初中物理教學(xué)中如何體現(xiàn)“為豐富學(xué)生的思維而教”

陳培鳳

摘 要： 思維能力在物理教學(xué)中起著十分重要的作用.不論是概念的建立，定律的理解，還是對(duì)理論的掌握，都離不開(kāi)思維能力，而思維能力是學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的基礎(chǔ)，提高思維能力是學(xué)生智力發(fā)展的核心.以蘇科版“壓強(qiáng)”一課教學(xué)為例，初步闡述初中物理教學(xué)中，如何體現(xiàn)“為豐富學(xué)生的思維而教”的基本策略.

關(guān)鍵詞： 思維能力;思維障礙;概念建立

1 相關(guān)背景分析

思維能力在物理教學(xué)中起著十分重要的作用，不論是概念的建立，定律的理解，還是對(duì)理論的掌握，都離不開(kāi)思維能力;同時(shí)，思維能力也是提升學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的基礎(chǔ).所以，提高思維能力是學(xué)生智力發(fā)展的核心.

初中物理教學(xué)中，如何體現(xiàn)為豐富學(xué)生的思維而教？物理學(xué)最基本的思維方法有六種：分析、比較、歸納、綜合、抽象和概括.本文以蘇科物理八年級(jí)下冊(cè)第十章第一節(jié)“壓強(qiáng)”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，通過(guò)具體的設(shè)計(jì)案例，闡述使用這六種方法的一些基本策略.

“壓強(qiáng)”一課屬于物理概念課.初中物理中的概念，多數(shù)是從物理現(xiàn)象的分析中直接概括出來(lái)的，因此教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力，區(qū)分有關(guān)因素和無(wú)關(guān)因素，找出共同特征，從而概括出概念.在本節(jié)學(xué)習(xí)之前，學(xué)生對(duì)壓力已經(jīng)有了初步的不規(guī)范的認(rèn)知 ，對(duì)于壓強(qiáng)概念與“壓力作用效果”的關(guān)聯(lián)沒(méi)有正確理解，甚至還有“認(rèn)為壓力大作用效果明顯”的錯(cuò)誤“前概念”.教師要能創(chuàng)設(shè)物理情境，提供給學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，利用一連串的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析概括，抓住主要矛盾，找出共同特征，揭示事物的本質(zhì)屬性，建立物理概念.

2 創(chuàng)設(shè)一個(gè)好情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突

【活動(dòng)1】引入：猜一猜，氣球會(huì)破嗎？

【設(shè)計(jì)方法】如圖1所示，設(shè)置3個(gè)舞臺(tái)，（1） 和（2）舞臺(tái)上扎有一根大頭針，（3）上扎有很多根大頭針，分別讓氣球登上舞臺(tái)，（2）和（3）號(hào)氣球上壓有相同的重物.觀察到（1）（3）氣球未破，（2）氣球破了.

【設(shè)計(jì)意圖】課堂引入時(shí)，從學(xué)生熟悉的氣球入手，活動(dòng)情境真實(shí)簡(jiǎn)潔，以意想不到的現(xiàn)象引起學(xué)生探究興趣.學(xué)生通過(guò)觀察會(huì)產(chǎn)生“怎么會(huì)這樣？”“為什么釘子數(shù)目多，氣球卻不會(huì)破？”這樣的疑惑，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突、促進(jìn)認(rèn)知需求.本活動(dòng)不僅為本節(jié)課開(kāi)了場(chǎng)，還為探究影響壓力作用效果的因素打下伏筆.學(xué)生通過(guò)（1）（2）的對(duì)比發(fā)現(xiàn)（2）號(hào)氣球破是因?yàn)闅馇蚴艿降膲毫Ω?，?duì)比（2）（3）會(huì)發(fā)現(xiàn)（3）號(hào)氣球沒(méi)有破是因?yàn)獒斪拥臄?shù)目多，氣球受到的力被分散到很多點(diǎn)上，教師趁機(jī)規(guī)范學(xué)生對(duì)于受力面積的表達(dá)，并進(jìn)一步引入對(duì)氣球所受的力的探究，引入對(duì)壓力的探究.

