真善美理念下的中學(xué)物理闖關(guān)型教學(xué)模式研究

謝桂英

摘 要：闖關(guān)型教學(xué)模式是在進(jìn)階問題鏈引導(dǎo)下的逐級闖關(guān)教學(xué)模式，有利于學(xué)生思維的進(jìn)階與物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.新課標(biāo)指出課堂教學(xué)要體現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的育人價值.那么，如何在闖關(guān)型教學(xué)過程中滲透對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)呢？本文將融合真善美理念，以實驗為基礎(chǔ)，運用闖關(guān)的策略，循序漸進(jìn)地向?qū)W生傳遞物理世界的“真”“善”“美”，幫助學(xué)生掌握物理的學(xué)習(xí)方法，并以初中物理緒論課為例進(jìn)一步說明 .

關(guān)鍵詞：闖關(guān)型教學(xué);真善美理念;緒論課教學(xué)

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ? ? 文章編號：1008-4134（2021）16-0015-03

基金項目：廣州市教育系統(tǒng)創(chuàng)新學(xué)術(shù)團(tuán)隊“中學(xué)物理演示實驗改進(jìn)創(chuàng)新及其在教學(xué)中的應(yīng)用研究”（項目編號：1201630019）.

作者簡介：謝桂英（1976-），女，廣東廣州人，碩士，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)物理實驗教學(xué).

長期以來，我國傳統(tǒng)的中學(xué)物理教學(xué)依附于理論教學(xué)、服務(wù)于考試答題，物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展沒有得到充分體現(xiàn)，學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)沒有得到足夠重視.在運用闖關(guān)型教學(xué)策略時，提升學(xué)生思維進(jìn)階的同時，我們不禁思考，如何能有效地在教學(xué)中滲透對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng).

真善美新理念是康德的“真善美統(tǒng)一”和陶行知的“真善美合一”的思想在物理教育中的具體體現(xiàn)，2017年版高中物理新課標(biāo)中物理學(xué)科的基本理念中的注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)、關(guān)注科技進(jìn)步和社會發(fā)展需求、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)等理念與真善美理念不謀而合.因此，本文以真善美理念為指導(dǎo)，對中學(xué)物理闖關(guān)型教學(xué)模式進(jìn)行更進(jìn)一步的研究探索，并以初中物理緒論課的闖關(guān)型教學(xué)研究為例進(jìn)行說明.

1 真善美理念下的闖關(guān)型教學(xué)

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，其基本研究方式是實踐.因而在客觀性上表現(xiàn)為“真”;物理學(xué)創(chuàng)造在成果，最終是為了造福人類，它在目的性上，體現(xiàn)出“善”;自然世界中許多美不勝收的風(fēng)景，在現(xiàn)象上都體現(xiàn)了物理“美”.可見，物理本身兼具“真”“善”“美”的三重屬性.

“中學(xué)物理闖關(guān)型教學(xué)模式”指的是：以學(xué)習(xí)進(jìn)階理論為指導(dǎo)，結(jié)合游戲闖關(guān)理念，以實驗為基礎(chǔ)，以任務(wù)為關(guān)卡，設(shè)計闖關(guān)型教學(xué)模式.闖關(guān)過程分為外顯流程闖關(guān)和內(nèi)隱思維闖關(guān).其中，每個實驗作為整個教學(xué)模式的一個大關(guān)卡，又包含若干個小任務(wù)為關(guān)卡的小闖關(guān).本文在闖關(guān)過程中分別針對培養(yǎng)學(xué)生的“真”“善”“美”進(jìn)行闖關(guān)過程設(shè)計，如圖1所示.

2 緒論課闖關(guān)型教學(xué)模式案例

緒論課是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的開端，傳統(tǒng)中緒論課教學(xué)一般以簡單介紹物理聲、光、力、熱、電實驗，引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)物理世界，并不注重對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)，忽視緒論課作為初中物理第一節(jié)課具有的重要教育作用.

