淺談“背景知識”與初中物理教學(xué)的整合

陳亞飛

(江蘇省如東縣曹埠鎮(zhèn)初級中學(xué),江蘇 南通 226400)

在《科學(xué)史導(dǎo)論》一書中指出,科學(xué)史是自然科學(xué)與人文科學(xué)之間的橋梁,可以幫助學(xué)生全面理解科學(xué)、科學(xué)與人文的關(guān)系.“背景知識”作為科學(xué)史的組成部分,將其運用于課堂教學(xué)中,可以實現(xiàn)物理學(xué)發(fā)展歷程與課程教育的結(jié)合[1].物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程,具有較強(qiáng)的邏輯性,初中生剛剛接觸物理學(xué)這門課程,在學(xué)習(xí)上會出現(xiàn)理解困難,甚至失去繼續(xù)學(xué)習(xí)的熱情與自信,導(dǎo)致物理課的教學(xué)目標(biāo)無法達(dá)成.“背景知識”在物理教學(xué)中的運用,符合初中生的學(xué)習(xí)特點,教師在教學(xué)實踐中借助科學(xué)家故事、科學(xué)家探索過程以及科學(xué)思想方法,可以有效地激活學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情,降低學(xué)習(xí)難度,幫助初中生理解物理學(xué)相關(guān)的概念與規(guī)律,初中物理教學(xué)自然會變得更加高效.

1 “背景知識”與初中物理教學(xué)整合的原則

1.1 科學(xué)性原則

物理學(xué)屬于自然科學(xué)范疇,將“背景知識”融入物理教學(xué)中,需要遵循科學(xué)性原則.主要是指教學(xué)在使用“背景知識”作為教學(xué)資源時,要依據(jù)科學(xué)的教學(xué)理論和教學(xué)方法分析教材以及相關(guān)的背景知識,如以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、教育重演論為理論基礎(chǔ),引入可以帶領(lǐng)學(xué)生追求真相的背景知識,幫助學(xué)生激發(fā)科學(xué)探究熱情;又如通過引入具有爭議的觀點,促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)家們的爭論中掌握科學(xué)方法,形成辯證思維.

1.2 適度性原則

物理學(xué)的“背景知識”內(nèi)容十分豐富,其中包含了生活中的各種現(xiàn)象、從古至今人類對于物理現(xiàn)象的認(rèn)識、探索歷程以及科學(xué)成就,加之網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn),為教師的“背景知識”搜集提供了方便.但是,并非所有的“背景知識”都適合引入到課堂教學(xué)中,教師不可單純地追求“背景知識”的新穎度,為了滿足初中生的好奇心,而使用趣味性大于教育性的“背景知識”素材.在遵循適度性原則的背景下,“背景知識”與物理教學(xué)的整合,需要做到顯化科學(xué)思想方法,聚焦教學(xué)重難點,讓學(xué)生沉浸于科學(xué)探索情境中,以學(xué)生學(xué)習(xí)的需求為出發(fā)點,減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).

1.3 思想性原則

在《中小學(xué)德育工作指南》中指出,中小學(xué)各學(xué)科教師要積極地挖掘課程中的德育資源,致力于德育教育在各學(xué)科教學(xué)中的滲透,充分發(fā)揮文科的育人優(yōu)勢以及理科的育人價值[2].物理學(xué)作為一門自然科學(xué),其中不僅包含著大量的物理學(xué)知識與技能,還涵蓋著諸多優(yōu)質(zhì)的人文精神,教師在“背景知識”與物理教學(xué)整合的過程中,需要關(guān)注德育教育目標(biāo)的滲透,能夠以“背景知識”為媒介,引領(lǐng)學(xué)生在物理學(xué)知識與技能學(xué)習(xí)的同時,獲得思想與情感的發(fā)展.如形成科學(xué)精神、家國情懷等,充分挖掘并利用“背景”知識中蘊含的思想性,助力初中生優(yōu)秀品質(zhì)的形成.

