真善美理念下的中學物理闖關型教學模式研究

謝桂英

摘 要：闖關型教學模式是在進階問題鏈引導下的逐級闖關教學模式，有利于學生思維的進階與物理核心素養的發展.新課標指出課堂教學要體現學科教學的育人價值.那么，如何在闖關型教學過程中滲透對學生人文素養的培養呢？本文將融合真善美理念，以實驗為基礎，運用闖關的策略，循序漸進地向學生傳遞物理世界的“真”“善”“美”，幫助學生掌握物理的學習方法，并以初中物理緒論課為例進一步說明 .

關鍵詞：闖關型教學;真善美理念;緒論課教學

中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻標識碼：B ? ? 文章編號：1008-4134（2021）16-0015-03

基金項目：廣州市教育系統創新學術團隊“中學物理演示實驗改進創新及其在教學中的應用研究”（項目編號：1201630019）.

作者簡介：謝桂英（1976-），女，廣東廣州人，碩士，中學高級教師，研究方向：中學物理實驗教學.

長期以來，我國傳統的中學物理教學依附于理論教學、服務于考試答題，物理學科核心素養的發展沒有得到充分體現，學生人文素養的培養沒有得到足夠重視.在運用闖關型教學策略時，提升學生思維進階的同時，我們不禁思考，如何能有效地在教學中滲透對學生人文素養的培養.

真善美新理念是康德的“真善美統一”和陶行知的“真善美合一”的思想在物理教育中的具體體現，2017年版高中物理新課標中物理學科的基本理念中的注重體現物理學科本質、關注科技進步和社會發展需求、引導學生自主學習等理念與真善美理念不謀而合.因此，本文以真善美理念為指導，對中學物理闖關型教學模式進行更進一步的研究探索，并以初中物理緒論課的闖關型教學研究為例進行說明.

1 真善美理念下的闖關型教學

物理是一門以實驗為基礎的學科，其基本研究方式是實踐.因而在客觀性上表現為“真”;物理學創造在成果，最終是為了造福人類，它在目的性上，體現出“善”;自然世界中許多美不勝收的風景，在現象上都體現了物理“美”.可見，物理本身兼具“真”“善”“美”的三重屬性.

“中學物理闖關型教學模式”指的是：以學習進階理論為指導，結合游戲闖關理念，以實驗為基礎，以任務為關卡，設計闖關型教學模式.闖關過程分為外顯流程闖關和內隱思維闖關.其中，每個實驗作為整個教學模式的一個大關卡，又包含若干個小任務為關卡的小闖關.本文在闖關過程中分別針對培養學生的“真”“善”“美”進行闖關過程設計，如圖1所示.

2 緒論課闖關型教學模式案例

緒論課是學生物理學習的開端，傳統中緒論課教學一般以簡單介紹物理聲、光、力、熱、電實驗，引導學生走進物理世界，并不注重對學生人文素養的培養，忽視緒論課作為初中物理第一節課具有的重要教育作用.

本文以初中物理緒論課“科學之旅”為例，對該模式進行更進一步的說明.主要通過三個實驗大闖關游戲，一步步帶領學生走進力、熱、光、電、聲的物理世界，并在闖關過程中無形滲透真善美教學理念.主要通過“低壓沸騰”“熱機”“海市蜃樓”三個小闖關，讓學生感受物理世界的“真”“善”“美”，闖關過程如圖2所示.

2.1 求真：科學研究過程闖關

物理最講究實證，學生在觀察實驗現象的基礎上，通過細致、嚴謹的描述，真實反映觀察到的現象，發現問題，提出合理猜想與假設，在教師引導下，設計探究方案，用真實實驗驗證猜想，尋求答案.體現出嚴謹、實事求是的科學態度，這就是求“真”.流程詳圖如圖3所示.

第一關（現象）：（1）加熱讓水沸騰，讓學生觀察沸騰現象，并描述水沸騰的特點.（2）停止加熱，水停止沸騰，引導學生得出水沸騰條件是溫度需要達到沸點，并要持續加熱.

設計意圖：通過學生觀察加熱時水沸騰的現象，對比停止加熱時的現象，引導學生從定性的角度對水沸騰特點與條件進行推理，運用科學思維方法，形成結論.

第二關（實驗）：

（1）演示冷水澆燒瓶，如圖4發現水重新沸騰，提問學生：為什么會出現這種現象？到底是什么原因導致水溫下降時，水還能重新沸騰？進行思考，猜想難道是氣壓減小導致水的沸點降低？

（2）演示用抽氣筒抽氣，如圖5發現水也可以重新沸騰，為什么？

設計意圖：冷水居然能“燒”開水，讓學生產生疑惑，激發認知沖突.用抽氣筒抽氣，熱水也能“燒”開水.聯系這兩個實驗，學生猜想第一個實驗是由于氣壓減小導致水的沸點降低，從而使水重新沸騰.通過實驗對比過程，有助于培養學生的科學探究意識，能在觀察和實驗中發現問題、提出合理猜想與假設.

