“研”物理教材 “究”物理現(xiàn)象

摘?要：從學(xué)習(xí)物理規(guī)律解釋物理現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變?yōu)橛^察物理現(xiàn)象得出物理規(guī)律，促使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，用心去體驗(yàn)物理探究過(guò)程中的樂(lè)趣和成功感，更能在物理過(guò)程分析中提升物理的過(guò)程思維.

關(guān)鍵詞：有效觀察;有效提問(wèn);合理猜想;實(shí)驗(yàn)探究;評(píng)估結(jié)論

文章編號(hào)：1008-4134（2020）02-0054?中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：姜建軍（1975-），江蘇海門(mén)人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：課堂生態(tài)教學(xué)狀態(tài)的研究.

蘇科版物理教材的最大特點(diǎn)是：改變了傳統(tǒng)物理教材通過(guò)物理概念、規(guī)律等知識(shí)的傳授，來(lái)被動(dòng)解釋物理現(xiàn)象的教學(xué)觀念.教材注重教師通過(guò)有效導(dǎo)學(xué)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象、提出問(wèn)題、積極主動(dòng)地去猜想、設(shè)計(jì)各種探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想、在探究物理現(xiàn)象的過(guò)程中得出物理規(guī)律的教學(xué)理念.從學(xué)習(xí)物理規(guī)律來(lái)解釋物理現(xiàn)象，到觀察物理現(xiàn)象得出物理規(guī)律的這一巨大變革，更能促使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)，用心去體驗(yàn)物理探究過(guò)程中的樂(lè)趣和成功感，更能在物理過(guò)程分析中提升物理的過(guò)程思維，來(lái)解決生活中的物理問(wèn)題.這就是為什么能使很多教師由一開(kāi)始的排斥到認(rèn)可，最后欣然接受這一變革的原因.這一變革沖擊著教師原來(lái)固有的教法，解放了教師的思想，不但給教師帶來(lái)全新的教學(xué)理念，而且給學(xué)生帶來(lái)全新的課堂教學(xué)流程.但教師在這一變革中也面臨很多困惑：怎樣對(duì)所觀察的物理現(xiàn)象進(jìn)行有效探究？筆者根據(jù)自身的教學(xué)體會(huì)認(rèn)為應(yīng)把握住以下幾點(diǎn)：

1?如何引導(dǎo)學(xué)生有效觀察物理現(xiàn)象，提出值得探究的有效問(wèn)題

教師在將自然界的各種物理現(xiàn)象通過(guò)實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)時(shí)，學(xué)生能否進(jìn)行有效觀察，不但關(guān)系到后續(xù)探究的方向、深度，而且關(guān)系到學(xué)生能否提出值得探究的有效問(wèn)題.引導(dǎo)學(xué)生有效觀察物理現(xiàn)象，是整個(gè)物理探究過(guò)程的起點(diǎn).如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效觀察和有效提問(wèn)？

情景一：蘇科版物理教材物理（八年級(jí)上冊(cè)）序言篇，如圖1所示，觀察長(zhǎng)短兩根不同蠟燭誰(shuí)先滅？

師問(wèn)：鐘罩中兩根燃燒的蠟燭誰(shuí)先滅？

師追問(wèn)：沖入氫氣的氣球?yàn)槭裁茨軌蛟诳諝庵猩仙?？而我們用嘴吹大的氣球在空氣中卻是下沉的？

生猜想：呼出的氣體與蠟燭燃燒后的氣體一樣，都是密度比空氣大的二氧化碳，在空氣中會(huì)下沉，應(yīng)該觀察到短的蠟燭先滅.

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：學(xué)生注意觀察短的蠟燭是否先滅？

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：與學(xué)生猜想不同，有的長(zhǎng)蠟燭先滅、有的短蠟燭先滅.

學(xué)生質(zhì)疑：鐘罩中長(zhǎng)短兩根蠟燭誰(shuí)先滅與哪些因素有關(guān)？

這一值得探究的有效問(wèn)題，不是教師生搬硬套灌輸?shù)?，而是在教師的引?dǎo)下思維與實(shí)踐碰撞自發(fā)提出的，這比解決一個(gè)問(wèn)題更重要.

教師可充分利用學(xué)生儲(chǔ)備的物理知識(shí)來(lái)解釋新的物理現(xiàn)象產(chǎn)生矛盾時(shí)，在舊知與新知產(chǎn)生思維碰撞時(shí)，提出值得探究的有效物理問(wèn)題.

情景二：在探究“比熱容”時(shí)，教師先對(duì)舊知再現(xiàn).