【活動(dòng)2】探究壓力的作用效果：比一比，誰(shuí)的壓力作用效果更明顯？

【設(shè)計(jì)方法】如圖2所示，學(xué)生體驗(yàn)用不同的力壓氣球，感受壓力大，壓力的作用效果更明顯，這正好符合學(xué)生的前概念.教師設(shè)置教學(xué)活動(dòng)：如圖3所示，請(qǐng)一個(gè)力氣大的同學(xué)和一個(gè)力氣小的同學(xué)比賽壓罐子，兩個(gè)罐子外表一樣，一個(gè)有底、一個(gè)沒(méi)底.力氣大的同學(xué)壓有底的罐子，力氣小的同學(xué)壓沒(méi)底的罐子.結(jié)果，力氣大的同學(xué)壓的罐子下陷不明顯，而力氣小的同學(xué)壓的罐子卻很容易地下陷較深.

【設(shè)計(jì)意圖】在游戲過(guò)程中學(xué)生的思維活動(dòng)最活躍.在經(jīng)歷了壓力概念的建立后，為糾正學(xué)生認(rèn)為壓力大，壓力作用效果就明顯的錯(cuò)誤前概念，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)比賽的教學(xué)活動(dòng)，一方面維持學(xué)生的探究熱情，二方面繼續(xù)引發(fā)學(xué)生的思維沖突：“為什么力氣大的同學(xué)壓罐子卻輸了？”比賽的同學(xué)也很不甘心，積極查找原因.從而促使學(xué)生以活動(dòng)為中介，在活動(dòng)認(rèn)識(shí)、思考相關(guān)的造成此現(xiàn)象的原因，并形成和發(fā)展物理思維.這樣的活動(dòng)具有創(chuàng)造性和實(shí)踐性，能吸引學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考、自主探索、激發(fā)創(chuàng)造，促進(jìn)學(xué)生在積累知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力.能促使學(xué)生思維能力發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).

3 提出一個(gè)好問(wèn)題，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生發(fā)展思維

【活動(dòng)3】探究影響壓力作用效果的因素

【設(shè)計(jì)方法】以問(wèn)題串的形式引導(dǎo)學(xué)生建立探究思路，驅(qū)動(dòng)學(xué)生發(fā)展思維.

問(wèn)題1 探究壓力作用效果與其中一個(gè)因素的關(guān)系，另一個(gè)因素應(yīng)該怎么辦？請(qǐng)舉例說(shuō)明

問(wèn)題2 你打算選擇什么樣的受壓物？為什么？

問(wèn)題3 你用什么作為施壓物體？你如何控制變量？

【設(shè)計(jì)意圖】

通過(guò)小組活動(dòng)圖4，自選器材，探究壓力的作用效果與其中一個(gè)因素的關(guān)系，練習(xí)使用控制變量法探究物理問(wèn)題，體驗(yàn)過(guò)程與方法.本活動(dòng)既提供了課本器材，還提供了橡皮泥，粗細(xì)不同的棉線，鉤碼等器材.讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇器材，并進(jìn)行組合進(jìn)行探究.在選擇器材時(shí)，學(xué)生需有控制變量的意識(shí)，既要考慮如何改變變量還要考慮如何控制另一個(gè)變量不變.實(shí)驗(yàn)后通過(guò)代表匯報(bào)：選用器材、操作方法、觀察到的現(xiàn)象、得出結(jié)論的交流過(guò)程，規(guī)范物理語(yǔ)言表達(dá)，得出正確結(jié)論.并運(yùn)用該結(jié)論比較下一環(huán)節(jié)中磚塊對(duì)桌面的壓力作用效果.

