引導(dǎo)體驗(yàn)學(xué)習(xí) 提升物理素養(yǎng)

陳少東

【摘 要】培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)是物理教學(xué)的重要目標(biāo)，學(xué)生在體驗(yàn)式教學(xué)中體驗(yàn)物理知識(shí)的發(fā)展過程，體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)的探究過程，體驗(yàn)物理學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值，從而提升物理素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】體驗(yàn)學(xué)習(xí)；物理素養(yǎng)；發(fā)展；探究；應(yīng)用

在初中物理課堂教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)是十分重要的教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生物理素養(yǎng)的形成需要基于他們的體驗(yàn)學(xué)習(xí)，在體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中，他們才會(huì)進(jìn)行物理思辨、物理實(shí)驗(yàn)與物理探究。教學(xué)中教師可以從以下三方面引導(dǎo)初中生進(jìn)行體驗(yàn)性物理學(xué)習(xí)。

一、體驗(yàn)物理知識(shí)的發(fā)展過程

物理知識(shí)體系和其他學(xué)科一樣，有自身獨(dú)特的形成過程與發(fā)展背景，學(xué)生們可以從現(xiàn)實(shí)生活中的方方面面來感悟物理知識(shí)的是如何發(fā)展的，也可以從書本上描述的物理學(xué)發(fā)展史中獲知物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)程，通過感悟知識(shí)的發(fā)展過程來學(xué)習(xí)物理學(xué)的研究策略和思考方式。

在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”的過程中，我們對(duì)動(dòng)力和力的關(guān)系進(jìn)行了研究。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)和力是人們?cè)谌粘Ｉ钪凶罱?jīng)常接觸到的物理現(xiàn)象，學(xué)生們也因此知道了力是可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，因此在他們的腦海中會(huì)有一些錯(cuò)誤的固有觀念和認(rèn)知。如學(xué)生們會(huì)認(rèn)為“當(dāng)物體沒受到外力的時(shí)候就會(huì)停下來”或者“有力才會(huì)有運(yùn)動(dòng)”等等。其實(shí)早在數(shù)千年前，人們就對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系產(chǎn)生興趣并進(jìn)行研究，但這兩個(gè)疑問一直到后來才被伽俐略和牛頓這兩位偉大的科學(xué)家所解決。運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系體現(xiàn)了科學(xué)研究的基本方法，同時(shí)也深化了人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)，對(duì)人類的思維發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。而初中的學(xué)生剛剛接觸到物理這門學(xué)科，要讓他們了解并判斷“運(yùn)動(dòng)不需要靠力來維持”和“運(yùn)動(dòng)需要靠力來維持”這兩個(gè)對(duì)立的觀點(diǎn)是非常困難的，我們只有讓學(xué)生親身體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)和力的相關(guān)現(xiàn)象，才有可能改變他們的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，從而建立讓他們能夠理解和認(rèn)可的正確理論。

體驗(yàn)一：先讓學(xué)生在課桌桌面上推動(dòng)物理課本，有推的話課本就移動(dòng)，不推的話課本就停止。

觀點(diǎn)：要使物體能夠不停的運(yùn)動(dòng)，就要對(duì)它施加力的作用；當(dāng)這個(gè)力撤銷以后，物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，這就是“運(yùn)動(dòng)需要靠力來維持”（亞里士多德的觀點(diǎn)）。

體驗(yàn)二：在水平桌面上用力推一個(gè)玻璃球，等它滾動(dòng)起來后，把手放離玻璃球，此時(shí)玻璃球還要繼續(xù)原來的方向滾動(dòng)一小段距離。

觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要靠力來維持（伽利略的觀點(diǎn)） 體驗(yàn)三：手里拿著一條一端系著小球的細(xì)線，然后讓它在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)，突然松手后，小球就沒有繼續(xù)做原來的圓周運(yùn)動(dòng)。

觀點(diǎn)：力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因（伽利略的進(jìn)一步觀點(diǎn)）。

通過以上三個(gè)小體驗(yàn)，學(xué)生在了解到著名物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)知識(shí)和研究規(guī)律的曲折歷史、熏陶了科學(xué)情感的同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了自己以往的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，并且理解了錯(cuò)誤的原因，認(rèn)可和建立了正確的理論。

