生活情境視域下初高中物理銜接教學(xué)設(shè)計(jì)*
——以校本課“廚房里的物理知識(shí)”為例

李曉青

(天津市靜海區(qū)北師大實(shí)驗(yàn)學(xué)校 天津 301636)

關(guān)成剛

(人民教育出版社博士后科研工作站 北京 100081)

1 引言

我校是一所地處城鄉(xiāng)結(jié)合部、中考錄取為第五批次的普通高中,學(xué)生入校分?jǐn)?shù)偏低(尤其理綜),學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高,在教學(xué)實(shí)踐中深刻地感受到這些問(wèn)題在初高中物理銜接階段,給高中教學(xué)工作尤其是高一物理教學(xué)工作帶來(lái)的困難.為了扭轉(zhuǎn)這種局面,盡可能減少剛?cè)敫咧胁痪镁头艞壩锢砜颇康膶W(xué)生人數(shù),筆者借助學(xué)校開(kāi)設(shè)“校本課程研討課”平臺(tái),秉承上好開(kāi)學(xué)第一課的原則,針對(duì)高一剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生著手開(kāi)發(fā)了《廚房里的物理知識(shí)》校本課程.本課在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備情況,避開(kāi)了常規(guī)通過(guò)某個(gè)知識(shí)作為切入點(diǎn),而是奉行“關(guān)注學(xué)生生活環(huán)境、關(guān)注學(xué)生主動(dòng)參與”的核心理念,借助學(xué)生比較熟悉的生活場(chǎng)景——廚房創(chuàng)設(shè)直觀形象、具體可感知的、富有情感色彩的場(chǎng)景進(jìn)行教學(xué).走出課堂,走進(jìn)生活,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生在參與課堂的過(guò)程中對(duì)已學(xué)過(guò)的初中物理知識(shí)進(jìn)行再現(xiàn)與重構(gòu),同時(shí)拉近他們與高中物理知識(shí)的距離,培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)物理的興趣,堅(jiān)定學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心,減輕教師在初高中銜接階段物理教學(xué)工作中的困難.

2 教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

研讀教育部印發(fā)的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》,前者提出“從生活走向物理,從物理走向社會(huì):貼近學(xué)生生活,符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn),激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和探索掌握物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,并能將其運(yùn)用于實(shí)踐,為以后的學(xué)習(xí)、生活和工作打下基礎(chǔ)”[1],后者提出“引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提倡教學(xué)方式多樣化:通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、善于實(shí)驗(yàn)、勤于思考的學(xué)習(xí)環(huán)境,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.通過(guò)多樣化的教學(xué)方式,利用現(xiàn)代信息技術(shù),引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì),整體人是自然界,形成科學(xué)思維習(xí)慣,增強(qiáng)科學(xué)探究能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力”[2].本節(jié)課的授課對(duì)象是物理基礎(chǔ)較弱的高一新入學(xué)學(xué)生,從知識(shí)上看,他們雖然已學(xué)習(xí)了初中物理知識(shí),但腦海中僅留存模糊記憶;從思維上看,沒(méi)有形成科學(xué)的物理思維習(xí)慣,在用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題上存在一定的困難;從情境上看,他們對(duì)生活問(wèn)題具有一定的感性經(jīng)驗(yàn).

基于以上分析,本教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)范和指導(dǎo)中學(xué)教育的綱領(lǐng)性文件,結(jié)合我校高一新入學(xué)學(xué)生特點(diǎn),通過(guò)學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)所廚房創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行了教學(xué)活動(dòng).在教學(xué)實(shí)踐中時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ),運(yùn)用多樣化的生活情境幫助學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用.同時(shí)希望本教學(xué)設(shè)計(jì)能為同類學(xué)校開(kāi)展初高中銜接工作提供方向借鑒和創(chuàng)設(shè)類似內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)提供一定參考.以下便是教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容.

2.1 導(dǎo)入新課 圖片引入 創(chuàng)設(shè)情境

情境一:

情境創(chuàng)設(shè):(PPT展示)鍋碗瓢盆、筷勺刀叉和誘人美食(圖1).

圖1 廚房里的餐具及美食

情境探究:欣賞美圖,思考他們與物理的關(guān)系.

總結(jié):重新認(rèn)識(shí)我們熟悉的廚房,感受物理在廚房里的獨(dú)特魅力.

設(shè)計(jì)意圖:以廚房用具和美食圖片引入新課,相比抽象的語(yǔ)言,更具有說(shuō)服力和親切感.不僅給學(xué)生提供豐富的感性認(rèn)知,迅速了解本節(jié)課的教學(xué)主旨立意,提高學(xué)習(xí)興趣,而且?guī)椭鷮W(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到:物理就在我們身邊,遍及我們生活每個(gè)角落.

