通過基本生活體驗(yàn)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

摘 要：基于生活體驗(yàn)在物理教學(xué)中具有重要的價(jià)值，本文以“電磁感應(yīng)”為例，根據(jù)其教學(xué)內(nèi)容與教育功能進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并針對如何提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提出相關(guān)教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：生活體驗(yàn)；物理教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)；教育功能

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）6-0036-3

1 問題的提出

《全日制普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求“高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其學(xué)科探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神”[1]。 2016年9月社會各界高度關(guān)注的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布，再次引發(fā)社會各界尤其是教育界的熱議，也必將帶動中小學(xué)新一輪的教育變革和創(chuàng)新。

物理與生活有著密切的聯(lián)系，生活的衣、食、住、行中都蘊(yùn)含著無數(shù)物理知識。上世紀(jì)六七十年代，朱正元教授提出“從實(shí)際情況出發(fā)，自己動手，就地取材，因陋就簡，土法上馬”的口號影響一代又一代的物理教師。生活體驗(yàn)式教學(xué)作為一種新型的教學(xué)手段，將其應(yīng)用到物理教學(xué)中，對于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)意義重大。

2 “生活體驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容梳理

根據(jù)物理教學(xué)特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容可分為三類：概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)、習(xí)題教學(xué)。基于科學(xué)素養(yǎng)要求，“生活體驗(yàn)”的教育功能可以總結(jié)為五個方面：知識、過程方法、思維觀念、合作探究、情感態(tài)度與價(jià)值觀。筆者以粵教版高中《物理》選修3-2第一章《電磁感應(yīng)》為研究對象，對涉及“生活體驗(yàn)”教學(xué)內(nèi)容與教育功能進(jìn)行梳理。梳理結(jié)果如表1。

3 基于“生活體驗(yàn)”提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

基于“生活體驗(yàn)”在物理教學(xué)中具有重要的價(jià)值，根據(jù)其教學(xué)內(nèi)容與教育功能進(jìn)行歸納，并針對提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提出相關(guān)教學(xué)建議。

3.1 通過生活體驗(yàn)，構(gòu)建物理概念，突破學(xué)習(xí)思維障礙

案例1 “自感現(xiàn)象及其應(yīng)用”的引入教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容：自感

體驗(yàn)名稱：千人震

體驗(yàn)過程：用兩節(jié)電動勢為1.5 V的新干電池，幾根導(dǎo)線、開關(guān)和一個用于日光燈上的鎮(zhèn)流器。幾位參與體驗(yàn)的同學(xué)手拉手成一串，和電池、鎮(zhèn)流器、開關(guān)、導(dǎo)線連成如圖1所示的電路。閉合開關(guān)，經(jīng)過一段時(shí)間再斷開開關(guān)。當(dāng)開關(guān)斷開瞬間，同學(xué)們會有明顯觸電的感覺。

體驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)開關(guān)斷開瞬間，繞圈（鎮(zhèn)流器）本身的電流變化（減?。┒a(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象（同學(xué)觸電）稱為自感。

教育功能：現(xiàn)在的學(xué)生動手機(jī)會少，對生活中的物理現(xiàn)象缺少觀察和深入思考，因此學(xué)生很難構(gòu)建物理概念。要使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中“活”起來，關(guān)鍵的因素之一是教師“促成學(xué)生主動地與周圍環(huán)境進(jìn)行交互作用”，從學(xué)生產(chǎn)生的認(rèn)知沖突來組織開展教學(xué)活動[2]。

教學(xué)建議：物理概念的建立必須借助于感性材料、理性的邏輯思維方法[3]。物理教師結(jié)合物理新課程的教學(xué)理念，有意識地運(yùn)用生活體驗(yàn)指導(dǎo)物理概念教與學(xué)，對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，具有重要的促進(jìn)意義。

3.2 通過生活體驗(yàn)，探索物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

案例2 “法拉第電磁感應(yīng)定律”的探究教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容：探究感應(yīng)電流的大小和方向

體驗(yàn)名稱：搖繩發(fā)電

體驗(yàn)過程：把一條大約50 m的電線繞成10 圈，電線的兩端連在一個教學(xué)演示用的靈敏電流表的兩個接線柱上，形成閉合電路。如圖2所示，讓兩個同學(xué)東西方向站立，并迅速搖動這條電線，觀察靈敏電流表指針的擺動情況；改變搖動速度再觀察靈敏電流表指針的擺動情況。學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：搖動電線過程，靈敏電流表指針左右擺動；且電線搖動的速度越快，靈敏電流表指針擺動幅度越大。

