指向科學(xué)思維培養(yǎng)的初中物理教學(xué)
——以蘇科版“電磁波及其傳播”為例

夏秋平

(江蘇省張家港外國語學(xué)校,江蘇 張家港 215600)

科學(xué)思維是初中物理學(xué)科的核心思維,教學(xué)中需要教師引導(dǎo)學(xué)生正確地認知、掌握物理知識,靈活地運用物理知識解決物理問題.在初中物理教學(xué)過程中,部分教師過于推崇應(yīng)試教育,注重解題方法、解題技巧的講解,忽視學(xué)生的課堂主體地位,影響了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展.在新課改背景下,教師應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),創(chuàng)新課堂教學(xué)模式,豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,提升物理課堂的教學(xué)質(zhì)量[1].

1 構(gòu)建生活情境,引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣

物理學(xué)科來源于生活,在課堂教學(xué)中構(gòu)建生活情境,引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系熟悉的生活情境去探究物理理論,研究物理知識的內(nèi)涵.在生活情境構(gòu)建的過程中,教師注意深度調(diào)查研究學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,基于對學(xué)生的了解,充分利用物理課程聯(lián)系生活實際,培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣[2].

在物理課堂生活情境設(shè)計和構(gòu)建的過程中,教師從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象出發(fā)進行情境導(dǎo)入,由淺入深地進行知識的研究,不僅可以讓學(xué)生體會到物理知識研究和應(yīng)用的樂趣,還能夠從生活現(xiàn)象出發(fā),培養(yǎng)學(xué)生逐步養(yǎng)成提問、質(zhì)疑的習(xí)慣,鍛煉學(xué)生主動思考的能力[3].

例如,在講解“電磁波以及傳播”知識的時候,教師在課堂中構(gòu)建生活情境,從生活中應(yīng)用電磁波的常見物品入手,激發(fā)學(xué)生的研究興趣,鼓勵學(xué)生主動探究、主動提問.電磁波雖然看不見、摸不著,但是在生活中電磁波有著十分廣泛的應(yīng)用,例如車載收音機.從生活中學(xué)生熟悉的電子設(shè)備入手,課堂中設(shè)計探究問題來展開電磁波特點、應(yīng)用性質(zhì)等理論知識的研究,調(diào)動學(xué)生課堂參與的積極性,引導(dǎo)學(xué)生融入到課堂情境中進行深度思考.

為了調(diào)動學(xué)生對于收音機運轉(zhuǎn)原理的研究,教師在課堂上設(shè)計問題:“打開收音機可以立即收聽到電臺的節(jié)目,為什么在行駛的汽車上,我們也可以打開收音機收聽電臺信號呢?”以此問題,吸引學(xué)生的課堂注意力,同時對即將要學(xué)習(xí)的電磁波知識產(chǎn)生濃厚的興趣,課堂教學(xué)中為了引導(dǎo)學(xué)生深化理解電磁波的定義,教師提問:“收音機播放電臺節(jié)目是接收到了電磁波的信號,那么電磁波是如何產(chǎn)生的呢?”“在移動的車載收音機中,移動中的汽車是如何能夠接收電磁波信號的?電磁波信號在生活中是通過哪種介質(zhì)傳播的呢?”借助這幾個學(xué)生實際體驗過的問題,引出電磁波的定義、特點以及傳播形式,通過為學(xué)生講解電磁波的特征和性質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生深刻認識和理解電磁波,探究不同的電臺節(jié)目是如何在收音機上進行調(diào)節(jié)的,基于電磁波的特征,分析不同電臺電磁波的原理.

