科技模型在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

童夢英

【摘 ? ?要】在初中整體教育環(huán)境愈加完善，各類教育資源日漸豐富的形勢下，初中物理教學(xué)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，其教學(xué)側(cè)重也從幫助學(xué)生掌握課程知識點與應(yīng)用技巧轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。文章以科技模型為切入點，探究其在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用途徑，為相關(guān)教師優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容、提高課堂教學(xué)質(zhì)量提供一定參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】初中物理 ?科技模型 ?教學(xué)探究

中圖分類號：G4 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.20.013

在新的教育發(fā)展形勢下，學(xué)生物理學(xué)科綜合素質(zhì)的培養(yǎng)非常重要。而初中物理作為學(xué)生初步接觸系統(tǒng)物理知識概念、認(rèn)識各類物理現(xiàn)象、掌握相應(yīng)原理的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)優(yōu)化工作對學(xué)生未來發(fā)展尤為關(guān)鍵?？萍寄Ｐ妥鳛槲锢碇R與生活實際之間的橋梁，其在物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用途徑成為相關(guān)教師當(dāng)下重點關(guān)注的問題。

一、明確科技模型與知識教學(xué)的聯(lián)系

教師在應(yīng)用科技模型進(jìn)行教學(xué)時應(yīng)注意到，教學(xué)目的仍在于幫助學(xué)生理解物理知識概念，明確相應(yīng)物理現(xiàn)象。因此，教師應(yīng)在綜合分析課程教學(xué)內(nèi)容與科技模型教學(xué)聯(lián)系的基礎(chǔ)上，開展相應(yīng)教學(xué)活動[1]。例如，在“電動機”的課時教學(xué)中，為幫助學(xué)生掌握磁場對通電導(dǎo)線的作用，了解直流電動機的結(jié)構(gòu)與工作原理，教師可為學(xué)生提供基礎(chǔ)簡易電動機裝置器材：木支架、漆包線、磁鐵、電池盒、導(dǎo)線夾等，并將學(xué)生分為幾個操作小組，使其以小組為單位，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行組裝，制作簡易電動機模型。教師在學(xué)生進(jìn)行自主實驗活動過程中，應(yīng)積極發(fā)揮自身引導(dǎo)作用，通過巡視幫助學(xué)生及時注意各項模型制作過程中的細(xì)節(jié)，確保該教學(xué)活動能夠在規(guī)定時間段內(nèi)完成。如關(guān)于其中線圈的正負(fù)極，針對未對其進(jìn)行處理的學(xué)生，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將線圈一端全部刮漆作為正極，另一端只刮一面漆作為負(fù)極。在學(xué)生完成基本組裝后，由教師組織其安裝電池，令學(xué)生觀察自己制作的電動機模型的運作過程。通過該教學(xué)活動，教師不僅利用模型的制作與運用幫助學(xué)生深刻理解了課堂知識內(nèi)容，還使得學(xué)生通過觀察電動機模型的運作過程，對相對復(fù)雜的電動機構(gòu)造與原理有了一定的了解，為其以后的物理學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，達(dá)到了教師應(yīng)用科技模型開展教學(xué)活動的目的。

二、滲透物理研究方法

“授人以魚，不如授人以漁”，教師在應(yīng)用科技模型開展教學(xué)活動時，為進(jìn)一步強化學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)，教師應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中滲透物理研究思想與方法，使學(xué)生在利用科技模型掌握課堂知識點的同時，能夠深入理解相應(yīng)物理研究思想內(nèi)涵，深化科技模型教學(xué)應(yīng)用的意義[2]。例如，在“壓強”的課時教學(xué)中，為幫助學(xué)生理解各項壓力作用的效果因素，教師可以為學(xué)生提供不同類型的載具模型，如四驅(qū)賽車、卡車、挖掘機等模型，使其通過分析不同載具對海綿塊的壓力作用效果，探究壓力作用效果的各項影響因素。在實際實驗比較過程中，教師可通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生及時注意不同條件對實驗探究結(jié)果的影響，進(jìn)而滲透控制變量法物理研究思想，使其在明確該物理研究思想的基礎(chǔ)上，通過觀察并橫向比較不同載具輪胎或履帶對海綿塊的壓力作用情況，得出“在受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯”、“在壓力一定時，受力面積越小，壓力作用效果越明顯”。相較于傳統(tǒng)物理教學(xué)模式，這種利用科技模式滲透物理研究思想的方式，不僅可以有效激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)探究興趣，提升課堂教學(xué)效果，還可以幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識與生活實際的聯(lián)系，即由模型推斷延伸到生活實物，提升其對物理知識的認(rèn)知水平，綜合強化其物理學(xué)科素養(yǎng)。