2 “背景知識”與初中物理教學(xué)整合的途徑

2.1 運用背景知識,提高物理學(xué)習(xí)興趣

以“浮力”教學(xué)為例,早在公元前1 300年,就已經(jīng)有人意識到了浮力的存在,并且將浮力的這個原理運用在生產(chǎn)生活中.如通過對樹葉、木頭可以在水面上漂浮制作了可以在水中航行的船,將許多木頭連在一起制作成浮橋[3].說到“浮力”,就不得不提起阿基米德,在這節(jié)課的教學(xué)中,教師可以利用阿基米德探索浮力的過程為“背景知識”創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的思考,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情.如教師通過講故事的方式創(chuàng)設(shè)情境:阿基米德出生于公元前287年,是一位偉大的古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、力學(xué)家和物理學(xué)家,被譽為“力學(xué)之父”,和牛頓、高斯列為世界三大數(shù)學(xué)家.但是,在許多人看來,阿基米德就是一個怪人,如普魯塔克這樣說:“阿基米德就像是一個邪教徒,對自己的身體毫不在意,因為他沉浸在自己的世界里.”通過這樣的情境創(chuàng)設(shè)吸引了學(xué)生的注意力,希望進(jìn)一步了解阿基米德還有哪些“怪”處,接下來教師可以給學(xué)生講述阿基米德稱量皇冠重量的故事,讓學(xué)生看到阿基米德在科學(xué)研究上的執(zhí)著,最后他通過將皇冠與皇冠同等質(zhì)量的金子、銀子放入水盆中,觀察到金塊排出水量比銀塊少,皇冠排出水量比金塊多的方式,得出了皇冠中被摻入了銀子的結(jié)論.通過情境創(chuàng)設(shè),引發(fā)了學(xué)生的思考,教師可以鼓勵學(xué)生通過阿基米德驗證皇冠是否摻入了銀子的故事提出猜想,解釋此次實驗.有的學(xué)生猜想“物體的密度不同,物體所受浮力大小不同,因此排出的水量不同”,這引發(fā)了學(xué)生的主動思考,提高了初中生的物理學(xué)習(xí)興趣.

2.2 運用背景知識,發(fā)展實驗探究能力

在以往的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生沒有科學(xué)探索的意識,不知道如何進(jìn)入到科學(xué)探索活動之中,甚至不知道為什么要探究自然科學(xué).針對這一問題,教師可以運用“背景知識”達(dá)到以“史”促“探”的作用,幫助學(xué)生吸收有效的科學(xué)思想與方法,形成自主實驗探究的能力.比如,在“浮力”一課的教學(xué)中,教學(xué)重點是讓學(xué)生了解影響浮力大小的因素,教師可融合阿基米德實驗探究的“背景知識”,帶領(lǐng)學(xué)生在實踐操作中進(jìn)一步感知,促使學(xué)生在動手實驗中感受物理學(xué)的魅力.例如,教師在本節(jié)課的教學(xué)中利用阿基米德測量皇冠中是否摻入銀子的故事,引發(fā)學(xué)生對實驗的猜想,即“物體的密度不同,物體所受浮力大小不同,以此排出的水量不同”,此時教師應(yīng)抓住最佳的時機(jī),引領(lǐng)學(xué)生嘗試驗證猜想,鼓勵學(xué)生結(jié)合自己的猜想選擇實驗器材,設(shè)計實驗步驟,完成實驗以及數(shù)據(jù)的記錄.比如,其中一個學(xué)習(xí)小組將水球分別放在了冷水、熱水以及加入食鹽的水中,觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)水球所受到的浮力大小存在差異,因此猜想液體的密度是影響浮力大小的因素之一.還有一些學(xué)生認(rèn)為浮力的大小與物體的形狀、物體浸入的體積、浸沒的深度存在關(guān)系,由此打開了學(xué)生的科學(xué)思維之門,開始提出不同的猜想和假設(shè),通過實驗操作鍛煉科學(xué)實驗?zāi)芰?