4 指導(dǎo)一個(gè)好方法，幫助學(xué)生突破思維障礙

【活動(dòng)4】壓強(qiáng)概念的建立

【設(shè)計(jì)方法】運(yùn)用活動(dòng)3的結(jié)論，壓力作用效果與壓力大小和受力面積大小兩個(gè)因素有關(guān)，通過(guò)活動(dòng)：比一比，誰(shuí)的壓力作用效果最明顯？讓學(xué)生對(duì)比（1）（2）得出壓力相同比受力面積，對(duì)比（1）（3）得出受力面積相同比壓力大小兩種方法.此時(shí)，教師再提出（2）與（3）相比，誰(shuí)的作用效果最明顯（如圖5所示）？學(xué)生發(fā)現(xiàn)上述兩種方法均不行.出現(xiàn)思維障礙.

此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧曾經(jīng)學(xué)過(guò)的比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法，從路程、時(shí)間均不相同如何比較快慢類(lèi)比，引導(dǎo)學(xué)生思考?jí)毫Υ笮『褪芰γ娣e均不同如何比較壓力作用效果.從而引入物理量壓強(qiáng)，引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比速度定義建立壓強(qiáng)概念見(jiàn)表1.

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)磚塊對(duì)桌面壓力作用效果的比較，引入當(dāng)壓力和受力面積都不同時(shí)該如何比較壓力作用效果.此時(shí)，思維較活躍的學(xué)生可能已經(jīng)想到比值法，教師就此提出“用什么比值來(lái)比較壓力作用效果？”的問(wèn)題，從而引出壓強(qiáng)概念.如果學(xué)生沒(méi)想到比值法，教師可以通過(guò)類(lèi)比速度、密度的定義，引導(dǎo)學(xué)生用比值法給壓強(qiáng)下一個(gè)定義.

在講解相近概念時(shí)常用類(lèi)比、對(duì)比法來(lái)區(qū)分概念.很多學(xué)生不能區(qū)分壓力和壓強(qiáng)，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容把直接呈現(xiàn)或講授概念變?yōu)檫m當(dāng)設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題到自主設(shè)計(jì)方案解決問(wèn)題，獲取結(jié)論的教學(xué)方法，凸顯學(xué)習(xí)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)、探索、研討等認(rèn)知活動(dòng)，從而自然地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)，真正有意義地知識(shí)建構(gòu).在經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)思維能力和優(yōu)良的思維品質(zhì).對(duì)于相似概念給學(xué)生帶來(lái)的思維障礙，可以抓住兩個(gè)概念的本質(zhì)差異，從不同的角度突出這種差異，進(jìn)行區(qū)別.比如壓力和壓強(qiáng)，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，壓力屬于彈力，是垂直作用于物體表面的力，而壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量，這種效果不僅和壓力大小有關(guān)，還跟受力面積有關(guān).通過(guò)例舉具體的典型例子加以糾正，使概念深化.

學(xué)生思維障礙的內(nèi)在因素主要來(lái)源于學(xué)生思考的積極性不夠高和不會(huì)思考，遇到問(wèn)題不知道該往哪里想，久而久之，也就失去了思考的興趣，只坐等教師給答案了.當(dāng)學(xué)生思維受阻后，教師可以設(shè)計(jì)有趣的小實(shí)驗(yàn)，再現(xiàn)物理概念的形成和物理模型的建立過(guò)程，將抽象的概念活化，學(xué)生從形象具體的實(shí)驗(yàn)自然過(guò)渡到抽象的概念.拓寬思維的深度和廣度，優(yōu)化思維品質(zhì)，培養(yǎng)思維的靈活性和創(chuàng)造性.