師問(wèn)：“當(dāng)我們游泳上岸后為什么會(huì)感到冷？”

生：水蒸發(fā)吸熱、致冷降溫.

師追問(wèn)：為什么晴天時(shí)，白天海邊沙子是燙的而海水是涼的？

生：海水蒸發(fā)吸熱致冷降溫，溫度低于沙子.

師再追問(wèn)：為什么傍晚海水是暖的而沙子是涼的？

小組討論：有悖于液體蒸發(fā)吸熱制冷降溫.

在矛盾出現(xiàn)后，學(xué)生質(zhì)疑：同一時(shí)刻海水與沙子溫度不同的原因究竟是什么？

學(xué)生提出的問(wèn)題是否值得去探究，不但能反映出學(xué)生是否注意觀察日常生活中的物理現(xiàn)象，而且能反映教師在平時(shí)教學(xué)過(guò)程中，是否善于培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題的能力，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng).蘇科版《物理》很好地抓住了初中物理趣味性的特點(diǎn)，如：“蠟燭”為什么能在水中燃燒？同一個(gè)凸透鏡能成不同特點(diǎn)的像，與什么因素有關(guān)？一個(gè)個(gè)與學(xué)生生活很貼近而又有趣的物理現(xiàn)象和情景，值得學(xué)生回味而自發(fā)提出值得探究的有效物理問(wèn)題.同時(shí)蘇科版《物理》中的“生活·物理·社會(huì)”給了教師和學(xué)生很大的拓展空間，以此為載體，教師通過(guò)對(duì)教材的整合可創(chuàng)設(shè)更多、更好的物理情景和物理現(xiàn)象，來(lái)激發(fā)學(xué)生的懸疑.

2?如何引導(dǎo)學(xué)生提出合理的猜想和假設(shè)

在學(xué)生提出可探究的有效問(wèn)題后，如何去探究？首先要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行合理的猜想和假設(shè).很多教師認(rèn)為，反正猜想沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分，任憑學(xué)生盲目的猜想，導(dǎo)致給自己的課堂導(dǎo)學(xué)設(shè)下障礙，導(dǎo)學(xué)方向出現(xiàn)偏差.怎樣引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的猜想和假設(shè)？

2.1?根據(jù)平時(shí)對(duì)生活中物理現(xiàn)象的感知來(lái)進(jìn)行有效猜想

情景三：液體蒸發(fā)快慢與哪些因素有關(guān)？

師：組織學(xué)生討論：如何使衣服干得更快？

生：衣服敞開(kāi)來(lái)、放在太陽(yáng)底下、放在通風(fēng)處.

師追問(wèn)：烘干機(jī)烘手時(shí)，為什么把手敞開(kāi)來(lái)用熱風(fēng)來(lái)吹？而花露水為什么口徑小，不用時(shí)放在陰涼處保存？

生猜想：液體蒸發(fā)快慢與液體溫度、液體的表面積、液體表面上空氣流動(dòng)快慢有關(guān).

2.2?教師收集相關(guān)生活小資料，引導(dǎo)學(xué)生合理猜想.

情景四：電功大小與哪些因素有關(guān)？

電功概念較為抽象，學(xué)生猜想電功大小與哪些因素有關(guān)，難度較大.

教師收集相關(guān)生活小資料：

（1）空調(diào)為什么費(fèi)電？展示空調(diào)銘牌 “220V 10A” ， 白熾燈銘牌 “220V 0.25A”.

（2）放三節(jié)干電池的手電筒比放兩節(jié)干電池的手電筒要亮.

（3）節(jié)約用電，注意不要開(kāi)長(zhǎng)明燈.

生猜想：電功與電流、電壓、時(shí)間有關(guān).

2.3?根據(jù)所儲(chǔ)備的知識(shí)進(jìn)行思維遷移和初步推理進(jìn)行合理的猜想和假設(shè)

情景五：在探究“力與運(yùn)動(dòng)”新課時(shí)，猜想運(yùn)動(dòng)是否需要力來(lái)維持？

（運(yùn)動(dòng)是否需要力來(lái)維持，這一人類(lèi)爭(zhēng)論了2000年的問(wèn)題，讓初中學(xué)生來(lái)猜想，的確非常困難）

師問(wèn)：力的作用效果是什么？

生：使物體發(fā)生形變或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變.

師問(wèn)：如果物體不受力，還會(huì)產(chǎn)生力的作用效果嗎？

生：如果物體不受力，不會(huì)產(chǎn)生力的作用效果.

師問(wèn)：不會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果？

生：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)改變——運(yùn)動(dòng)的速度大小不變、方向不變.

