思維先導(dǎo) 資源重構(gòu) 生本課堂
——以“物體的浮與沉”教學(xué)為例

蘇宏健 盧大鵬

(1. 江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)黃玨學(xué)校,江蘇 揚(yáng)州 225118;2. 江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)教育局教研室,江蘇 揚(yáng)州 225002)

1 引言

物理教育致力于學(xué)生的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生掌握現(xiàn)代生活和學(xué)習(xí)所必需的知識與技能，同時培育他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力,讓學(xué)生能像科學(xué)家一樣探究。在課堂中，通過討論交流、合作探究等方式，激發(fā)學(xué)生思維的發(fā)生、思辨水平的提升，從而讓學(xué)生真正成為物理學(xué)習(xí)的主人,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的提升。

2 踐行生本課堂

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出了“為了學(xué)生終身發(fā)展”的基本理念，這就要求物理教學(xué)落實(shí)以人為本的教學(xué)理念，踐行生本課堂。踐行生本課堂的基本策略是重構(gòu)教材資源，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，催生問題，激發(fā)科學(xué)思維

在“物體的浮與沉”這一節(jié)，蘇科版物理教材展示了“浮沉子”的魔術(shù)道具——“神奇的小章魚”。如圖1所示，用手?jǐn)D壓、松開瓶體后，“小章魚”可以實(shí)現(xiàn)沉、浮。

為什么“小章魚”剛開始是浮在水面上的？為什么手對瓶體施加壓力，“小章魚”能沉下去？為什么停止施加壓力，“小章魚”會浮上來？

在初步思考的基礎(chǔ)上，學(xué)生的問題會得到進(jìn)一步提煉：手對瓶體施加壓力會導(dǎo)致瓶中的氣壓增大嗎？氣壓增大，會導(dǎo)致水進(jìn)入“小章魚”中嗎？水進(jìn)入后，會導(dǎo)致“小章魚”所受的重力增大嗎？

依托情境，學(xué)生感受強(qiáng)烈、興趣濃厚，同時還能對細(xì)致觀察到的現(xiàn)象提出有層次的問題，學(xué)生有價值的提問就是科學(xué)思維的結(jié)果，課堂會因?yàn)閷W(xué)生的問題而變得有意義。

2.2 思行結(jié)合，合作互補(bǔ)，促進(jìn)思維層次的提升

在初中物理教學(xué)中，教師必須給學(xué)生充分的思考、實(shí)踐的時間和空間。蘇科版物理教材安排了“探究怎樣使物體上浮或下沉”的活動，學(xué)生可自主替換生活中的其他物品參與實(shí)驗(yàn)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出問題：如何使下沉的物體上浮、上浮的物體下沉？這一過程要盡可能給學(xué)生多一些活動的空間，鼓勵學(xué)生運(yùn)用已有的知識主動大膽地聯(lián)想、推測，從不同角度去分析問題，尋找解決問題的思路，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，成為問題的思考者和解答者。通過設(shè)置“是否可行”“如何改進(jìn)”等教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)筑學(xué)生的思維梯度，使學(xué)生感悟到：為使問題得以解決，不僅要在思考中實(shí)踐，還需在實(shí)踐中思考。

深入的合作有利于引發(fā)新的問題，每個學(xué)生都有其獨(dú)特的個性，有不同于他人的觀察、思考和解決問題的方式。學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位通過協(xié)作交流，有利于讓學(xué)生明白對同一個問題可以有多種解決路徑，從而引發(fā)認(rèn)知沖突。例如，小組成員面向全班展示“使下沉的物體上浮、上浮的物體下沉”時，允許老師、其他學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對探究過程和結(jié)果提出不同意見，并認(rèn)真思考別人的意見，以致“群智涌現(xiàn)”，促進(jìn)創(chuàng)新思維的發(fā)展。

2.3 合理猜想，遷移推理，促進(jìn)科學(xué)思維的生成

猜想是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的前提和關(guān)鍵, 教師提出問題：從物體受力的角度看，同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作中分別改變了哪些力的大小?是如何改變的? 針對這個問題，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識提出合理猜想：浮力和重力，并能說出猜想依據(jù)：“蘋果上捆綁鐵塊能下沉，是因?yàn)樵黾恿颂O果自身總重力”“將橡皮泥捏成空心球能上浮，是因?yàn)樵龃罅伺砰_水的體積導(dǎo)致浮力增大”，還有同學(xué)大膽提出：“混合密度或平均密度發(fā)生改變”，盡管此猜想偏離了受力分析角度，但也是一種獨(dú)特見解，在教學(xué)中要保護(hù)這種創(chuàng)新思維的生成。