本文以初中物理緒論課“科學(xué)之旅”為例，對該模式進(jìn)行更進(jìn)一步的說明.主要通過三個實驗大闖關(guān)游戲，一步步帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)力、熱、光、電、聲的物理世界，并在闖關(guān)過程中無形滲透真善美教學(xué)理念.主要通過“低壓沸騰”“熱機(jī)”“海市蜃樓”三個小闖關(guān)，讓學(xué)生感受物理世界的“真”“善”“美”，闖關(guān)過程如圖2所示.

2.1 求真：科學(xué)研究過程闖關(guān)

物理最講究實證，學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋?，真實反映觀察到的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出合理猜想與假設(shè)，在教師引導(dǎo)下，設(shè)計探究方案，用真實實驗驗證猜想，尋求答案.體現(xiàn)出嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是的科學(xué)態(tài)度，這就是求“真”.流程詳圖如圖3所示.

第一關(guān)（現(xiàn)象）：（1）加熱讓水沸騰，讓學(xué)生觀察沸騰現(xiàn)象，并描述水沸騰的特點.（2）停止加熱，水停止沸騰，引導(dǎo)學(xué)生得出水沸騰條件是溫度需要達(dá)到沸點，并要持續(xù)加熱.

設(shè)計意圖：通過學(xué)生觀察加熱時水沸騰的現(xiàn)象，對比停止加熱時的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生從定性的角度對水沸騰特點與條件進(jìn)行推理，運用科學(xué)思維方法，形成結(jié)論.

第二關(guān)（實驗）：

（1）演示冷水澆燒瓶，如圖4發(fā)現(xiàn)水重新沸騰，提問學(xué)生：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？到底是什么原因?qū)е滤疁叵陆禃r，水還能重新沸騰？進(jìn)行思考，猜想難道是氣壓減小導(dǎo)致水的沸點降低？

（2）演示用抽氣筒抽氣，如圖5發(fā)現(xiàn)水也可以重新沸騰，為什么？

設(shè)計意圖：冷水居然能“燒”開水，讓學(xué)生產(chǎn)生疑惑，激發(fā)認(rèn)知沖突.用抽氣筒抽氣，熱水也能“燒”開水.聯(lián)系這兩個實驗，學(xué)生猜想第一個實驗是由于氣壓減小導(dǎo)致水的沸點降低，從而使水重新沸騰.通過實驗對比過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識，能在觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜想與假設(shè).

第三關(guān)（驗證真相）：用氣壓表和溫度計直接讀出氣壓和溫度（如圖6所示），進(jìn)行驗證“是否降低氣壓會導(dǎo)致水的沸點降低？”

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，用氣壓表和溫度計直接讀出氣壓和溫度值，演示水的低壓沸騰實驗，尋求低壓沸騰的真相：大氣壓減小，水的沸點隨之降低.引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從不同角度思考問題、描述并解釋探究結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計探究方案和獲取證據(jù)的能力.

2.2 求善：科學(xué)應(yīng)用過程闖關(guān)

根據(jù)吳加澍教授的觀點，物理學(xué)是從善的，物理學(xué)創(chuàng)造的成果最終是為了造福于人類，在目的性上體現(xiàn)出“善”.本文通過實驗演示熱機(jī)原理，將STEM教學(xué)理念融進(jìn)物理課堂.讓學(xué)生成為小小工程師自主設(shè)計熱機(jī)模型，并在課后展示實驗作品.用物理學(xué)史講解熱機(jī)的應(yīng)用發(fā)展過程，讓學(xué)生體驗物理來源于生活又服務(wù)于社會，讓學(xué)生感受物理的“善”.流程詳圖如圖7所示.

第一關(guān)（物理原理）：實驗演示，往小塑料瓶內(nèi)噴一些酒精，用紙巾揉成一個活塞，并將瓶口塞?。ㄗ⒁馑删o程度要合適），用火花塞點火，酒精燃燒，發(fā)出巨響，因速度太快，用慢鏡頭回放.引導(dǎo)學(xué)生得出熱機(jī)原理：利用物體內(nèi)能做功（如圖8所示）.

設(shè)計意圖：實驗現(xiàn)象刺激，能引起學(xué)生強(qiáng)烈學(xué)習(xí)興趣，用慢鏡頭回放，更有利于學(xué)生觀察，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究物理的好奇心與求知欲.