對于電磁波這一看不見、摸不著的物質(zhì),學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候?qū)Τ橄蟮睦碚撊鄙僬鎸嵉母惺芎驼J知,從生活中的場景入手,為學(xué)生搭建問題探究和分析的問題場景,教師在課堂上系統(tǒng)地為學(xué)生介紹電磁波的產(chǎn)生、傳播等一系列知識,借助生活中車載收音機這一實際的應(yīng)用場景,設(shè)計問題鏈引導(dǎo)學(xué)生思考,利用問題來吸引學(xué)生的課堂注意力,夯實學(xué)生對于基礎(chǔ)理論、定義的認識,課堂的后半段,教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生探究電磁波實驗,鼓勵學(xué)生親自動手,實踐驗證,突出物理學(xué)科的實踐意義,引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的思維,運用科學(xué)的思維去看待生活中存在的物理現(xiàn)象,體會物理學(xué)習(xí)的樂趣.

2 構(gòu)建物理模型,培養(yǎng)學(xué)生的抽象科學(xué)思維

抽象思維是物理學(xué)科中一種重要的邏輯思維方法,培養(yǎng)學(xué)生的抽象科學(xué)思維能力,有助于學(xué)生形成物理概念,構(gòu)建物理研究的基礎(chǔ).物理概念來源于生活,物理學(xué)家通過物理實驗,構(gòu)建物理模型,將理論應(yīng)用到實際生活中.在物理教學(xué)的過程中,教師為學(xué)生構(gòu)建物理模型,將實際問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生可以實際接觸的物理模型,使得學(xué)生在腦海中形成物理思維觀念,建立抽象思維認知[4].

對于復(fù)雜的物理概念,通過構(gòu)建物理模型,抽象、概括、類比物理概念和理論,突出物理研究問題的本質(zhì)因素,豐富學(xué)生的思維過程,讓學(xué)生正確地理解物理概念.

例如:對于電磁波的概念,構(gòu)建物理模型,從感性到理性,從具體到抽象,在培養(yǎng)學(xué)生思維認知的過程中分析、比較、探究、抽象和概括物理問題和物理概念,課堂中也組織多種思維活動,凸顯學(xué)生在課堂的主體地位.為了引導(dǎo)學(xué)生正確理解電磁波的概念,教師在電子白板上為學(xué)生模擬水波演示圖,構(gòu)建水波演示儀的模型,接通電源,讓學(xué)生親眼觀察波的傳播,繪制形成的水波圖,學(xué)生親自觀察波產(chǎn)生的方式,引出“振動產(chǎn)生波”的概念,教師在課堂上提出了“波源”的概念,借助水波圖的物理模型,學(xué)生觀察了波的傳播方向,從波源出發(fā)向前移動,波振動的形態(tài)也發(fā)生了變化,為了讓學(xué)生更清晰地了解波的運動形態(tài),教師在課堂上利用多媒體FLASH軟件模擬波形成的原理,在FLASH動畫中,波源不斷振動,振動形式不斷向前移動形成波,如圖1所示.

圖1 FLASH動畫演示波形圖

結(jié)合物理模型以及多媒體教學(xué)工具,教師將抽象的概念以形象的模型呈現(xiàn)出來,給學(xué)生創(chuàng)造了更多實際的觀察和學(xué)習(xí)體驗,吸引學(xué)生的注意力.由于電磁波在生活中看不見、摸不著,教師利用多媒體工具模擬波的形成過程,以具體、形象的水波來為學(xué)生建立波的抽象概念,為學(xué)生創(chuàng)造了更直觀的波認知印象,形成對波更直觀、形象的認知.在這一教學(xué)和引導(dǎo)的過程中,教師培養(yǎng)了學(xué)生抽象思考的科學(xué)思維能力,逐步引導(dǎo)學(xué)生從感性思考轉(zhuǎn)向理性認知,逐步鍛煉了學(xué)生的科學(xué)思維能力,提高課堂教學(xué)效率.

3 設(shè)計實驗探究,引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)思維的品質(zhì)

物理來源于生活,在物理教學(xué)的過程中,不能脫離物理實驗,通過物理實驗對物理知識進行驗證和應(yīng)用,教師應(yīng)當(dāng)靈活地運用物理實驗來豐富課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生全面深刻體會物理實驗,認知物理理論[5].

