基于思維力生長(zhǎng)的初中物理教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

吳俊杰

摘要：思維力是人腦對(duì)客觀事物間接的、概括的反映能力。它是通過分析、綜合、概括、抽象、比較、具體化和系統(tǒng)化等一系列過程，對(duì)感性材料進(jìn)行加工并轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識(shí)及解決問題的能力。本文解讀了思維力生長(zhǎng)的課堂教學(xué)模式，并呼吁教師真正把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生享受學(xué)習(xí)自主、學(xué)習(xí)合作和學(xué)習(xí)快樂。

關(guān)鍵詞：思維力;適性課堂;現(xiàn)實(shí)構(gòu)建

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???? 文章編號(hào)：1992-7711（2019）19-106-2

核心素養(yǎng)是指學(xué)生所具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。[1]學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應(yīng)落實(shí)到每一節(jié)課的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)在每一節(jié)課中側(cè)重不同方面培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)。日前，筆者執(zhí)教了一節(jié)模型建構(gòu)課“機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化”，就是側(cè)重于思維力生長(zhǎng)的過程。這節(jié)課著眼于分析、綜合、概括、具體化的過程，極大地提升了學(xué)生物理的思維含量。筆者現(xiàn)結(jié)合這節(jié)課談幾點(diǎn)思考。

“機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化”的課堂實(shí)錄：

一、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，引入課題

（教師播放汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作的視頻，使學(xué)生產(chǎn)生好奇，激發(fā)學(xué)生求知欲。）

師：汽車之所以能運(yùn)動(dòng)，是由于發(fā)動(dòng)機(jī)提供了連續(xù)的機(jī)械能，那么這些連續(xù)的機(jī)械能從哪里來的呢？要想解決這個(gè)問題，就必須讓我們共同學(xué)習(xí)。

（板書第十二章 第四節(jié)機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化）

生：（興趣盎然、觀察仔細(xì)、小聲討論，想知道其中的奧秘。）

【設(shè)計(jì)意圖】 從學(xué)生生活中常見的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)入手，設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并為后面學(xué)生解決問題鋪墊。

2.思考體驗(yàn)，分析總結(jié)（認(rèn)識(shí)做功改變物體的內(nèi)能）

問題1：要使鐵絲的溫度升高，內(nèi)能增大，你有哪些辦法？

（學(xué)生開始進(jìn)行探究活動(dòng)）

【設(shè)計(jì)意圖】 學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)和生活的感受思考改變鐵絲的內(nèi)能的方法并付諸實(shí)踐，從而認(rèn)識(shí)改變物體內(nèi)能不只有熱傳遞的方式，還有做功的方式。

問題2：你認(rèn)為要得到“對(duì)物體做功，可增加物體內(nèi)能”的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，還需要完成哪些實(shí)驗(yàn)可使結(jié)論更具有普遍性？

生：對(duì)液態(tài)的物體、氣態(tài)的物體做功。

【設(shè)計(jì)意圖】 學(xué)生在認(rèn)識(shí)對(duì)固體做功，增加固體內(nèi)能的基礎(chǔ)上，提升學(xué)生對(duì)研究物體問題過程中的科學(xué)思維。

問題3：通過做功能否改變液體（水）的內(nèi)能呢？你能利用所給實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說明嗎？

演示實(shí)驗(yàn)：用電子溫度計(jì)測(cè)量榨汁機(jī)內(nèi)正在被攪拌的水的溫度。

【設(shè)計(jì)意圖】 學(xué)生通過討論，設(shè)計(jì)出對(duì)水搖晃、攪拌等方法做功時(shí)，觀察水的溫度是否發(fā)生變化的方案，一方面肯定學(xué)生通過觀察水溫變化來驗(yàn)證水的內(nèi)能是否改變，同時(shí)展示電子溫度計(jì)，另一方面學(xué)生對(duì)用手直接搖晃水的方案提出質(zhì)疑，從而進(jìn)一步改進(jìn)為用榨汁機(jī)攪拌水，用電子溫度計(jì)測(cè)量水溫的方案，并完成實(shí)驗(yàn)，從而認(rèn)識(shí)到對(duì)水（液體）做功，可增加水的內(nèi)能。

問題4：通過做功能否改變氣體的內(nèi)能呢？展示壓縮引火儀，壓縮筒內(nèi)空氣，空氣內(nèi)能會(huì)不會(huì)變？

（教師演示壓縮引火儀實(shí)驗(yàn)）

【設(shè)計(jì)意圖】 不斷追問，引導(dǎo)學(xué)生演繹所學(xué)知識(shí)，最后在壓縮引火儀內(nèi)放入棉花，讓學(xué)生領(lǐng)悟，用容易觀察的物理現(xiàn)象來顯示不容易觀察的物理現(xiàn)象是物理學(xué)中常用的科學(xué)方法.

3.歸納綜合，轉(zhuǎn)換認(rèn)知角度（機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化）

問題5：你能用一句話歸納上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論嗎？

【設(shè)計(jì)意圖】 提高對(duì)所學(xué)知識(shí)的概括、歸納能力，培養(yǎng)學(xué)生用能量的觀點(diǎn)看世界的意識(shí)。

（板書：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）

問題6：既然機(jī)械能能通過做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么內(nèi)能能否通過做功的方式轉(zhuǎn)化為機(jī)械能呢？

學(xué)生活動(dòng)：利用氣球放氣過程，探究?jī)?nèi)能能否轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

（板書：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）

【設(shè)計(jì)意圖】 在學(xué)生認(rèn)識(shí)到機(jī)械能可以通過做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能后，引導(dǎo)學(xué)生從理論分析內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的可能性和對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，并從實(shí)踐角度驗(yàn)證，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成理論分析，實(shí)踐驗(yàn)證的科學(xué)探究過程。