三、剖析物理現(xiàn)象

教師在應(yīng)用科技模型進(jìn)行教學(xué)時，可借助信息技術(shù)優(yōu)勢幫助學(xué)生剖析物理現(xiàn)象，使其在“物理知識概念—科技模型—物理知識概念”的認(rèn)知轉(zhuǎn)化過程中深刻理解相應(yīng)知識點[3]。例如，在“機械能及其轉(zhuǎn)化”的教學(xué)過程中，教師可以為學(xué)生設(shè)置自制橡皮筋動力飛機教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，教師可為學(xué)生提供模型制作原料：卡紙、螺旋槳、橡皮筋、回形針以及膠帶等。其次，教師可通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容與即將手工制作的模型的聯(lián)系，明確模型研究主題。最后，教師通過提示以及演示等方法，盡可能引導(dǎo)學(xué)生獨立制作出橡皮筋動力飛機模型，并開展“飛行大賽”，要求各小組試飛橡皮筋飛機，比拼飛行距離與速度，以此及時引導(dǎo)學(xué)生回歸課堂知識內(nèi)容，令其根據(jù)教材內(nèi)容與模型制作過程分析橡皮筋動力飛機飛行中的“功臣”——機械能轉(zhuǎn)化是如何令飛機飛起來的。通過該科技模型的應(yīng)用過程，教師可將物理知識以更令學(xué)生感興趣的方式進(jìn)行展示，并通過引導(dǎo)學(xué)生更換不同的物理研究對象，分析其中動能與勢能的轉(zhuǎn)化過程。教師此時也可借助多媒體課件，將橡皮筋飛機的飛行過程以動畫形式進(jìn)行演示，并說明不同物理量在此過程中發(fā)生的變化，使學(xué)生進(jìn)一步觀察模型運動過程，進(jìn)而理解機械能轉(zhuǎn)化過程，完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)。

四、延伸物理思維

除了為學(xué)生提供不同的科技實物模型，開展相關(guān)教學(xué)活動外，教師也可借助多媒體課件，將相對復(fù)雜的科技模型以動畫的形式展示給學(xué)生，并交由學(xué)生指揮，操控各“模型開關(guān)”，令其完成指定運動過程。相較于直接操控實物模型來完成學(xué)習(xí)探究的方式，這種應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行模擬的方式，能夠幫助教師突破實物科技模型教學(xué)的種種限制，進(jìn)而拓寬科技模型教學(xué)范圍，增強其在物理教學(xué)中的作用。同時，學(xué)生在指揮教師利用信息化模型，完成相應(yīng)探究任務(wù)的過程中，有效鍛煉了自身的空間想象力，并通過不斷將課堂物理知識內(nèi)容與模型聯(lián)系起來，將物理思維由教材延伸至實物構(gòu)想當(dāng)中，對物理解題以及構(gòu)建物理模型能力均有一定幫助。