2.3 運用背景知識,形成質(zhì)疑批判精神

在物理學(xué)研究史上有大量的事例表明,只有敢于質(zhì)疑、突破固有的觀念,才能有創(chuàng)新、有發(fā)展.因此,在初中物理教學(xué)中教師可以借助物理學(xué)家敢于質(zhì)疑前人成果的方式,讓初中生意識到物理的學(xué)習(xí)不能盲目地相信權(quán)威或書本,無論是前人研究的成果還是現(xiàn)在正在使用的科學(xué)研究成果都在不斷地遭到質(zhì)疑并改良,只有這樣才能實現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)造與發(fā)展[4].比如,愛因斯坦對牛頓的“絕對時空觀”提出了質(zhì)疑,并在經(jīng)過了大量的研究中推翻了“絕對時空觀”,得出了相對論.又如,亞里士多德所提出的“重的物體比輕的物體落得快”結(jié)論,在當(dāng)時得到了眾多物理學(xué)家的認(rèn)可,但是伽利略對于這個結(jié)論持有懷疑的態(tài)度,在批評并駁斥了亞里士多德這個結(jié)論的同時,通過對自由落體運動的研究總結(jié)出了慣性定理,進(jìn)一步完善了物理學(xué)理論,伽利略得出的慣性定理在后來被牛頓借鑒,牛頓在經(jīng)歷了多次研究之中總結(jié)出了牛頓力學(xué)定理.通過對前人批判經(jīng)歷以及科學(xué)成就的講述,讓初中生認(rèn)識到批判精神是推動科學(xué)發(fā)展的動力,也是打開科學(xué)之門的鑰匙,作為當(dāng)代青少年應(yīng)具備批判的頭腦以及懷疑的精神,能夠?qū)W習(xí)物理學(xué)家的敢于質(zhì)疑精神,能夠用辯證的思想看待已有的物理學(xué)結(jié)論.對此,教師應(yīng)將科學(xué)家批判事例作為“背景知識”,并將其融入物理教學(xué)過程中,讓學(xué)生通過精彩的科學(xué)家批判事例,形成唯物主義世界觀,引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會用辯證的觀點分析與解決問題,將初中生的科學(xué)思想沉浸于好奇、質(zhì)疑中,走出固定化的思維模式,不再被動地接受已有的知識與結(jié)論,以此促進(jìn)學(xué)生質(zhì)疑批判科學(xué)精神的形成,有助于學(xué)生形成優(yōu)秀的科學(xué)思維品質(zhì).

2.4 運用背景知識,強(qiáng)化物理認(rèn)知高度

科學(xué)家的故事以及探索歷程是重要的“背景知識”,除此之外,教師還應(yīng)關(guān)注生活,從生活為背景引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、運用物理,將生活作為“背景知識”,引領(lǐng)學(xué)生在生活中積累經(jīng)驗,達(dá)到學(xué)以致用的效果,促使學(xué)生在運用物理學(xué)知識與技能中提升認(rèn)知高度[5].如在“電流和電路”這部分內(nèi)容教學(xué)之后,教師可以鼓勵學(xué)生完成“電路發(fā)明”的作業(yè),通過作業(yè)布置的方式引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到科學(xué)發(fā)明的活動中,學(xué)會運用所學(xué)知識與技能完成科學(xué)創(chuàng)新與創(chuàng)造任務(wù).又如,學(xué)習(xí)“光現(xiàn)象”之后,教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:某游樂園想要在六一兒童節(jié)當(dāng)天舉辦活動,在這一天到園內(nèi)游玩的小朋友都可以免費獲得一個萬花筒,但是在采購時遇到的問題,萬花筒被搶購空了,于是園區(qū)的工作人員想要自己動手制作萬花筒,請你幫他們出出主意,并完成萬花筒制作的任務(wù).學(xué)生們在此次任務(wù)完成中需要運用到光現(xiàn)象知識,并利用透明玻璃片、彩珠、鏡筒、套筒、磨砂玻璃片等材料,并排放置鏡片,保證鏡片之間的間距為2 mm,用膠帶固定好鏡片,并組成三棱鏡,用塑料保護(hù)膜套在鏡片上,在鏡子一端固定黑色套筒,在鏡筒內(nèi)放置硬紙條,固定小彩珠,將磨砂玻璃片安裝在鏡筒的頂端.在萬花筒制作完成之后,學(xué)生們使用觀察到的效果,檢驗實踐成果的好壞,讓學(xué)生在任務(wù)完成中獲得成就感,感受到物理學(xué)的實用價值,形成物理學(xué)實踐運用意識,能夠在今后的生活中主動運用物理學(xué)知識解決問題.

總之,“背景知識”是物理課堂教學(xué)中的主要教學(xué)資源.教師應(yīng)掌握“背景知識”與物理課教學(xué)整合的原則與途徑,遵循科學(xué)性、適度性以及思想性原則,優(yōu)化與創(chuàng)新教學(xué)方法.借助“背景知識”激活學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情,促使學(xué)生主動參與到科學(xué)實驗探究中,形成敢于質(zhì)疑批判的精神,助力物理核心素養(yǎng)的形成.