第二關(guān)（技術(shù)設(shè)計）：讓學(xué)生成為小小工程師，在教師的引導(dǎo)下，設(shè)計出汽油機(jī)模型圖.教師和學(xué)生在課后設(shè)計并自制實驗演示教具（圖9是學(xué)生作品，初三講熱機(jī)時再演示）.

設(shè)計意圖：通過知識進(jìn)階的建構(gòu)，分析熱機(jī)做功的本質(zhì)是利用物體內(nèi)能做功，使與其連接的物體運動起來，幫助學(xué)生獲取設(shè)計汽油機(jī)需要的知識基礎(chǔ)與模型概念.

第三關(guān)（社會應(yīng)用）：從物理學(xué)史講熱機(jī)的應(yīng)用發(fā)展過程（如圖10所示）.

設(shè)計意圖：通過從物理學(xué)史講熱機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展過程，讓學(xué)生感受物理來源于生活又應(yīng)用于生活.培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心國內(nèi)外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的意識，了解物理研究和物理成果的應(yīng)用應(yīng)遵循道德規(guī)范，認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感，讓學(xué)生體驗物理的“善”.

2.3 求美：科學(xué)賞析過程闖關(guān)

從物理學(xué)的視角觀察海市蜃樓等自然現(xiàn)象，讓學(xué)生感受物理世界的“美”，分析海市蜃樓產(chǎn)生的原因，使學(xué)生形成初步的物理觀念，從物理學(xué)視角去解釋自然現(xiàn)象，讓學(xué)生不但懂得欣賞美，還可以創(chuàng)造美.在之后的課程中會逐步對物理的“美”進(jìn)行滲透，例如：平面像成像、彩虹的形成等.流程詳圖如圖11所示.

第一關(guān)（物理現(xiàn)象）：播放海市蜃樓視頻（如圖12所示），思考：為什么會出現(xiàn)這么美的自然現(xiàn)象？海市蜃樓是如何產(chǎn)生的？

設(shè)計意圖：給學(xué)生提供感性認(rèn)知，用海市蜃樓的自然現(xiàn)象，讓學(xué)生感受物理世界中的“美”.

第二關(guān)（模擬實驗）：海市蜃樓，是一種大氣光學(xué)現(xiàn)象.光線經(jīng)過不同密度的空氣層后發(fā)生顯著折射，使遠(yuǎn)處景物顯示在半空中或地面上的奇異幻景（如圖13所示）.

用透明塑料圓弧形水槽（自制教具，也可以用普通水槽），裝滿水，在水槽中均勻灑上一層鹽，靜置半個小時以上，在較暗的環(huán)境下，用功率大的綠色激光筆，從水槽一側(cè)射入，可以看到光在密度不均勻的水中沿曲線傳播（如圖14所示）.

設(shè)計意圖：分析海市蜃樓產(chǎn)生的原因，進(jìn)行實驗?zāi)M，學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識，讓學(xué)生不僅可以看見美，還能創(chuàng)造美.

第三關(guān)（物理之美）：用海市蜃樓的自然現(xiàn)象，讓學(xué)生感受物理世界的“美”，分析海市蜃樓產(chǎn)生的原因.結(jié)合實驗?zāi)M，通過理論結(jié)合實際，讓學(xué)生不但懂得欣賞美，還可以創(chuàng)造美.

設(shè)計意圖：從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)理解相關(guān)內(nèi)容.充分展示物理世界的美，是一種動人心弦的美，激起學(xué)生對物理世界由衷的贊嘆.

3 小結(jié)

本文以真善美理念為指導(dǎo)，進(jìn)一步完善中學(xué)物理闖關(guān)型教學(xué)模式，并以初中物理緒論課“科學(xué)之旅”為例，對該模式在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行說明.通過低壓沸騰、熱機(jī)、海市蜃樓等實驗闖關(guān)，讓學(xué)生在緒論課中體會到物理世界的“真”“善”“美”，有助于學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的提高和物理核心素養(yǎng)的發(fā)展，以及對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)，具有研究推廣意義.

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（收稿日期：2021-04-19）