2.2 目標(biāo)構(gòu)建 知識(shí)遷移 形成框架

情境二:

情境創(chuàng)設(shè):結(jié)合圖1,感受廚房中的物理智慧.

情境探究:以小組為單位列舉廚房中與物理相關(guān)的現(xiàn)象,并根據(jù)初中所學(xué)知識(shí)模塊進(jìn)行分類.

總結(jié):學(xué)生以小組為單位,討論分類后小組代表發(fā)言;教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)、補(bǔ)充.明確學(xué)習(xí)目標(biāo):構(gòu)建高中物理知識(shí)模塊,能夠用所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)解答以廚房現(xiàn)象為背景的物理題(圖2).

圖2 學(xué)習(xí)目標(biāo)

設(shè)計(jì)意圖:校本課程開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)之一是構(gòu)建學(xué)習(xí)目標(biāo).學(xué)習(xí)目標(biāo)的構(gòu)建、旨向有何意義,是課程開(kāi)發(fā)者應(yīng)謹(jǐn)慎思考的問(wèn)題.筆者以廚房為背景,學(xué)生根據(jù)初中知識(shí)模塊對(duì)相關(guān)廚房中的物理現(xiàn)象進(jìn)行分類作為切入點(diǎn),教師補(bǔ)充,滲透初、高中物理知識(shí)模塊之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)思維與知識(shí)的遷移進(jìn)而設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo).目的有兩個(gè):其一,通過(guò)舊知識(shí)結(jié)構(gòu)的復(fù)習(xí)和新知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合,使學(xué)生直觀理解高中階段物理學(xué)習(xí)是初中知識(shí)廣度、深度的延續(xù);其二,教師可以通過(guò)第二個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況,掌握學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備狀況、思維特點(diǎn),指導(dǎo)教師在以后教學(xué)過(guò)程中,選擇正確的教學(xué)方法,恰當(dāng)處理知識(shí),做到分散難點(diǎn)、突出重點(diǎn),使學(xué)生能夠利用舊知識(shí),內(nèi)化新知識(shí).

2.3 新課講授 模塊教學(xué) 建構(gòu)體系(力學(xué))

情境三:

情境創(chuàng)設(shè):(PPT展示)夾食物的筷子、菜剪及廚房中的燈;菜刀、鍋鏟、電水壺;切菜和炒菜的圖片(圖3).

圖3 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

情境探究:學(xué)生結(jié)合圖片及導(dǎo)學(xué)案,以小組為單位討論以下問(wèn)題:

(1)筷子和菜剪應(yīng)用了哪些物理原理?是省力還是費(fèi)力?

(2)廚房上空的燈在靜止時(shí)受到哪些力的作用?有幾對(duì)作用力和反作用力?有幾對(duì)平衡力?作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別與聯(lián)系是什么?

(3)為什么菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手上會(huì)設(shè)計(jì)有凸凹花紋? 切菜時(shí),在刀刃上抹些油是為什么?

(4)力的使命是什么?它是怎么樣完成它的使命的呢?通過(guò)切菜和炒菜的圖片你能得到什么結(jié)論?

總結(jié):學(xué)生以小組為單位,討論后推薦代表發(fā)言;教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià).強(qiáng)調(diào):物體的受力情況才是拉開(kāi)物體運(yùn)動(dòng)的序幕,并希望學(xué)生對(duì)高中物理的力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)引起足夠的重視.

設(shè)計(jì)意圖:“力和運(yùn)動(dòng)”是高中學(xué)生接觸的第一個(gè)知識(shí)模塊,為減少學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)的心理負(fù)擔(dān),化解他們的恐懼心理,筆者精心挑選廚房中有關(guān)力與運(yùn)動(dòng)的4種常見(jiàn)現(xiàn)象,以解析現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn),喚醒學(xué)生腦海中沉睡的知識(shí)點(diǎn),帶領(lǐng)學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境中解決問(wèn)題,同時(shí)給出高一物理要學(xué)習(xí)的知識(shí).這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)意義在于:其一,幫助學(xué)生了解高中物理是在初中知識(shí)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和延伸,縮短他們?cè)谛睦砩吓c物理的距離,點(diǎn)燃學(xué)習(xí)物理的激情;其二,可以在學(xué)生解析現(xiàn)象的過(guò)程中,通過(guò)物理表象啟發(fā)他們思考物理事實(shí)的本質(zhì)因素,培養(yǎng)其抽象思維,為形成物理觀念做準(zhǔn)備,適應(yīng)新課改的要求.

