基于核心素養(yǎng)的生活化物理實驗研究

(江蘇省揚州市江都區(qū)仙城中學(xué),江蘇 揚州 225200)

1 引言

物理學(xué)以實驗為基礎(chǔ),物理學(xué)習(xí)離不開物理實驗,在初中階段生活化物理實驗必不可少。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》提倡“從生活走向物理,從物理走向社會”,[1]凸顯了物理學(xué)習(xí)與生活的密切關(guān)系。這就要求物理教學(xué)需要與實際生活相聯(lián)系,利用生活中常見物品進(jìn)行相關(guān)實驗,實施物理實驗生活化。在多年的教學(xué)中,筆者關(guān)注物理實驗與學(xué)生實際生活的聯(lián)系,進(jìn)行了行之有效的生活化物理實驗教學(xué)實踐。

2 創(chuàng)設(shè)情景,引入課題

興趣是最好的老師,所有的孩子都是抱著好奇步入物理世界的，保持好奇心是物理學(xué)習(xí)強有力的動力，如何做到這一點？生活化物理實驗就是很好的手段。生活化物理實驗無須專業(yè)器材,取材于身邊常見的物品,這正是朱正元先生“壇壇罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實驗”理念的體現(xiàn)。當(dāng)然朱先生是基于當(dāng)時物理實驗儀器匱乏的特定環(huán)境而提出的提議,但對當(dāng)今的物理教學(xué)仍具有現(xiàn)實意義。

圖1

在“樂音的特性”一節(jié)引出音調(diào)時,可將一根吸管一端剪成楔形,做成哨子(如圖1),[2]用剪刀將吸管剪去一段,發(fā)現(xiàn)哨子發(fā)出的聲音明顯改變。利用吸管這一生活中常見物品,創(chuàng)設(shè)奇妙聲音情景,哨子發(fā)出的聲音會發(fā)生變化,吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了學(xué)生的好奇心,引入音調(diào)這一話題可謂水到渠成。

再如在“靜電現(xiàn)象”一節(jié)中,筆者將一塊泡沫摩擦后放置在毛玻璃黑板表面,泡沫塊居然吸附在黑板上不掉落下來,學(xué)生感覺不可思議。筆者再把另一塊相同的、沒有經(jīng)過摩擦的泡沫塊放置在黑板上,結(jié)果會掉落。兩次實驗現(xiàn)象的對比,讓學(xué)生自然想到靜電。

生活化物理實驗源于生活,如果能讓身邊隨手可得的物品產(chǎn)生奇特的現(xiàn)象,甚至讓學(xué)生感到不可思議,這樣的情景創(chuàng)設(shè)必然會吸引學(xué)生眼球,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生強大的物理學(xué)習(xí)驅(qū)動力。

3 形象展示,突破教學(xué)難點

對于物理教學(xué)難點,應(yīng)該充分發(fā)揮生活化物理實驗的可視、形象的特點,讓學(xué)生通過“親眼所見、親耳所聞”來輕松突破枯燥、難以理解的難點。

圖2

如圖2所示,小剛將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近教材,透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與教材中的鸚鵡圖實際大小相等),他所看到的虛像可能是( )。

該題是2009年江蘇省物理中考統(tǒng)考試題，源自蘇科版物理教材。[3]在物理教材的引言部分和第四章第四節(jié)中均有涉及,屬于凸透鏡成像的延伸,的確是教學(xué)中的一個難點問題。但是如果教師在實際教學(xué)中重視實驗,做好生活化物理實驗,就可化解難點。圓柱形杯子生活中隨處可見,常見礦泉水瓶子也能派上用場。學(xué)生通過實驗,將被觀察物體前后、左右移動，進(jìn)行對比后,現(xiàn)象一目了然。

圖3

再如初中電學(xué)故障分析問題,如圖3所示,當(dāng)L1斷路時,電壓表有無示數(shù)？[4]很多學(xué)生在中考復(fù)習(xí)時對這個基本故障都不能掌握,其實最實用的方法就是利用生活化物理實驗解決。蘇科版物理課本中安排了許多電學(xué)實驗,如用伏安法測量電阻、電功率等,只需要將定值電阻或小燈泡去掉,即可直接觀察到電壓表有明顯示數(shù),而且還等于電源電壓。相比干巴巴的理論講解,生活化物理實驗的效果自然凸顯出來。