師：小組討論，運(yùn)動(dòng)是否需要力來(lái)維持？

小組交流：運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，不受力會(huì)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

蘇科版《物理》所設(shè)置的物理現(xiàn)象都建立在平時(shí)日常生活的基礎(chǔ)上或從已知領(lǐng)域延伸到未知領(lǐng)域，或以信息快遞的形式為解決提出問(wèn)題后的猜想假設(shè)提出更多的素材，教師如果將這些素材進(jìn)一步整合，會(huì)極大拓展學(xué)生的思維空間，學(xué)生會(huì)進(jìn)行有效大膽的猜想與假設(shè).

3?如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想

猜想是否正確，需要實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證.教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)來(lái)驗(yàn)證.

3.1?探究物理現(xiàn)象一定要注重過(guò)程與方法，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案

在探究物理現(xiàn)象過(guò)程中，無(wú)具體固定的模式和教條的方法，而是在實(shí)際探究過(guò)程中根據(jù)解決問(wèn)題的需要，融入在探究過(guò)程中.蘇科版物理教材在設(shè)計(jì)物理現(xiàn)象和情景時(shí)，融入了很多探究方法.如：在探究一個(gè)變量與多個(gè)變量關(guān)系時(shí)采用的控制變量法;在探究聲音是怎樣產(chǎn)生的時(shí)，借助于水或乒乓球?qū)o(wú)法用肉眼觀察到的音叉微小振動(dòng)放大而采用的“轉(zhuǎn)化法”;通過(guò)形象的水波來(lái)認(rèn)識(shí)抽象的聲波而采用的類(lèi)比法降低學(xué)生思維的難度;為了加深對(duì)蒸發(fā)與沸騰的認(rèn)識(shí)，而采用“歸納比較法”;為了形象地描述光線(xiàn)、磁極相互作用規(guī)律而采用“建立模型法”;探究聲音不能在真空中傳播的“鐘罩實(shí)驗(yàn)”，無(wú)法將空氣抽成真空，但根據(jù)在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收集到聲音越來(lái)越弱的現(xiàn)象，得出聲音不能在真空中傳播，采用“實(shí)驗(yàn)+推理”的方法.

3.2?設(shè)計(jì)物理探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往涉及到復(fù)雜的方法和步驟，要善于將各種方法進(jìn)行有效整合

在探究較復(fù)雜物理現(xiàn)象時(shí)，不僅僅是某個(gè)方法的單獨(dú)應(yīng)用，而是將多種方法進(jìn)行有效合理的整合.在整合之前，首先要明確探究的主要方法是什么？如在探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，在學(xué)生猜想出可能與接觸面積大小、接觸面粗糙程度、壓力大小有關(guān)的前提下，用到主要探究方法——控制變量法，滑動(dòng)摩擦力大小在無(wú)法直接觀察的情況下，再通過(guò)“轉(zhuǎn)化法”即二力平衡知識(shí)，通過(guò)拉力大小反映滑動(dòng)摩擦力大小.在探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中也都用到相同的方法.如：探究牛頓第一定律——斜面實(shí)驗(yàn)，首先要明確探究的主要方法是“實(shí)驗(yàn)+推理”，即通過(guò)不斷減小小車(chē)與接觸面的滑動(dòng)摩擦力大小來(lái)推理得出水平方向不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，為確保小車(chē)剛到水平面具有相同的速度，每次實(shí)驗(yàn)控制小車(chē)從斜面的同一高度滑下，采用控制變量法.

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要明確為了驗(yàn)證猜想與假設(shè)，所設(shè)計(jì)的主要步驟和方法是什么，再細(xì)化到具體的步驟和方法，引導(dǎo)學(xué)生有方法有步驟地去探究.

4?如何對(duì)整個(gè)探究過(guò)程進(jìn)行有效評(píng)估和交流，將物理回歸到實(shí)際生活中去

放開(kāi)課堂，讓學(xué)生大膽地進(jìn)行交流，在交流中獲取更多的信息.由于實(shí)驗(yàn)是開(kāi)放的，學(xué)生思維也是開(kāi)放的，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)有不同的探究過(guò)程和探究結(jié)論，教師如果不注重從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，依據(jù)自己主觀的想象來(lái)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，會(huì)束縛學(xué)生的思維.學(xué)生親自經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，當(dāng)然也最具有話(huà)語(yǔ)權(quán)，教師應(yīng)當(dāng)放手讓學(xué)生去發(fā)表自己的見(jiàn)解.

情景六：除了用尺外，你們還能通過(guò)什么方法來(lái)比較課桌的長(zhǎng)和高誰(shuí)長(zhǎng)？

小組交流：有的小組以課本的長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)量、有的小組以手的“一拃”作為標(biāo)準(zhǔn)量，每個(gè)小組的方法都很單一，當(dāng)通過(guò)組與組之間的交流方法也就多了.