2.4 新課講授 模塊教學(xué) 建構(gòu)體系(熱學(xué))

情境四:

情境創(chuàng)設(shè):(PPT呈現(xiàn)故事)內(nèi)容梗概:林則徐在云南任職時(shí),盛夏時(shí)節(jié),一位傳教士宴請(qǐng)林則徐,關(guān)于吃霧氣騰騰冰淇淋;以及入冬時(shí)節(jié),林則徐回請(qǐng)傳教士,席上品過(guò)橋米線(湯面上面浮著厚厚的一層油,卻不冒一絲熱氣且香氣撲鼻)時(shí)發(fā)生的故事.

情境探究:上述材料中的斜體文字部分,分別反映哪些物理知識(shí)?

總結(jié):從材料可以看出是熱學(xué)知識(shí),即“霧氣騰騰”反映的是物態(tài)變化;“湯面浮著熱油,卻不冒熱氣”反映的是熱膨脹和熱傳遞;“香氣撲鼻”則反映了“分子熱運(yùn)動(dòng)”.

情境五:

情境創(chuàng)設(shè):(PPT展示)情境四中的3個(gè)知識(shí)模塊在廚房中是如何呈現(xiàn)的.

情境探究:物態(tài)變化.學(xué)生結(jié)合圖4和導(dǎo)學(xué)案,以小組為單位討論以下問(wèn)題:

圖4 物態(tài)變化

(1)冬天燒開(kāi)水后,為什么與壺嘴有一定距離的位置,能看到“白氣”;而緊靠壺嘴的地方卻看不到?

(2)故事中,冰淇淋周圍的“白氣”的形成原因?

(3)兩次煮雞蛋,第一次水沸騰后,繼續(xù)用“急火”煮;第二次在水沸騰后,立即將火焰調(diào)小用“文火”煮(保持鍋中的水沸騰)直到將雞蛋煮熟.兩次過(guò)程相比較,哪一次更省時(shí)間,哪一次更省燃料?

(4)燉豬手,是許多人,尤其是女性朋友都比較喜歡的美食.其缺點(diǎn)是烹調(diào)耗時(shí)長(zhǎng)且不容易燉熟、燉爛,但高壓鍋卻可以勝任此項(xiàng)工作,為什么用高壓鍋煮食物熟的更快、燉的更爛?

(5)將餃子放在水中煮,不會(huì)發(fā)黃、變焦;而放在食用油中炸,則會(huì)發(fā)黃、變焦,甚至炸糊,為什么?

總結(jié):學(xué)生以小組為單位,討論后推薦代表發(fā)言;教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行歸納總結(jié),得出下面3個(gè)結(jié)論:

(1)液體在一定的溫度下才能達(dá)到沸騰;

(2)沸點(diǎn)與氣壓有關(guān),氣壓越大則沸點(diǎn)越高;

(3)不同的材質(zhì)沸點(diǎn)不同.

情境探究:熱膨脹和熱傳遞.學(xué)生結(jié)合圖5和導(dǎo)學(xué)案,以小組為單位討論以下問(wèn)題.

圖5 熱膨脹和熱傳遞

(1)吃鴛鴦火鍋時(shí),哪一邊會(huì)先沸騰?為什么?

(2)故事中不冒一絲熱氣的雞湯為什么那么燙?

總結(jié):小組討論后,學(xué)生代表發(fā)言,教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià).

情境探究:分子熱運(yùn)動(dòng).學(xué)生結(jié)合圖6和導(dǎo)學(xué)案,以小組為單位討論以下問(wèn)題:

(1)炒辣椒時(shí),沒(méi)有走進(jìn)廚房就能聞到辣椒的香味,原因是什么?說(shuō)明了什么?

(2)泡菜是一種常見(jiàn)的配菜,它會(huì)以獨(dú)特的方式豐富你的味蕾.為什么腌泡菜要半月才咸,而炒菜時(shí)加鹽幾分鐘就變咸?

(3)如何理解材料故事中的“香氣撲鼻”.

總結(jié):教師對(duì)學(xué)生發(fā)言進(jìn)行總結(jié),解釋擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明,分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),溫度越高,則分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈.

設(shè)計(jì)意圖:在建構(gòu)熱學(xué)知識(shí)模塊的過(guò)程中,筆者先以故事為載體、故事中的“小事故”為切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生欣賞故事,歸納熱學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu);再以廚房中常見(jiàn)的相關(guān)現(xiàn)象設(shè)計(jì)了問(wèn)題串,再引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中完成知識(shí)的再現(xiàn),總結(jié)知識(shí);最后完善知識(shí)模塊的構(gòu)建.這一方面,可以使學(xué)生的獲取和解讀信息等能力得到提高;另一方面,通過(guò)問(wèn)題串引導(dǎo),使學(xué)生由表及里、由淺入深循序漸進(jìn)展開(kāi)邏輯推理[3],有利于提升用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、發(fā)展科學(xué)思維,同時(shí)滲透節(jié)約資源的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

2.5 新課講授 模塊教學(xué) 建構(gòu)體系(電、磁現(xiàn)象)

情境六:

情境創(chuàng)設(shè):(PPT展示)電磁爐、煤氣灶、電熱水壺、電飯煲等一系列灶具,如圖7所示.