猜想是否正確？要以實(shí)驗(yàn)事實(shí)和已有知識為依據(jù)，通過推理而作出判斷。在“認(rèn)識浮力與重力的大小關(guān)系”時，引導(dǎo)學(xué)生思維遷移，運(yùn)用前面所學(xué)“力與運(yùn)動的關(guān)系”來反推浮力與重力的大小關(guān)系，由結(jié)果推理出原因。學(xué)生結(jié)合前面所觀察到的不同物體在液體中出現(xiàn)的下沉、懸浮、上浮、最終漂浮的幾種情況，從力與運(yùn)動關(guān)系的角度分析物體的運(yùn)動狀態(tài)，很快便找到出現(xiàn)這些狀態(tài)的根本原因：受力情況不同。特別是關(guān)于上浮直至漂浮的物體，需要給學(xué)生足夠的交流時間，讓學(xué)生充分辨析這個過程的變化，在思辨中理清思路。帶著“重力沒有變，但浮力改變”這個疑問，學(xué)生進(jìn)一步思考分析，發(fā)現(xiàn)是排開液體的體積發(fā)生了改變，運(yùn)用反向推理，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，提高了學(xué)生多角度解決問題的能力。

2.4 實(shí)體建模,改進(jìn)實(shí)驗(yàn),助力科學(xué)思維的發(fā)展

物理模型是通過科學(xué)思維對物理世界中原事物的抽象描述，在初中物理教學(xué)中，較少對學(xué)生提及建模。由于初中是學(xué)生思維由經(jīng)驗(yàn)型向理論型過渡的階段，初中生的思維在很大程度上屬于經(jīng)驗(yàn)型，所以建構(gòu)具體、直觀的物理模型有助于學(xué)生的思維活動。

課前以制作“浮沉子”作為預(yù)習(xí)小實(shí)驗(yàn)，而后又以魔術(shù)道具“小章魚”引入，此時再通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，用吸管建構(gòu)“小章魚”的浮沉模型(圖2)，學(xué)生的科學(xué)思維被層層激發(fā)。

圖2

建模不僅讓學(xué)生對開場魔術(shù)的好奇心得到了延續(xù)，更以揭秘的形式真正理解浮沉條件。學(xué)生通過實(shí)踐并仔細(xì)觀察后，便不難發(fā)現(xiàn)：擠壓大瓶，致使少量水進(jìn)入吸管，吸管的自重增大從而下沉，真實(shí)易見的物理模型幫助學(xué)生理清了思維過程，讓學(xué)生既知其然，又知其所以然。

2.5 綜合實(shí)踐，學(xué)以致用，促進(jìn)科學(xué)思維的拓展

蘇科版初中物理教材與時俱進(jìn)，將綜合實(shí)踐活動作為學(xué)生“學(xué)中做、做中學(xué)”的重要平臺，有效地將學(xué)生的思維、觀察和綜合能力自然連接，促成了思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展?？蓪ⅰ吧睢の锢怼ど鐣睓谀恐小皾撍У母〕痢迸c制作潛水艇模型的作業(yè)題有機(jī)整合為實(shí)踐活動。

學(xué)生先自主閱讀，而后小組合作自制潛水艇，在共同探討設(shè)計(jì)思路、選取合適材料、繪制模型簡圖等過程中，組員間勢必會相互質(zhì)疑，組內(nèi)部分成員的做法和思路往往能得到其他組員的認(rèn)同，個別組員的思路似乎也有道理，此時認(rèn)同和排斥共生，這正是合作過程中組內(nèi)成員思維碰撞的結(jié)果，組員在質(zhì)疑和爭辯的過程中不斷理解問題。在探究“加配重”的必要性這一問題時，小組中的被質(zhì)疑方通過問題分析，提出：若不加配重，模型自重輕會使水難以進(jìn)入，無法順利下潛，繼而再動手演示，質(zhì)疑方自然心服口服。組員間的合作、質(zhì)疑提高了同伴的分析水平，同時通過自己的反思將別人的評價轉(zhuǎn)化為自己的智慧，進(jìn)一步拓展了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展空間。

3 結(jié)語

蘇科版物理教材聚焦真實(shí)問題、著力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，只有當(dāng)施教者盤活了教材資源，才能用好教材培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)無形的“減負(fù)”。重構(gòu)教材資源可以更好地使學(xué)生成為知識的探究者、獲取者,更有實(shí)效地踐行物理生本課堂，體現(xiàn)物理教學(xué)豐富的育人價值。