第三關（驗證真相）：用氣壓表和溫度計直接讀出氣壓和溫度（如圖6所示），進行驗證“是否降低氣壓會導致水的沸點降低？”

設計意圖：引導學生設計實驗，用氣壓表和溫度計直接讀出氣壓和溫度值，演示水的低壓沸騰實驗，尋求低壓沸騰的真相：大氣壓減小，水的沸點隨之降低.引導學生學會從不同角度思考問題、描述并解釋探究結果，培養學生設計探究方案和獲取證據的能力.

2.2 求善：科學應用過程闖關

根據吳加澍教授的觀點，物理學是從善的，物理學創造的成果最終是為了造福于人類，在目的性上體現出“善”.本文通過實驗演示熱機原理，將STEM教學理念融進物理課堂.讓學生成為小小工程師自主設計熱機模型，并在課后展示實驗作品.用物理學史講解熱機的應用發展過程，讓學生體驗物理來源于生活又服務于社會，讓學生感受物理的“善”.流程詳圖如圖7所示.

第一關（物理原理）：實驗演示，往小塑料瓶內噴一些酒精，用紙巾揉成一個活塞，并將瓶口塞住（注意松緊程度要合適），用火花塞點火，酒精燃燒，發出巨響，因速度太快，用慢鏡頭回放.引導學生得出熱機原理：利用物體內能做功（如圖8所示）.

設計意圖：實驗現象刺激，能引起學生強烈學習興趣，用慢鏡頭回放，更有利于學生觀察，激發學生學習和探究物理的好奇心與求知欲.

第二關（技術設計）：讓學生成為小小工程師，在教師的引導下，設計出汽油機模型圖.教師和學生在課后設計并自制實驗演示教具（圖9是學生作品，初三講熱機時再演示）.

設計意圖：通過知識進階的建構，分析熱機做功的本質是利用物體內能做功，使與其連接的物體運動起來，幫助學生獲取設計汽油機需要的知識基礎與模型概念.

第三關（社會應用）：從物理學史講熱機的應用發展過程（如圖10所示）.

設計意圖：通過從物理學史講熱機的應用及發展過程，讓學生感受物理來源于生活又應用于生活.培養學生關心國內外科技發展現狀與趨勢的意識，了解物理研究和物理成果的應用應遵循道德規范，認識科學、技術、社會、環境的關系，增強保護環境、節約資源、促進可持續發展的責任感，讓學生體驗物理的“善”.

2.3 求美：科學賞析過程闖關

從物理學的視角觀察海市蜃樓等自然現象，讓學生感受物理世界的“美”，分析海市蜃樓產生的原因，使學生形成初步的物理觀念，從物理學視角去解釋自然現象，讓學生不但懂得欣賞美，還可以創造美.在之后的課程中會逐步對物理的“美”進行滲透，例如：平面像成像、彩虹的形成等.流程詳圖如圖11所示.

第一關（物理現象）：播放海市蜃樓視頻（如圖12所示），思考：為什么會出現這么美的自然現象？海市蜃樓是如何產生的？

設計意圖：給學生提供感性認知，用海市蜃樓的自然現象，讓學生感受物理世界中的“美”.

第二關（模擬實驗）：海市蜃樓，是一種大氣光學現象.光線經過不同密度的空氣層后發生顯著折射，使遠處景物顯示在半空中或地面上的奇異幻景（如圖13所示）.

用透明塑料圓弧形水槽（自制教具，也可以用普通水槽），裝滿水，在水槽中均勻灑上一層鹽，靜置半個小時以上，在較暗的環境下，用功率大的綠色激光筆，從水槽一側射入，可以看到光在密度不均勻的水中沿曲線傳播（如圖14所示）.

設計意圖：分析海市蜃樓產生的原因，進行實驗模擬，學習相關物理知識，讓學生不僅可以看見美，還能創造美.

第三關（物理之美）：用海市蜃樓的自然現象，讓學生感受物理世界的“美”，分析海市蜃樓產生的原因.結合實驗模擬，通過理論結合實際，讓學生不但懂得欣賞美，還可以創造美.

設計意圖：從感性認知到理性認知，引導學生進一步學習理解相關內容.充分展示物理世界的美，是一種動人心弦的美，激起學生對物理世界由衷的贊嘆.

3 小結

本文以真善美理念為指導，進一步完善中學物理闖關型教學模式，并以初中物理緒論課“科學之旅”為例，對該模式在初中物理教學中的應用進行說明.通過低壓沸騰、熱機、海市蜃樓等實驗闖關，讓學生在緒論課中體會到物理世界的“真”“善”“美”，有助于學生物理學習興趣的提高和物理核心素養的發展，以及對學生人文素養的培養，具有研究推廣意義.

參考文獻：

[1]謝桂英.中學物理闖關型教學模式研究[J].中學物理，2021，39（06）：26-28.

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（收稿日期：2021-04-19）