體驗(yàn)結(jié)論：靈敏電流表指針左右擺動說明導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流的方向和大小跟導(dǎo)體做切割磁感線的方向和快慢有關(guān)。

教育功能：通過合作探究，讓學(xué)生親身動手體驗(yàn)，使學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過程，這樣學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力將得到提高，同時(shí)在輕松愉悅的學(xué)習(xí)氛圍中實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。

教學(xué)建議：在物理規(guī)律教學(xué)中，教師可通過增加學(xué)生的體驗(yàn)活動，讓學(xué)生在親歷研究過程中得到解決一般問題的規(guī)律，從而建立概念或發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這樣既解決了實(shí)驗(yàn)探究時(shí)學(xué)生的困惑，又激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，進(jìn)而提高學(xué)生的動手能力和合作精神。

3.3 通過生活體驗(yàn)，檢驗(yàn)習(xí)題結(jié)論，深入揭示學(xué)科本質(zhì)

案例3 “法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用”的習(xí)題教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容：（習(xí)題）一個輕質(zhì)鋁管放置在水平桌面，將帶有手柄的柱狀磁鐵插入鋁管內(nèi)，當(dāng)向外抽出磁鐵過程中（忽略磁鐵與鋁管間摩擦力的影響）（ ）

A.桌面對鋁管支持力等于鋁管所受重力

B.桌面對鋁管支持力小于鋁管所受重力

C.當(dāng)磁鐵拔出速度達(dá)到一定值時(shí)，鋁管會跳起來

D.無論磁鐵拔出速度多大，鋁管不可能跳起來

體驗(yàn)名稱：磁鐵吸鋁管

體驗(yàn)過程：一個輕質(zhì)鋁管放置在電子臺秤上，讀出臺秤的示數(shù)，將帶有手柄的柱狀強(qiáng)力磁鐵插入管內(nèi)（保證強(qiáng)力磁鐵不與鋁管內(nèi)壁接觸）。如圖3所示，將強(qiáng)力磁鐵從鋁管拔出，觀察臺秤示數(shù)的變化；再將強(qiáng)力磁鐵以較大的速度從鋁管拔出。通過這樣的體驗(yàn)，學(xué)生自己就能做出正確的選擇。

體驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)強(qiáng)力磁鐵從鋁管拔出，鋁管內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，所以鋁管產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場對鋁管產(chǎn)生向上的磁場力，因此臺秤的示數(shù)減小；當(dāng)強(qiáng)力磁鐵拔出速度達(dá)到一定值時(shí)，感應(yīng)電流的磁場對鋁管產(chǎn)生向上的磁場力大于鋁管所受重力，因此鋁管會跳起來。

教育功能：親眼所見和親身體驗(yàn)這是一種學(xué)生積極學(xué)習(xí)的動力，現(xiàn)在的物理課堂缺少這種“物”的東西，而從認(rèn)知的角度來說，“理”是建立在“物”的體驗(yàn)上，經(jīng)歷了“物”的美好才能激發(fā)“物”的本質(zhì)[4]。

教學(xué)建議：習(xí)題教學(xué)中教師若能用實(shí)驗(yàn)?zāi)M出題目的情景，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)?zāi)慷脤?shí)驗(yàn)結(jié)果，這樣能降低學(xué)生認(rèn)知的難度，從而也便于讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)。

綜上所述，物理源于生活，并最終服務(wù)于生活，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。以“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系”課程培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不能脫離生活實(shí)踐，如果將生活體驗(yàn)式教學(xué)有效地融入物理課堂教學(xué)之中，引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)、重視參與、共同建構(gòu)，那么我們的學(xué)生定能學(xué)有所用，切實(shí)體會到物理知識在生活中的應(yīng)用價(jià)值，從而真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)中的高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.全日制普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]劉崎.讓體驗(yàn)成為物理課堂教學(xué)新常態(tài)[J].中學(xué)物理，2016（01）：79.

[3]馮杰，等.新課程背景下建立物理概念科學(xué)思維方法的研討[J].物理通報(bào)，2016（03）：4-9.

[4]趙惠松，嚴(yán)云佳.設(shè)計(jì)迷你實(shí)驗(yàn) 突破思維障礙[J].物理教師，2016，37（07）：92-94.

（欄目編輯 羅琬華）