5 留一段好時(shí)間，給學(xué)生思維的空間

【活動(dòng)5】粗略估測(cè)人站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)

【設(shè)計(jì)方法】從壓強(qiáng)的公式入手，引導(dǎo)學(xué)生思考估測(cè)人站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)的測(cè)量原理、需測(cè)物理量，要用到的測(cè)量工具以及用什么方法測(cè).留一段好時(shí)間，給學(xué)生合作思考測(cè)量方案，通過(guò)閱讀課本獲取信息和方法，通過(guò)方案交流完善方案，理清注意點(diǎn).

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)小組合作交流，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)閱讀提取信息和方法的能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，鞏固壓強(qiáng)公式的計(jì)算和應(yīng)用.

【活動(dòng)6】利用一個(gè)礦泉水瓶的小實(shí)驗(yàn)展示液體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng)

【設(shè)計(jì)方法】在裝水的礦泉水瓶子上扎孔，觀察到水流出來(lái)，過(guò)一會(huì)兒水停止流出.此時(shí)擰開(kāi)瓶蓋，水繼續(xù)流出，蓋緊瓶蓋，水停止流出.如此反復(fù)數(shù)次.教師只提問(wèn)“這是為什么呢？”卻并不解釋?zhuān)饘W(xué)生后繼學(xué)習(xí)的興趣.

【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)課標(biāo)題是“壓強(qiáng)”，主要目標(biāo)是建立壓強(qiáng)的概念，整節(jié)課探究的都是固體壓強(qiáng)，后繼學(xué)習(xí)內(nèi)容中相繼出現(xiàn)液體壓強(qiáng)和固體壓強(qiáng).而壓強(qiáng)的定義和公式卻是通用的，設(shè)計(jì)此環(huán)節(jié)一是為了使壓強(qiáng)的定義更完整，二是承上啟下，為后繼學(xué)習(xí)做好鋪墊.以一個(gè)簡(jiǎn)單有趣又令人意想不到的現(xiàn)象承接整章引入，激發(fā)學(xué)生再思考的興趣，促進(jìn)學(xué)生的自主思考和探究.

思考就是力量.要使學(xué)生真正學(xué)會(huì)思考，首先要給學(xué)生提供足夠的思考機(jī)會(huì)和充足的思考時(shí)間，不要越俎代庖，讓學(xué)生有運(yùn)用已有知識(shí)思考解決問(wèn)題方法的機(jī)會(huì)，避免直接給出答案，包辦代替學(xué)生的思考.在物理課堂教學(xué)過(guò)程中，教師的主導(dǎo)作用要運(yùn)用恰當(dāng)，善于把握教學(xué)內(nèi)容，善于設(shè)計(jì)激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生思考的問(wèn)題，善于鼓勵(lì)不同思路，在引導(dǎo)問(wèn)題和結(jié)論之間留有足夠的空間給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力.

6 建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生思維的完整性

【板書(shū)設(shè)計(jì)】（如圖6所示）

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)板書(shū)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單而又直觀地呈現(xiàn)整節(jié)課內(nèi)容，有助于學(xué)生整體把握整節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生再思考和歸納能力，幫助學(xué)生建立思維網(wǎng)絡(luò)，完善思維體系，掌握思維導(dǎo)圖的制作方法.

7 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)置一個(gè)好情境、提出一個(gè)好問(wèn)題、留出一段好時(shí)間、激發(fā)一個(gè)好思維.物理教學(xué)除要傳授給學(xué)生相應(yīng)的概念之外，還要注重知識(shí)和技能、過(guò)程與方法以及以學(xué)生為本，強(qiáng)化學(xué)生主體地位的教學(xué)模式.如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，需要教師通過(guò)多樣的教學(xué)方式，研究科學(xué)的方法，加強(qiáng)探索意識(shí)，教會(huì)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí).同時(shí)還應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容上加以豐富，突破固有的教學(xué)思路，拓展學(xué)生視野，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炳昇，李容.義務(wù)教育教科書(shū)·物理（八年級(jí)下冊(cè)）[M].南京：江蘇鳳凰科技出版社，2012.