科技模型在初中物理教學中的應用

童夢英

【摘 ? ?要】在初中整體教育環境愈加完善，各類教育資源日漸豐富的形勢下，初中物理教學進入了新的發展階段，其教學側重也從幫助學生掌握課程知識點與應用技巧轉變為培養學生綜合素質。文章以科技模型為切入點，探究其在初中物理教學中的應用途徑，為相關教師優化課堂教學內容、提高課堂教學質量提供一定參考依據。

【關鍵詞】初中物理 ?科技模型 ?教學探究

中圖分類號：G4 ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.20.013

在新的教育發展形勢下，學生物理學科綜合素質的培養非常重要。而初中物理作為學生初步接觸系統物理知識概念、認識各類物理現象、掌握相應原理的基礎課程，其教學優化工作對學生未來發展尤為關鍵。科技模型作為物理知識與生活實際之間的橋梁，其在物理課堂教學中的應用途徑成為相關教師當下重點關注的問題。

一、明確科技模型與知識教學的聯系

教師在應用科技模型進行教學時應注意到，教學目的仍在于幫助學生理解物理知識概念，明確相應物理現象。因此，教師應在綜合分析課程教學內容與科技模型教學聯系的基礎上，開展相應教學活動[1]。例如，在“電動機”的課時教學中，為幫助學生掌握磁場對通電導線的作用，了解直流電動機的結構與工作原理，教師可為學生提供基礎簡易電動機裝置器材：木支架、漆包線、磁鐵、電池盒、導線夾等，并將學生分為幾個操作小組，使其以小組為單位，結合課堂教學內容，在教師的指導下進行組裝，制作簡易電動機模型。教師在學生進行自主實驗活動過程中，應積極發揮自身引導作用，通過巡視幫助學生及時注意各項模型制作過程中的細節，確保該教學活動能夠在規定時間段內完成。如關于其中線圈的正負極，針對未對其進行處理的學生，教師應引導學生將線圈一端全部刮漆作為正極，另一端只刮一面漆作為負極。在學生完成基本組裝后，由教師組織其安裝電池，令學生觀察自己制作的電動機模型的運作過程。通過該教學活動，教師不僅利用模型的制作與運用幫助學生深刻理解了課堂知識內容，還使得學生通過觀察電動機模型的運作過程，對相對復雜的電動機構造與原理有了一定的了解，為其以后的物理學習奠定了基礎，達到了教師應用科技模型開展教學活動的目的。

二、滲透物理研究方法

“授人以魚，不如授人以漁”，教師在應用科技模型開展教學活動時，為進一步強化學生物理學科素養，教師應在教學內容中滲透物理研究思想與方法，使學生在利用科技模型掌握課堂知識點的同時，能夠深入理解相應物理研究思想內涵，深化科技模型教學應用的意義[2]。例如，在“壓強”的課時教學中，為幫助學生理解各項壓力作用的效果因素，教師可以為學生提供不同類型的載具模型，如四驅賽車、卡車、挖掘機等模型，使其通過分析不同載具對海綿塊的壓力作用效果，探究壓力作用效果的各項影響因素。在實際實驗比較過程中，教師可通過提問的方式，引導學生及時注意不同條件對實驗探究結果的影響，進而滲透控制變量法物理研究思想，使其在明確該物理研究思想的基礎上，通過觀察并橫向比較不同載具輪胎或履帶對海綿塊的壓力作用情況，得出“在受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯”、“在壓力一定時，受力面積越小，壓力作用效果越明顯”。相較于傳統物理教學模式，這種利用科技模式滲透物理研究思想的方式，不僅可以有效激發學生物理學習探究興趣，提升課堂教學效果，還可以幫助學生構建物理知識與生活實際的聯系，即由模型推斷延伸到生活實物，提升其對物理知識的認知水平，綜合強化其物理學科素養。

三、剖析物理現象

教師在應用科技模型進行教學時，可借助信息技術優勢幫助學生剖析物理現象，使其在“物理知識概念—科技模型—物理知識概念”的認知轉化過程中深刻理解相應知識點[3]。例如，在“機械能及其轉化”的教學過程中，教師可以為學生設置自制橡皮筋動力飛機教學環節。首先，教師可為學生提供模型制作原料：卡紙、螺旋槳、橡皮筋、回形針以及膠帶等。其次，教師可通過提問的方式，引導學生思考課堂學習內容與即將手工制作的模型的聯系，明確模型研究主題。最后，教師通過提示以及演示等方法，盡可能引導學生獨立制作出橡皮筋動力飛機模型，并開展“飛行大賽”，要求各小組試飛橡皮筋飛機，比拼飛行距離與速度，以此及時引導學生回歸課堂知識內容，令其根據教材內容與模型制作過程分析橡皮筋動力飛機飛行中的“功臣”——機械能轉化是如何令飛機飛起來的。通過該科技模型的應用過程，教師可將物理知識以更令學生感興趣的方式進行展示，并通過引導學生更換不同的物理研究對象，分析其中動能與勢能的轉化過程。教師此時也可借助多媒體課件，將橡皮筋飛機的飛行過程以動畫形式進行演示，并說明不同物理量在此過程中發生的變化，使學生進一步觀察模型運動過程，進而理解機械能轉化過程，完成課堂學習任務。

