝、探究電流表使用方法、測(cè)試電流大小、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等多個(gè)任務(wù),靈活使用物理語(yǔ)言去描述電路中的電流大小。這能夠充分鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維,有效提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。
值得一提的是,在實(shí)驗(yàn)探究與資料整合活動(dòng)中,教師應(yīng)全程做好課堂觀察和記錄等工作,維護(hù)好課堂教學(xué)紀(jì)律,及時(shí)回應(yīng)學(xué)生,但是不能過(guò)多地打擾學(xué)生,要確保學(xué)生自主解決電流問(wèn)題,同時(shí)通過(guò)適當(dāng)?shù)闹v解、提問(wèn)、總結(jié)等活動(dòng)逐步優(yōu)化學(xué)生的物理認(rèn)知,使學(xué)生順利地實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)。
四、展示探究成果,予以檢驗(yàn)修正
《新課標(biāo)》認(rèn)為,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維不僅要支持學(xué)生親歷物理概念的生成過(guò)程,還要鼓勵(lì)學(xué)生基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理批判各類信息、觀點(diǎn)、結(jié)論等,予以檢查和修正,提出創(chuàng)造性的見(jiàn)解。因此,初中物理教師可以設(shè)計(jì)探究成果展示活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)關(guān)鍵結(jié)論,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常,修正不正確的信息,培養(yǎng)學(xué)生的理性精神NlDzWTzvXI/wtkQgVzpzJQ==,使其順利地實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)。
例如,在“電壓及其測(cè)量”一課教學(xué)中,教師可以設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生靈活遷移已有認(rèn)知,解釋電壓的概念、電壓的單位及其換算規(guī)律,學(xué)習(xí)測(cè)量電壓的實(shí)驗(yàn)方法。在本節(jié)課上,學(xué)生可以通過(guò)組際展示的方式呈現(xiàn)具體的探究結(jié)論,對(duì)比各小組測(cè)量的電壓數(shù)據(jù)、總結(jié)的電壓?jiǎn)挝粨Q算公式等主要信息,從中發(fā)現(xiàn)異議,再次通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究檢驗(yàn)關(guān)鍵結(jié)論,同時(shí)修正不當(dāng)?shù)慕Y(jié)論,由此培養(yǎng)理性精神。這樣能夠順利地優(yōu)化學(xué)生的科學(xué)思維,提高學(xué)生的科學(xué)探究水平。在這一環(huán)節(jié),教師要認(rèn)真傾聽(tīng)各小組的發(fā)言,歸納主要結(jié)論,根據(jù)學(xué)生所作的物理解釋去判斷他們是否真正理解了電壓的相關(guān)概念、是否順利掌握了測(cè)量電路電壓的方法。基于此,教師可以設(shè)計(jì)精講活動(dòng),多講學(xué)生存在疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn),少講學(xué)生已經(jīng)掌握了的物理概念,有效地促進(jìn)概念建構(gòu),使學(xué)生順利地實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)。
五、組織實(shí)踐活動(dòng),組織模型建構(gòu)
在初中物理課程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是落實(shí)核心素養(yǎng)的重要方法之一,使學(xué)生能夠在現(xiàn)實(shí)世界中主動(dòng)建立物理模型,利用物理知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,切實(shí)提高學(xué)生的模型建構(gòu)與問(wèn)題解決能力。因此,初中物理教師應(yīng)設(shè)計(jì)生活實(shí)踐活動(dòng),拓展學(xué)生的物理學(xué)習(xí)空間,使學(xué)生順利地實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí),為學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展做好充分準(zhǔn)備。
例如,在“家庭電路”一課教學(xué)中,學(xué)生能夠通過(guò)物理探究了解家庭電路的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,正確說(shuō)出家庭電路中電源、開(kāi)關(guān)、燈泡、導(dǎo)線等的具體作用,但是在課堂上,學(xué)生只能學(xué)習(xí)家庭電路的相關(guān)理論知識(shí),為了提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展,教師可以設(shè)計(jì)一輪生活實(shí)踐活動(dòng),即“分析自家電路的問(wèn)題,嘗試?yán)秒娐纺P腿ソ鉀Q相關(guān)問(wèn)題”。據(jù)此,學(xué)生要認(rèn)真研究家庭電路的基本組成,根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)去分析家庭電路的現(xiàn)有問(wèn)題,進(jìn)而應(yīng)用家庭電路知識(shí)去思考解決問(wèn)題的優(yōu)化方案,同時(shí)主動(dòng)搜集與家庭電路優(yōu)化方法相關(guān)的課外資料,自主構(gòu)建家庭電路模型,主動(dòng)遷移所學(xué)知識(shí)。這樣一來(lái),學(xué)生便提高了的知識(shí)遷移能力,能夠解決家庭電路中電路老化、電壓不穩(wěn)等多個(gè)問(wèn)題,順利地培養(yǎng)創(chuàng)新精神。接著,教師設(shè)計(jì)探究成果展示活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分享解決家庭電路問(wèn)題的創(chuàng)新見(jiàn)解,進(jìn)一步發(fā)散學(xué)生思維,總結(jié)出更多的解題思路,從而豐富學(xué)生的問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn)。
六、結(jié)語(yǔ)
總而言之,在初中物理課程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是順應(yīng)教育改革趨勢(shì)的,不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)水平,還將對(duì)學(xué)生的未來(lái)學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)成長(zhǎng)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。因此,初中物理教師應(yīng)客觀分析并尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,通過(guò)多種方法創(chuàng)設(shè)真實(shí)的主題情境,巧用提問(wèn)追問(wèn)策略活躍學(xué)生思維,支持學(xué)生主動(dòng)參與物理探究、成果展示、實(shí)踐拓展等多種形式的科學(xué)探究活動(dòng),不斷地提升學(xué)生的科學(xué)思維能力,使學(xué)生逐步具備靈敏、獨(dú)創(chuàng)、質(zhì)疑等思維品質(zhì),有效地落實(shí)物理素養(yǎng),讓學(xué)生受益終身。
(宋行軍)