師問(wèn)：你們用手的“一拃”作為標(biāo)準(zhǔn)量來(lái)比較長(zhǎng)度，你們測(cè)一測(cè)課桌的長(zhǎng)度為多少拃？

小組活動(dòng)：

小組交流：產(chǎn)生爭(zhēng)議，同一物體測(cè)的 “拃數(shù)”為什么不同？

學(xué)生討論：每位同學(xué)“一拃”的標(biāo)準(zhǔn)不公認(rèn)而引起的“糾紛”，自然得出測(cè)量必須將待測(cè)量與公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較.

情景七：電路中小燈泡亮度由什么因素決定？

小組實(shí)驗(yàn)1：將兩個(gè)不同規(guī)格的小燈泡串聯(lián)（如圖2所示），用電壓表分別測(cè)小燈泡兩端電壓并觀察小燈泡的亮度.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩不同規(guī)格的小燈泡串聯(lián)，通過(guò)他們的電流相等，小燈泡L1兩端電壓大于小燈泡L2兩端電壓，小燈泡L1比小燈泡L2亮，小燈泡亮度由小燈泡兩端電壓決定.

小組實(shí)驗(yàn)2：將兩個(gè)不同規(guī)格的小燈泡并聯(lián)（如圖3所示），用電流表分別測(cè)通過(guò)小燈泡的電流并觀察小燈泡的亮度.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩不同規(guī)格的小燈泡并聯(lián)，他們兩端電壓相等，通過(guò)小燈泡L1的電流小于通過(guò)小燈泡L2的電流，小燈泡L1比小燈泡L2暗，小燈泡亮度由通過(guò)小燈泡的電流決定.

小組交流：學(xué)生產(chǎn)生爭(zhēng)議，小燈泡的亮度究竟由電壓還是電流決定？

在學(xué)生產(chǎn)生爭(zhēng)議時(shí)，課堂氛圍也就活躍起來(lái)，教師把握時(shí)機(jī)與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行追問(wèn).

師問(wèn)：小燈泡越亮，說(shuō)明小燈泡單位時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為光能越多，進(jìn)一步說(shuō)明小燈泡的實(shí)際電功率越大，由此猜想小燈泡的亮度由什么因素決定？

生猜想：小燈泡亮度由實(shí)際功率決定.

師追問(wèn)：小燈泡亮度究竟由電壓還是電流決定？

生：根據(jù)電功率公式P=UI，小燈泡亮度由小燈泡兩端電壓和通過(guò)的電流共同決定.

小組再次實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，探究得出燈泡亮度由電壓和電流的乘積決定，即由實(shí)際功率決定.

實(shí)驗(yàn)后的交流與合作，是學(xué)生思維碰撞的過(guò)程，也是對(duì)物理探究的一種升華.同時(shí)通過(guò)交流評(píng)估，將物理回歸社會(huì)、生活中去，蘇科版物理教材在每一章節(jié)的探究過(guò)程都有對(duì)應(yīng)的“生活·物理·社會(huì)”，體現(xiàn)了物理最終回歸社會(huì)，用于社會(huì).

“研”教材、“究”現(xiàn)象，必然產(chǎn)生全新的課堂，如何對(duì)物理現(xiàn)象做到有效探究？關(guān)鍵取決于教師能否從傳統(tǒng)的教學(xué)觀念走出來(lái)，揣摩教材的編寫(xiě)意圖，從學(xué)生實(shí)際學(xué)情出發(fā)，找到一條符合自己和學(xué)生的探究之路.

參考文獻(xiàn)：

[1]馬晨. 高中物理課堂教學(xué)中探究規(guī)律型教學(xué)模式的研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2019.

[2]唐翠翠，陳萬(wàn)金.透過(guò)生活現(xiàn)象探究物理規(guī)律——物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究與思考[J].讀與寫(xiě)（教育教學(xué)刊），2014，11（12）：20.

[3]李樹(shù)佳.優(yōu)化學(xué)習(xí)方法，掌握學(xué)科主動(dòng)——談物理學(xué)習(xí)方法[J].中國(guó)校外教育，2019（02）：75.

[4]劉成.以主動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)模式促進(jìn)物理課堂變革[J].中學(xué)理科園地，2019，15（04）：45-46.

[5]吳剛，宋娟.新課程理念下“生活、物理、社會(huì)”教學(xué)探討[J].科教文匯（中旬刊），2017（11）：134-135.

（收稿日期：2019-08-20）