李忠偉
(云南省臨滄市鳳慶縣德思里中學,云南 臨滄 675903)
物理學以實驗為基礎,實驗在物理學發展史上有著重要的地位和作用。物理學家密立根在1923年獲得諾貝爾物理學獎時曾感言:物理學發展要靠兩條腿走路,一條是理論,一條是實驗。自然科學中,實驗和理論是辯證統一的,二者相輔相成,共同推動著科學的腳步向前邁進。同樣,在初中物理教學中,教師要有意識地利用好實驗資源,將之服務于課堂教學,用來突破教學難點、解決學生的思維障礙等。筆者就在教學中如何開發和利用實驗資源,更好地為教學服務的問題,談談自己的做法,與同行交流、分享。
問題往往產生于真實、具體的情境之中,產生于奇異的現象與引起矛盾的說法之中,產生于對現象的深刻思考之中。創設情境的目的在于通過生動的情境,讓學生發現和提出問題,喚起他們的認知思維,激發學習內驅力,使學生進入探索者的角色,經歷設想、體驗、實踐、反思等過程,運用物理知識和方法自主開展探究活動,嘗試解決問題。初中物理教學的實施要圍繞核心內容展開,包括核心知識、核心能力以及科學態度。物理“氣體的壓強”一課的教學,首先要解決的問題是如何讓學生感知大氣壓強的存在?如果教師直接告訴學生:我們大家都無時無刻受到大氣壓強的作用,并且大氣的壓強很大。學生對此會毫無感覺,沒人會信服。教師在易拉罐中注入少量水,放在酒精燈上加熱,待罐口出現白霧時迅速將罐口堵住,撤去酒精燈讓易拉罐慢慢冷卻,不一會,伴隨著一聲聲清脆的金屬彎折聲,易拉罐一下、一下地被無形之手壓扁了。學生興奮,驚詫,疑惑,思考…真實的情境,真切的體驗,學生迅速進入了探索者的角色。培養的核心能力有分析與綜合的能力,實驗能力,利用數學工具解決物理問題的能力等,而興趣、態度、合作等則是重要的科學精神。
實驗探究教學的實質是使學生通過類似科學家科學探究的經歷,來理解物理概念與物理規律的本質,培養學生的科學探究能力,鑄造終身受益的品格與素養。探究學習重視知識的獲得過程,把學習方法和科學研究方法的獲取放在重要的地位。在實驗探究的過程中,學生主動參與,動手動腦,相互協作,經歷失敗與挫折、成功與喜悅,在不斷嘗試的過程中,開拓了視野,發展了能力,不僅掌握了知識,更重要的是體驗到了科學探究的樂趣,理解了科學的本質,養成了良好的科學態度。例如在“光的直線傳播”教學中,教師通常安排學生實驗,用激光小電筒分別照射彌漫著煙霧的空氣、滴有牛奶的水和透明玻璃磚,觀察光在氣體、液體和固體中的傳播現象,在此基礎上引導學生得出結論。若教師再追問兩句,就能把探究活動引向深入,學生的體驗與收獲就完全不同了。光真的是沿直線傳播嗎?師生共同討論設計實驗方案:讓光線對準三個小孔照射,如果這三個小孔是一直線的,那么就證明光線是沿直線傳播的。教師讓學生在光路上隨機放置幾個帶小孔的紙板,一束光線穿過這些小孔,再將棉線也穿過小孔并拉緊拉直,由此證明了光線真的是沿直線傳播的。
心理學研究認為,問題解決是由一定的情景引起,按照一定的目標,應用相應的知識與技能,經過一系列認知活動和思維操作,使問題得以解決的過程。學習過程中,學生經常會遇到各種各樣、大大小小的問題,教師要主動為學生提供面對問題、分析問題和解決問題的機會,激發他們學習的熱情,培養良好的思維習慣,嘗試運用物理知識與方法,借助問題的解決,促進物理核心素養的形成。例如在“測量小燈泡額定功率實驗”的教學中,在教材“伏安法”實驗方案的基礎上,教師根據學情進行必要的拓展延伸。如果電流表壞了,另外提供一個電阻箱,一個單刀雙擲開關,如何繼續完成該實驗?在這過程中,需要明晰實驗依據的原理是什么?如何判斷小燈泡是否正常工作?這些問題的解決,運用了科學研究中一些重要的思想方法:如轉換的思想、控制變量的思想、等效替代法以及反思與評價的方法等。問題的變化形態有很多,教師根據教學目標和學生學習情況,可以多角度、分層級實施教學。這一典型問題的解決,讓學生像科學家那樣“獨立嘗試用各種方法研究問題”,有利于學生理解掌握科學研究的思想方法,促進學生終身發展的行為習慣與關鍵能力的養成。
新課程標準強調,義務教育物理課程應注重與生產、生活實際及時代發展的聯系,加強課程內容與學生生活、現代社會和科技發展的聯系,關注技術應用帶來的社會進步和問題。教學中,教師應努力喚起學生對身邊生活世界的細微觀察和積極關注,把握物理與生活的結合點、交叉點,挖掘生活中的教學資源,關注時代發展,把所學的知識與方法遷移到實際問題的解決之中,體驗物理學習的意義與價值,樹立起正確的價值觀。例如在學習“能源與可持續發展”單元后,教師安排了一個綜合實踐活動“調查家庭生活能源利用現狀及建議”。請學生在家長的配合下,對家庭主要能源的消費結構、節能措施等方面進行調查分析,并提出相應的改進建議。
總之,培育學生核心素養的落腳點在日常學科教學之中,以核心素養為導向是教學發展改革的大方向,我們每一位從事物理教學工作的教師,都應轉變觀念,加強研究,積極探索落實核心素養的策略方法,擔當起學生核心素養發展的轉化者和促進者。