四、延伸物理思維

除了為學生提供不同的科技實物模型，開展相關教學活動外，教師也可借助多媒體課件，將相對復雜的科技模型以動畫的形式展示給學生，并交由學生指揮，操控各“模型開關”，令其完成指定運動過程。相較于直接操控實物模型來完成學習探究的方式，這種應用信息技術進行模擬的方式，能夠幫助教師突破實物科技模型教學的種種限制，進而拓寬科技模型教學范圍，增強其在物理教學中的作用。同時，學生在指揮教師利用信息化模型，完成相應探究任務的過程中，有效鍛煉了自身的空間想象力，并通過不斷將課堂物理知識內容與模型聯系起來，將物理思維由教材延伸至實物構想當中，對物理解題以及構建物理模型能力均有一定幫助。

五、凸顯學生主體地位

在新的教育發展形勢下，傳統物理教學模式中由教師占據絕對主導地位，學生在教師提出的問題或學習任務下被動接收課程知識內容的方式已經逐漸被教師摒棄。為此，教師可通過利用科技模型開展自主學習探究活動，為學生創造更多的自主學習發展空間，凸顯其在課堂學習中的主體地位，以此促進學生物理思維與物理學習觀念正向發展。例如，在“物體的沉浮條件及應用”的課時教學中，為幫助學生在明確物體浮沉條件的基礎上進一步利用其解釋物理現象，教師可利用船體模型開展教學活動。教師可為學生提供微型船艦模型以及微型航道（長水槽），并在兩條航道內分別注入清水與高濃度鹽水。在此過程中教師可通過提問的方式，引導學生思考不同水槽注入不同液體的目的，令其在正式進行實驗探究前，對探究目的有一定的了解。在此基礎上，教師可將學生分為幾個實驗學習小組，令各個小組根據以前所學的浮力知識內容，根據不同“航道”上的船艦模型航行情況，探究物體浮沉現象以及浮沉條件影響下的物理現象。首先，通過提供航船模型，模擬其在航道上的航行過程，教師可調動學生主動思考探究輪船浮在水面上的原因。其次，教師在學生進行自主實驗觀察的過程中，可令其通過觀察與比較，分析航船吃水程度不同的原因。在教師的引導下，學生通過描述航船航行情況，總結了不同描述詞匯的差異，如“浸入”包括完全浸入與部分浸入、“漂浮”是指物體漂在液面上有部分體積浸入、“懸浮”是物體在液面以下處于完全浸沒狀態等，既可以鍛煉學生的實驗觀察能力，還可以令其在準確描述物體狀態的過程中加深知識印象，鍛煉邏輯思維。最后，教師可在各小組完成實驗探究后，要求各小組進行學習匯報。一方面教師可借此幫助學生及時總結實驗探究過程，明確實驗探究結論，將學生由實驗探究狀態迅速轉入學習狀態;另一方面，教師可以通過學生的匯報內容分析學生實際進行實驗探究的情況，為后續采取針對性教學措施提供一定參考依據。

除此之外，為強化科技模型實驗探究教學效果，教師可以與學生一同完成實驗探究，并以組內成員的身份向學生提出問題，引導學生及時找到問題研究切入點，提升活動效率。頻繁的師生互動可以消除學生對教師的戒備心理與抗拒心理，進而營造良好的物理學習探究氛圍，使學生意識到物理學習探究應該是充滿樂趣的，便于提升學生的物理學習認知水平，端正其學習態度，為整體物理教學打下堅實的基礎，為學生未來學習發展創造有利條件，深化應用科技模型開展教學活動的意義。

綜上所述，針對初中物理教學中的科技模型教學，教師應通過明確科技模型與知識教學聯系、滲透物理研究方法、剖析物理現象以及延伸物理思維，為學生創造多元化的物理學習環境，促使學生全面發展，從而達到教師開展相關教學活動的目的。【本文系江西省教育科學“十三五”規劃2019年度普通類一般課題：科技模型與初中物理教學相結合的應用探究，編號為：19PTYB106】

參考文獻

[1]王之芳.淺析初中物理教學中學生科學素養的培養[J].中學物理教學參考，2019，48（20）：19-20.

[2]陶俊.基于核心素養的初中物理課堂教學模式探究[J].創新人才教育，2019（04）：43-47.

[3]陸余.“小實驗”在初中物理教學中的作用建議[J].科學大眾（科學教育），2019（02）：23，74.