二、體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)的探究過程

新課改的標(biāo)準(zhǔn)和要求指出：“在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、勤于動(dòng)手和樂于探究的精神，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識(shí)、收集和處理信息、分析和解決問題以及合作與交流等綜合能力?！币陨细鞣矫娴哪芰χ挥袑W(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)探究的過程中才有可能接觸到，才能得到培養(yǎng)和鍛煉。尤其是現(xiàn)在的學(xué)生的個(gè)性和自我意識(shí)都很強(qiáng)，遇事容易以自我為中心，不太容易和融入別人，而教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)在獨(dú)立操作的情況下很難完成，這個(gè)時(shí)候?qū)W生就會(huì)發(fā)現(xiàn)合作的重要性和必然性，才會(huì)與別的同學(xué)一起合作共同探討，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生合作探究的能力。

例如，在教學(xué)“探究凸透鏡成像規(guī)律”這一課時(shí)，可以這樣引導(dǎo)學(xué)生開展物理探究實(shí)驗(yàn)。

（一）進(jìn)行合理猜想：思考成像的性質(zhì)與什么有關(guān)？然后把思考結(jié)果分享出來。

（二）制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：需要用什么樣的參照標(biāo)準(zhǔn)來改變物距？具體要怎么操作？

（三）選擇實(shí)驗(yàn)材料：準(zhǔn)備用什么物體？為什么要選取這個(gè)做物體？

（四）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：需要觀察什么數(shù)據(jù)？要測量什么數(shù)據(jù)？要記錄哪些數(shù)據(jù)？

（五）統(tǒng)籌安排步驟：以上這些步驟要怎么樣分工才最合理？

（六）體驗(yàn)過程步驟：你們想和其他小組比賽嗎，如果想的放在，可用以下標(biāo)準(zhǔn)來給你的對(duì)手評(píng)份：完成時(shí)間30分、選取材料40分、最后結(jié)果30分。

通過以上的分組實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在認(rèn)真觀察之后進(jìn)行合理猜想，然后逐步制定相應(yīng)的試驗(yàn)步驟，并在激烈的競爭壓力中親身經(jīng)歷和體驗(yàn)了本次實(shí)驗(yàn)探究的全過程，并分享了成功的喜悅與研究成果的成就感。同時(shí)，為了能夠在比賽中取得好名次，學(xué)生們會(huì)合理安排、認(rèn)真思考、周密部署，擯棄所有影響得分的因素，更加不會(huì)做一些與實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)無關(guān)的事情，因此大大提高了課堂效率。本次分組實(shí)驗(yàn)課綜合鍛煉了學(xué)生的多種能力，不僅讓學(xué)生們學(xué)生會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)、合作探究，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生們的集體觀念和競爭意識(shí)。

在不同的實(shí)驗(yàn)探究過程中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到不同的科學(xué)研究方法，例如常見的“轉(zhuǎn)換法”與“控制變量法”等。教師通過設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生們親身去動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、共同探究什么是“轉(zhuǎn)換法”或者變量是怎么控制的，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法，思考實(shí)驗(yàn)過程，感受不同實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)用性與重要性。

例如：“探究哪些因素和物體的動(dòng)能有關(guān)”

結(jié)合平時(shí)日常生活中所見所聞，舉例說出哪些因素和動(dòng)能有關(guān)？

體驗(yàn)變量環(huán)節(jié)：你們打算選什么樣的鋼球？選幾個(gè)？為什么？

體驗(yàn)控制和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：你們準(zhǔn)備怎么作用它們？除此之外還要用到其他什么器材嗎？這些器材有什么具體用途？