問題7：（演示實(shí)驗(yàn)）擠壓礦泉水瓶，松開瓶蓋你觀察到什么現(xiàn)象？說明了能量如何轉(zhuǎn)化？

【設(shè)計(jì)意圖】 引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象入手，運(yùn)用能量的觀點(diǎn)解釋生活中的現(xiàn)象。同時(shí)為構(gòu)建熱機(jī)做鋪墊。

4.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建熱機(jī)模型（瓶蓋如何獲得連續(xù)的機(jī)械能？）

問題8：要使瓶蓋飛的更遠(yuǎn)，獲得更大的機(jī)械能，能否對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)呢？

（教師演示“點(diǎn)火爆炸”實(shí)驗(yàn)）

【設(shè)計(jì)意圖】 肯定學(xué)生的思考方向，都是增大瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能，再引導(dǎo)學(xué)生用可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)馓娲諝猓@得更大的內(nèi)能，并演示“點(diǎn)火爆炸”，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方案。

問題9：如何讓氣體能不斷對(duì)瓶蓋做功，使瓶蓋連續(xù)獲得較大的機(jī)械能呢？

展示熱機(jī)雛形，通過細(xì)節(jié)討論，逐步改進(jìn)，最終構(gòu)建成熱機(jī)模型

【設(shè)計(jì)意圖】 展示“熱機(jī)”的雛形，引導(dǎo)學(xué)生在瓶口都封閉的情況下，如何逐步構(gòu)建熱機(jī)的模型，從而對(duì)熱機(jī)的每個(gè)沖程的工作行程，有了清晰的認(rèn)識(shí)，學(xué)生體驗(yàn)到利用所學(xué)知識(shí)結(jié)合技術(shù)和工程手段，在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用、解決社會(huì)發(fā)展過程中遇到的難題，設(shè)計(jì)創(chuàng)造出熱機(jī)的成功感和成就感。

5.閱讀書本，體會(huì)應(yīng)用

問題10：那么熱機(jī)的結(jié)構(gòu)和整個(gè)工作過程是怎樣的呢？

【設(shè)計(jì)意圖】 限定時(shí)間閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力，體現(xiàn)從物理走向社會(huì)的理念

問題11：如何將活塞的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕喌膱A周運(yùn)動(dòng)呢？

（學(xué)生活動(dòng)：觀看汽油機(jī)的整個(gè)循環(huán)微課）

【設(shè)計(jì)意圖】 通過微課，引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)熱機(jī)整體的印象，特別是曲軸連桿模型的構(gòu)建。（上下運(yùn)動(dòng)→圓周運(yùn)動(dòng)）

二、教學(xué)評(píng)價(jià)

在思維力生長(zhǎng)教學(xué)過程中，教師采用“問題引導(dǎo)，有序啟發(fā);積極思維，鼓勵(lì)創(chuàng)新;現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，呈現(xiàn)效果”的教學(xué)組織形式，使得課堂亮點(diǎn)紛呈、新穎獨(dú)到，頗有一氣呵成之感，整個(gè)教學(xué)過程設(shè)計(jì)巧妙、環(huán)環(huán)相扣。細(xì)細(xì)品味本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，感覺到了“現(xiàn)實(shí)”的味道，“構(gòu)建”的味道，

三、教學(xué)反思

1.適性課堂需要有“現(xiàn)實(shí)”的味道

物理知識(shí)來源于實(shí)踐，又服務(wù)于實(shí)踐，它與實(shí)際生活聯(lián)系十分密切。《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出：“物理教學(xué)要注意聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生更好地理解和掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)，能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。”因此，教師要充分利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，借助他們頭腦中已經(jīng)積累的生活經(jīng)驗(yàn)，從生活實(shí)際中引出物理問題，讓學(xué)生體會(huì)到物理就在身邊，體驗(yàn)到物理的魅力，感受到物理的趣味和價(jià)值，從而強(qiáng)化學(xué)生的物理意識(shí)。

筆者在引入時(shí)，播放了一段汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作的動(dòng)感視頻，在視頻中，學(xué)生可以邊觀看汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部規(guī)律化的運(yùn)動(dòng)過程，邊聆聽與之配合的富有節(jié)奏感的音樂，當(dāng)欣賞完后，提出問題“汽車之所以能運(yùn)動(dòng)起來，是發(fā)動(dòng)機(jī)提供了連續(xù)的機(jī)械能，那么發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的連續(xù)的機(jī)械能又是從何而來的呢？”在熟悉的現(xiàn)象中發(fā)掘出感興趣的物理問題，“現(xiàn)實(shí)”感爆棚！

2.適性課堂需要有“建構(gòu)”的味道

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助學(xué)習(xí)是獲取知識(shí)的過程，在其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助下，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。本節(jié)課中在通過壓縮礦泉水瓶后，松動(dòng)瓶蓋，壓縮的空氣會(huì)對(duì)瓶蓋做功，瓶蓋迅速飛出，同時(shí)可以觀察到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧，從而引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能后，如何幫助學(xué)生應(yīng)用于實(shí)踐，建立熱機(jī)的模型呢？筆者通過兩個(gè)問題逐一構(gòu)建：

問題1：要使瓶蓋飛得更遠(yuǎn)，獲得更大的機(jī)械能，能否對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)？

問題2：能否再對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)，讓氣體能不斷對(duì)瓶蓋做功，使瓶蓋連續(xù)獲得較大的機(jī)械能？

[參考文獻(xiàn)]

[1]喻平.發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)與策略[J].課程·教材·教法，2017（01）.

（作者單位：南京市竹山中學(xué)，江蘇 南京211100）