五、凸顯學(xué)生主體地位

在新的教育發(fā)展形勢下，傳統(tǒng)物理教學(xué)模式中由教師占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，學(xué)生在教師提出的問題或?qū)W習(xí)任務(wù)下被動接收課程知識內(nèi)容的方式已經(jīng)逐漸被教師摒棄。為此，教師可通過利用科技模型開展自主學(xué)習(xí)探究活動，為學(xué)生創(chuàng)造更多的自主學(xué)習(xí)發(fā)展空間，凸顯其在課堂學(xué)習(xí)中的主體地位，以此促進(jìn)學(xué)生物理思維與物理學(xué)習(xí)觀念正向發(fā)展。例如，在“物體的沉浮條件及應(yīng)用”的課時教學(xué)中，為幫助學(xué)生在明確物體浮沉條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用其解釋物理現(xiàn)象，教師可利用船體模型開展教學(xué)活動。教師可為學(xué)生提供微型船艦?zāi)Ｐ鸵约拔⑿秃降溃ㄩL水槽），并在兩條航道內(nèi)分別注入清水與高濃度鹽水。在此過程中教師可通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考不同水槽注入不同液體的目的，令其在正式進(jìn)行實驗探究前，對探究目的有一定的了解。在此基礎(chǔ)上，教師可將學(xué)生分為幾個實驗學(xué)習(xí)小組，令各個小組根據(jù)以前所學(xué)的浮力知識內(nèi)容，根據(jù)不同“航道”上的船艦?zāi)Ｐ秃叫星闆r，探究物體浮沉現(xiàn)象以及浮沉條件影響下的物理現(xiàn)象。首先，通過提供航船模型，模擬其在航道上的航行過程，教師可調(diào)動學(xué)生主動思考探究輪船浮在水面上的原因。其次，教師在學(xué)生進(jìn)行自主實驗觀察的過程中，可令其通過觀察與比較，分析航船吃水程度不同的原因。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過描述航船航行情況，總結(jié)了不同描述詞匯的差異，如“浸入”包括完全浸入與部分浸入、“漂浮”是指物體漂在液面上有部分體積浸入、“懸浮”是物體在液面以下處于完全浸沒狀態(tài)等，既可以鍛煉學(xué)生的實驗觀察能力，還可以令其在準(zhǔn)確描述物體狀態(tài)的過程中加深知識印象，鍛煉邏輯思維。最后，教師可在各小組完成實驗探究后，要求各小組進(jìn)行學(xué)習(xí)匯報。一方面教師可借此幫助學(xué)生及時總結(jié)實驗探究過程，明確實驗探究結(jié)論，將學(xué)生由實驗探究狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)入學(xué)習(xí)狀態(tài);另一方面，教師可以通過學(xué)生的匯報內(nèi)容分析學(xué)生實際進(jìn)行實驗探究的情況，為后續(xù)采取針對性教學(xué)措施提供一定參考依據(jù)。

除此之外，為強化科技模型實驗探究教學(xué)效果，教師可以與學(xué)生一同完成實驗探究，并以組內(nèi)成員的身份向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生及時找到問題研究切入點，提升活動效率。頻繁的師生互動可以消除學(xué)生對教師的戒備心理與抗拒心理，進(jìn)而營造良好的物理學(xué)習(xí)探究氛圍，使學(xué)生意識到物理學(xué)習(xí)探究應(yīng)該是充滿樂趣的，便于提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)認(rèn)知水平，端正其學(xué)習(xí)態(tài)度，為整體物理教學(xué)打下堅實的基礎(chǔ)，為學(xué)生未來學(xué)習(xí)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，深化應(yīng)用科技模型開展教學(xué)活動的意義。

綜上所述，針對初中物理教學(xué)中的科技模型教學(xué)，教師應(yīng)通過明確科技模型與知識教學(xué)聯(lián)系、滲透物理研究方法、剖析物理現(xiàn)象以及延伸物理思維，為學(xué)生創(chuàng)造多元化的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生全面發(fā)展，從而達(dá)到教師開展相關(guān)教學(xué)活動的目的。【本文系江西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度普通類一般課題：科技模型與初中物理教學(xué)相結(jié)合的應(yīng)用探究，編號為：19PTYB106】

參考文獻(xiàn)

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[2]陶俊.基于核心素養(yǎng)的初中物理課堂教學(xué)模式探究[J].創(chuàng)新人才教育，2019（04）：43-47.

[3]陸余.“小實驗”在初中物理教學(xué)中的作用建議[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2019（02）：23，74.