教師在課堂中設(shè)計和組織物理實驗,設(shè)計“提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗計劃、操作實驗、觀察物理現(xiàn)象、分析提煉物理結(jié)論”的物理實驗環(huán)節(jié),組織學(xué)生參與到物理實驗中,完整地收集證據(jù),體會實驗過程,培養(yǎng)學(xué)生的動手探究能力和科學(xué)思維推理的能力.

例如,在設(shè)計與電磁波有關(guān)的物理實驗時,教師鼓勵學(xué)生結(jié)合教材中的探究實驗,為學(xué)生準(zhǔn)備相關(guān)的實驗材料,讓學(xué)生利用導(dǎo)線、電池、彈簧、燈泡、開關(guān)、滑動變阻器等材料,設(shè)計電磁波產(chǎn)生的驗證實驗,學(xué)生猜想電磁波產(chǎn)生時電路的變化,親自操作論證,并總結(jié)提煉出電磁波產(chǎn)生的條件.在組織學(xué)生進行驗證性實驗的過程中,教師為學(xué)生打造了自主思考和研究的空間,讓學(xué)生在自主的空間內(nèi)大膽提出自己的想法,驗證自己的猜想,課堂上學(xué)生不再僅僅依靠教材和教師,而是結(jié)合自己所學(xué)的物理知識、生活經(jīng)驗進行探究,主動地將電學(xué)與電磁波的產(chǎn)生聯(lián)系在一起.實驗電路中,學(xué)生通過設(shè)置電路開關(guān)來控制電流的產(chǎn)生,分析電流和電磁波之間的關(guān)系,并利用電阻數(shù)、燈泡的亮度來控制不斷變化的電流,多角度地驗證電磁波與電流之間的關(guān)系,得出實驗的結(jié)論,加深學(xué)生對于電磁波知識的認知.

為了進一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,教師從物理實驗出發(fā),鼓勵學(xué)生探究生活中的電磁波現(xiàn)象,從學(xué)生熟悉的網(wǎng)絡(luò)WIFI出發(fā),鼓勵學(xué)生研究WIFI信號在空氣中傳播的介質(zhì)是什么?組織學(xué)生以小組的形式進行研究,學(xué)生聯(lián)系之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容,猜想電磁波的傳播與空氣有關(guān),猜想電磁波在真空環(huán)境中是無法傳播的,也就是在真空的環(huán)境內(nèi),WIFI信號是無法傳播和使用的.小組實驗討論中,學(xué)生聯(lián)系以往所學(xué)的知識,做出相關(guān)的猜想,設(shè)計實驗驗證的方案,利用WIFI檢測信號器檢驗WIFI信號的強弱,創(chuàng)造一個真空的環(huán)境來論證自己的猜想,總結(jié)實驗的結(jié)論.為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,教師組織學(xué)生以小組實驗探究的模式猜想、論證實驗,教師扮演輔助者和指導(dǎo)者的角色,讓所學(xué)知識不斷遷移、創(chuàng)新和應(yīng)用,這樣不僅為學(xué)生創(chuàng)造自主探究的空間和成長的環(huán)境,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力以及質(zhì)疑創(chuàng)新的能力.

在物理實驗教學(xué)中,教師調(diào)動學(xué)生的各類感官,親自動手、大膽猜想、結(jié)合實際、觀察總結(jié),訓(xùn)練學(xué)生自主思維能力,讓學(xué)生能夠自主歸納知識框架,對所學(xué)的物理知識建立邏輯性、系統(tǒng)性的認知.

在初中物理教學(xué)過程中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的思維能力,豐富課堂教學(xué)的模式,創(chuàng)新學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,讓學(xué)生能夠體會到物理學(xué)習(xí)的樂趣,積極參與到課堂教學(xué)活動中.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,重點在于豐富課堂教學(xué)活動,啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的興趣,為學(xué)生創(chuàng)造自主思考的空間,讓學(xué)生在科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新的過程中提升自我的思維認知以及思考能力,這樣既可以激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,又能夠提升學(xué)生問題解決的能力,助力學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識框架體系,提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)和課堂教學(xué)的質(zhì)量.