淺談“背景知識(shí)”與初中物理教學(xué)的整合

陳亞飛

摘要：在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，大部分教師采取直接講解知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)方式，雖然在這樣的教學(xué)模式下學(xué)生可以快速掌握學(xué)科知識(shí)點(diǎn)，但是對(duì)于科學(xué)家探索自然以及總結(jié)規(guī)律的過(guò)程缺乏了解，不利于學(xué)生感受科學(xué)家的人格魅力，甚至阻礙了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展.“背景知識(shí)”與物理教學(xué)的整合，是當(dāng)前基礎(chǔ)教育改革的一項(xiàng)重要措施，可以幫助學(xué)生在回顧歷史中體驗(yàn)科學(xué)家的探索過(guò)程，幫助學(xué)生更為深入地理解物理學(xué)知識(shí)，有助于全面培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng).基于此，文章以初中物理教學(xué)為例，主要分析了“背景知識(shí)”與初中物理教學(xué)整合的原則與途徑，以供參考.

關(guān)鍵詞：初中物理；背景知識(shí)；整合

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2023）32-0086-03

在《科學(xué)史導(dǎo)論》一書(shū)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(shí)”作為科學(xué)史的組成部分，將其運(yùn)用于課堂教學(xué)中，可以實(shí)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(mén)以實(shí)驗(yàn)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(mén)課程，在學(xué)習(xí)上會(huì)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(wú)法達(dá)成.“背景知識(shí)”在物理教學(xué)中的運(yùn)用，符合初中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，教師在教學(xué)實(shí)踐中借助科學(xué)家故事、科學(xué)家探索過(guò)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(huì)變得更加高效.

1 “背景知識(shí)”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(shí)”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(shí)”作為教學(xué)資源時(shí)，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(shí)，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(shí)，幫助學(xué)生激發(fā)科學(xué)探究熱情；又如通過(guò)引入具有爭(zhēng)議的觀點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)家們的爭(zhēng)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(shí)”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(duì)于物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、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(shí)”搜集提供了方便.但是，并非所有的“背景知識(shí)”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(shí)”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(shí)”素材.在遵循適度性原則的背景下，“背景知識(shí)”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(diǎn)，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(diǎn)，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(shì)以及理科的育人價(jià)值[2].物理學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)，其中不僅包含著大量的物理學(xué)知識(shí)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(shí)”與物理教學(xué)整合的過(guò)程中，需要關(guān)注德育教育目標(biāo)的滲透，能夠以“背景知識(shí)”為媒介，引領(lǐng)學(xué)生在物理學(xué)知識(shí)與技能學(xué)習(xí)的同時(shí)，獲得思想與情感的發(fā)展.如形成科學(xué)精神、家國(guó)情懷等，充分挖掘并利用“背景”知識(shí)中蘊(yùn)含的思想性，助力初中生優(yōu)秀品質(zhì)的形成.

2 “背景知識(shí)”與初中物理教學(xué)整合的途徑

2.1 運(yùn)用背景知識(shí)，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(shí)到了浮力的存在，并且將浮力的這個(gè)原理運(yùn)用在生產(chǎn)生活中.如通過(guò)對(duì)樹(shù)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(shuō)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(guò)程為“背景知識(shí)”創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的思考，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情.如教師通過(guò)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(yù)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(lái)，阿基米德就是一個(gè)怪人，如普魯塔克這樣說(shuō)：“阿基米德就像是一個(gè)邪教徒，對(duì)自己的身體毫不在意，因?yàn)樗两谧约旱氖澜缋?”通過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)情境創(chuàng)設(shè)，引發(fā)了學(xué)生的思考，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)阿基米德驗(yàn)證皇冠是否摻入了銀子的故事提出猜想，解釋此次實(shí)驗(yàn).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(dòng)思考，提高了初中生的物理學(xué)習(xí)興趣.

2.2 運(yùn)用背景知識(shí)，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力

在以往的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生沒(méi)有科學(xué)探索的意識(shí)，不知道如何進(jìn)入到科學(xué)探索活動(dòng)之中，甚至不知道為什么要探究自然科學(xué).針對(duì)這一問(wèn)題，教師可以運(yùn)用“背景知識(shí)”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(shí)驗(yàn)探究的能力.比如，在“浮力”一課的教學(xué)中，教學(xué)重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)探究的“背景知識(shí)”，帶領(lǐng)學(xué)生在實(shí)踐操作中進(jìn)一步感知，促使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)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(cè)量皇冠中是否摻入銀子的故事，引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)教師應(yīng)抓住最佳的時(shí)機(jī)，引領(lǐng)學(xué)生嘗試驗(yàn)證猜想，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己的猜想選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，完成實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)的記錄.比如，其中一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(méi)的深度存在關(guān)系，由此打開(kāi)了學(xué)生的科學(xué)思維之門(mén)，開(kāi)始提出不同的猜想和假設(shè)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作鍛煉科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?

2.3 運(yùn)用背景知識(shí)，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(shí)到物理的學(xué)習(xí)不能盲目地相信權(quán)威或書(shū)本，無(wú)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(shí)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)造與發(fā)展[4].比如，愛(ài)因斯坦對(duì)牛頓的“絕對(duì)時(shí)空觀”提出了質(zhì)疑，并在經(jīng)過(guò)了大量的研究中推翻了“絕對(duì)時(shí)空觀”，得出了相對(duì)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(shí)得到了眾多物理學(xué)家的認(rèn)可，但是伽利略對(duì)于這個(gè)結(jié)論持有懷疑的態(tài)度，在批評(píng)并駁斥了亞里士多德這個(gè)結(jié)論的同時(shí)，通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)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(lái)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(guò)對(duì)前人批判經(jīng)歷以及科學(xué)成就的講述，讓初中生認(rèn)識(shí)到批判精神是推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力，也是打開(kāi)科學(xué)之門(mén)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(duì)此，教師應(yīng)將科學(xué)家批判事例作為“背景知識(shí)”，并將其融入物理教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生通過(guò)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(huì)用辯證的觀點(diǎn)分析與解決問(wèn)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(dòng)地接受已有的知識(shí)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(yùn)用背景知識(shí)，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(shí)”，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(yùn)用物理，將生活作為“背景知識(shí)”，引領(lǐng)學(xué)生在生活中積累經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到學(xué)以致用的效果，促使學(xué)生在運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)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(lì)學(xué)生完成“電路發(fā)明”的作業(yè)，通過(guò)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(dòng)中，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(lè)園想要在六一兒童節(jié)當(dāng)天舉辦活動(dòng)，在這一天到園內(nèi)游玩的小朋友都可以免費(fèi)獲得一個(gè)萬(wàn)花筒，但是在采購(gòu)時(shí)遇到的問(wèn)題，萬(wàn)花筒被搶購(gòu)空了，于是園區(qū)的工作人員想要自己動(dòng)手制作萬(wàn)花筒，請(qǐng)你幫他們出出主意，并完成萬(wàn)花筒制作的任務(wù).學(xué)生們?cè)诖舜稳蝿?wù)完成中需要運(yùn)用到光現(xiàn)象知識(shí)，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(wàn)花筒制作完成之后，學(xué)生們使用觀察到的效果，檢驗(yàn)實(shí)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(shí)用價(jià)值，形成物理學(xué)實(shí)踐運(yùn)用意識(shí)，能夠在今后的生活中主動(dòng)運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題.

總之，“背景知識(shí)”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(shí)”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(shí)”激活學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，促使學(xué)生主動(dòng)參與到科學(xué)實(shí)驗(yàn)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.

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［責(zé)任編輯：李璟］