4 合理設(shè)疑,引發(fā)深入思考

“提出問題”是科學(xué)探究的重要步驟,只有學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問題,才有可能去想方設(shè)法解決問題,引發(fā)后續(xù)的深入思考和行動,這正是學(xué)習(xí)物理的目的所在。在生活化物理實驗中即使呈現(xiàn)同樣的現(xiàn)象,學(xué)生產(chǎn)生的疑惑或提出的問題也可能千差萬別,此時就需要教師適當(dāng)加以引導(dǎo),去偽存真,合理設(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題。

如在“光的折射”一節(jié)中,筆者設(shè)計了如下的生活化物理實驗：在盛有適量水的透明玻璃容器中加入煙霧,擋住水下部分,用強光手電筒將光線射入水中。在學(xué)生觀察現(xiàn)象的同時,筆者提出問題：反射光線的亮度與入射光線一樣嗎？學(xué)生在直觀的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)反射光線強度不如入射光線。筆者繼續(xù)提問：為什么？還有的光到哪里去了？引發(fā)了學(xué)生的深入思考,自然想到可能有部分光線射到水中去了,即發(fā)生了折射現(xiàn)象。此時教師揭開謎底：去掉水下部分的遮擋,的確看到水下有清晰的光線。學(xué)生一片嘩然,既是對現(xiàn)象的感嘆,更是對前面自己合理猜想假設(shè)的肯定。

再如在探究“影響蒸發(fā)快慢”環(huán)節(jié),筆者借助于生活化物理實驗：模擬晾曬衣服,設(shè)問：如何讓衣服干得更快些？學(xué)生在實驗?zāi)M的基礎(chǔ)上展開辯論：將衣服團(tuán)成一團(tuán)還是將衣服用衣架撐開曬？放在陽光下還是放在陰涼處？放置在通風(fēng)處還是密不通風(fēng)處？學(xué)生借助自身生活經(jīng)驗和模擬實驗很快得出正確的結(jié)論。

教師借助生活化物理實驗,設(shè)置合理的問題,引導(dǎo)學(xué)生在關(guān)鍵節(jié)點深入思考,充分發(fā)揮生活化物理實驗的功能,更能鍛煉學(xué)生思維,養(yǎng)成良好的設(shè)疑、釋疑習(xí)慣。

5 親身體驗,培養(yǎng)關(guān)鍵能力

“百聞不如一見,百見不如一做”道出了物理學(xué)習(xí)的真諦,初中物理教學(xué)更是如此。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》將科學(xué)探究定為課程的重要內(nèi)容,充分體現(xiàn)了對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾?。生活化物理實驗的本質(zhì)也是著眼學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng),完全符合課標(biāo)理念,貼合物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。

如蘇科版課本“制作噴霧器”本身就是生活化物理小實驗,看似簡單的實驗，學(xué)生在動手時才發(fā)現(xiàn)并沒有那么簡單。學(xué)生中很多“理論高手”解釋該現(xiàn)象時頭頭是道,但是在實際操作中,卻失敗了。這就是實驗與理論的區(qū)別,更凸顯了動手實驗的必要性。在實驗中,筆者引導(dǎo)學(xué)生嘗試改變管子粗細(xì)、調(diào)節(jié)豎直吸管距離水面的高度、改變兩只吸管交叉口的錯位大小等等。最終所有的孩子都獲得了成功,臉上洋溢著成功的喜悅。只有通過動手實驗,才能發(fā)現(xiàn)諸多新問題,解決問題的過程就是學(xué)生能力發(fā)展、提高的過程,這是“紙上談兵”永遠(yuǎn)不能替代的,也是物理教學(xué)改革發(fā)展的趨勢和方向所在。

再如，蘇科版物理課本中綜合實踐活動“制作簡易密度計”也是一個典型的生活化物理實驗,器材都是生活中最常見的：吸管、金屬絲(熔絲)、刻度尺等，但學(xué)生在單獨操作時感到難度較大。在學(xué)生深感無助之時,筆者對學(xué)生做了如下引導(dǎo)：如何讓吸管一端密封？如何讓吸管能豎直漂浮在水上？在小組成員的合作下,孩子們最終成功了。在實際制作過程中,學(xué)生如能一一解決好細(xì)節(jié)問題,學(xué)生的動手能力、思維能力、設(shè)計能力等諸多關(guān)鍵能力都能得到考驗和提升。

6 結(jié)語

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),生活化物理實驗既是檢驗物理原理的重要手段,也是初中物理學(xué)習(xí)的重要方法,更是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。實驗是物理學(xué)的基石,也是初中物理教學(xué)的重要手段。生活化物理實驗符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點,可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力,有助于提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。