體驗(yàn)操作環(huán)節(jié)：在你們做實(shí)驗(yàn)的過程中，我能幫你們錄像嗎？

知識(shí)不但具有延展性，還是方法的載體。如果脫離了知識(shí)來講操作方法，會(huì)使方法顯得過于理性化，既不具體又很抽象，不便于理解。而做實(shí)驗(yàn)正好能讓學(xué)生通過親身應(yīng)用和體驗(yàn)來強(qiáng)化所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，科學(xué)正確的實(shí)驗(yàn)和研究方法可以使學(xué)生們對(duì)科學(xué)探究的過程更加有益，同時(shí)也有助于得出正確的結(jié)論，更有利于學(xué)生提高研究能力，提高科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，學(xué)會(huì)正確的學(xué)習(xí)方法。特別是最后的體驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師幫學(xué)生錄制自己的實(shí)驗(yàn)視頻這個(gè)小小的舉動(dòng)，除了改善師生關(guān)系以外，還提高了學(xué)生要主動(dòng)學(xué)好科學(xué)知識(shí)的自信心，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生熱愛科學(xué)的情感，可謂一舉多得。

三、體驗(yàn)物理學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值

在當(dāng)今社會(huì)，很多日常生產(chǎn)生活當(dāng)中常見的用品和設(shè)備都和物理原理或規(guī)律息息相關(guān)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步以及其他一些重大社會(huì)問題的解決方法都離不開物理知識(shí)。就目前來說，物理科學(xué)與技術(shù)已然廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，這讓我們更加深刻的感受到物理知識(shí)的重要性。在教學(xué)過程中，我們也可以以此為切入點(diǎn)，利用物理知識(shí)的延伸來滲透學(xué)科知識(shí)的實(shí)用體驗(yàn)。我們可以選取一些經(jīng)常看得到、容易找得到的素材來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過程和原理，通過體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用與價(jià)值。

例如，在教學(xué)“能量的轉(zhuǎn)化與守恒”一課時(shí)，教師可以選取一些常見的兒童玩具例如跳跳球、弓箭或是上了發(fā)條的人偶玩具等，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生們通過觀察來拓展和挖掘出玩具中潛在的教學(xué)功能。學(xué)生們?cè)诮處煹囊龑?dǎo)下通過觀察，很直觀的看到了能量的轉(zhuǎn)化情況，從而很容易的理解了彈性勢能的大小與彈性形變程度之間的關(guān)系；再通過觀察上發(fā)條玩具的能量轉(zhuǎn)化，教師再次引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能”的定義進(jìn)行擴(kuò)展：比較一下電動(dòng)玩具的能量轉(zhuǎn)化哪一種好一點(diǎn)？然后自然而然的引發(fā)出電池的污染，使學(xué)生們體會(huì)到環(huán)保的重要性與緊迫感，在這個(gè)教學(xué)過程中，不知不覺就滲透了STSE的教育。學(xué)生們就會(huì)主動(dòng)質(zhì)疑，提出問題，延伸出為了節(jié)能環(huán)保就要研發(fā)太陽能。

通過以上這一系列的體驗(yàn)，物理科學(xué)的社會(huì)價(jià)值瞬間高、大、尚，學(xué)生們會(huì)感覺到物理知識(shí)無處不在，在今后的日常生活當(dāng)中就會(huì)主動(dòng)去思考和觀察身邊的現(xiàn)象，主動(dòng)實(shí)踐，勇于創(chuàng)新，探究出隱含在其中原理。

總之，為適應(yīng)教學(xué)課程改革的深化過程，課堂的重心應(yīng)該從傳統(tǒng)教學(xué)方式向注重學(xué)生的自主體驗(yàn)轉(zhuǎn)移。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是以教師的講授為主的課堂教學(xué)，而自主式體驗(yàn)教學(xué)顯然更加符合中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律與身心發(fā)展性。學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，他們通過自主體驗(yàn)進(jìn)一步“發(fā)現(xiàn)”和“創(chuàng)造”了知識(shí)，核心素養(yǎng)得到了不同程度的提升，綜合能力得到了不同程度的鍛煉。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該積極營造、合理安排以供學(xué)生充分體驗(yàn)的學(xué)習(xí)氛圍與教學(xué)情境，真正把體驗(yàn)式教學(xué)落實(shí)到位，切實(shí)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，為實(shí)現(xiàn)學(xué)生提升社會(huì)價(jià)值盡自己每一分職業(yè)責(zé)任。

備注：本文為蘇州市教學(xué)科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題：《融合教學(xué)理念下蘇南農(nóng)村初中教學(xué)行為優(yōu)化研究》研究成果，課題編號(hào)：16122785。