圖7 廚房里的灶具

情境探究:學(xué)生結(jié)合圖片7及導(dǎo)學(xué)案,以小組為單位討論以下問(wèn)題:

(1)微波爐、電飯煲、電熱水壺和燃?xì)庠罟ぷ鲿r(shí),能量如何轉(zhuǎn)化?

(2)電器(電磁爐、微波爐、電飯煲、電熱水壺、電燈泡)幾乎每個(gè)家庭都在使用,若他們同時(shí)工作會(huì)發(fā)生什么情況?

(3)圖中是安裝在廚房里的兩盞電燈(圖8),根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題.① 燈泡L1正常發(fā)光兩端的電壓是______,消耗的電功率是______;② 兩個(gè)燈泡中,______燈的燈絲電阻較大,正常發(fā)光時(shí)______燈較亮;③ 如果將這兩個(gè)燈泡串聯(lián)在家庭電路中______較亮.

總結(jié):教師與學(xué)生一起總結(jié),同時(shí)播放插座著火的視頻短片,滲透讓危險(xiǎn)遠(yuǎn)離我們的廚房、家電等生活設(shè)施的意識(shí),養(yǎng)成平時(shí)不用電器的時(shí)候,一定要及時(shí)關(guān)閉電源的習(xí)慣.教師總結(jié):原子物理與光學(xué)也是高中物理中的知識(shí),在今天課上我們不過(guò)多涉及,同時(shí)給出高中物理知識(shí)模塊.

設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)以灶具為載體,在解決每一個(gè)問(wèn)題的過(guò)程中,筆者引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)初中物理知識(shí),結(jié)合前面內(nèi)容初步建構(gòu)起了高中物理知識(shí)結(jié)構(gòu).這一方面可以使進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)的學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)物理的本質(zhì),激發(fā)學(xué)習(xí)物理的好奇心和求知欲,提高其學(xué)好物理的信心,增強(qiáng)其學(xué)習(xí)物理的興趣;另一方面,在學(xué)習(xí)過(guò)程中理解科學(xué)知識(shí)、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)環(huán)境的關(guān)系,珍惜生命,節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感.

2.6 檢測(cè)總結(jié) 學(xué)以致用 暢談?lì)I(lǐng)悟

根據(jù)導(dǎo)學(xué)案上的檢測(cè)題,引導(dǎo)學(xué)生解決以廚房為背景的物理題.采用檢測(cè)方式檢查學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備情況和綜合能力;讓學(xué)生暢談自己對(duì)物理的認(rèn)識(shí)、對(duì)高中生活的期待以及本節(jié)課在知識(shí)上的收獲、思想上的領(lǐng)悟,教師在評(píng)價(jià)的同時(shí)加以激勵(lì).

設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)是為后續(xù)的教學(xué)工作提前做準(zhǔn)備,合理安排教學(xué)過(guò)程中的銜接問(wèn)題,以期學(xué)生能夠渡過(guò)學(xué)習(xí)物理的難關(guān),平穩(wěn)地走向新的高度.

3 教學(xué)體會(huì)與感悟

“廚房里的物理知識(shí)”是筆者基于生活情境下,開(kāi)發(fā)的一節(jié)旨在促進(jìn)初、高中物理銜接的校本課程.其特點(diǎn)是教師把自己的興趣愛(ài)好及教學(xué)“個(gè)性”融入學(xué)科中,突出課程教學(xué)設(shè)計(jì)的“原創(chuàng)性”.這一開(kāi)發(fā)過(guò)程既能較好地提升教師的業(yè)務(wù)水平、促使學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展,又能幫助我校特殊學(xué)情下學(xué)生在心理上跨越初高中物理銜接的“臺(tái)階”,提升他們學(xué)習(xí)物理的信心和興趣.從實(shí)踐效果看,可以算是一次有效的教學(xué)嘗試,基本達(dá)到了預(yù)期的開(kāi)設(shè)目的.

同時(shí),在物理教學(xué)中,教師不僅要傳授給學(xué)生知識(shí),更要傳遞給學(xué)生“力量”:積極向上的生活態(tài)度、克服困難的勇氣、善于與人溝通的能力、敢于探究的精神.教師要鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新、追求卓越,讓他們?cè)趯?shí)現(xiàn)人生夢(mèng)想的路上做永遠(yuǎn)執(zhí)著的追夢(mèng)人.這是每一位中學(xué)教育工作者義不容辭的責(zé)任,也是教育者育人最初夢(mèng)想的吟唱.