思維先導 資源重構 生本課堂
——以“物體的浮與沉”教學為例

蘇宏健 盧大鵬

(1. 江蘇省揚州市邗江區黃玨學校,江蘇 揚州 225118;2. 江蘇省揚州市邗江區教育局教研室,江蘇 揚州 225002)

1 引言

物理教育致力于學生的發展，促進學生掌握現代生活和學習所必需的知識與技能，同時培育他們的科學思維和創新能力,讓學生能像科學家一樣探究。在課堂中，通過討論交流、合作探究等方式，激發學生思維的發生、思辨水平的提升，從而讓學生真正成為物理學習的主人,促進學生科學思維能力的提升。

2 踐行生本課堂

義務教育物理課程標準提出了“為了學生終身發展”的基本理念，這就要求物理教學落實以人為本的教學理念，踐行生本課堂。踐行生本課堂的基本策略是重構教材資源，提高學生的科學思維能力。

2.1 創設情境，催生問題，激發科學思維

在“物體的浮與沉”這一節，蘇科版物理教材展示了“浮沉子”的魔術道具——“神奇的小章魚”。如圖1所示，用手擠壓、松開瓶體后，“小章魚”可以實現沉、浮。

為什么“小章魚”剛開始是浮在水面上的？為什么手對瓶體施加壓力，“小章魚”能沉下去？為什么停止施加壓力，“小章魚”會浮上來？

在初步思考的基礎上，學生的問題會得到進一步提煉：手對瓶體施加壓力會導致瓶中的氣壓增大嗎？氣壓增大，會導致水進入“小章魚”中嗎？水進入后，會導致“小章魚”所受的重力增大嗎？

依托情境，學生感受強烈、興趣濃厚，同時還能對細致觀察到的現象提出有層次的問題，學生有價值的提問就是科學思維的結果，課堂會因為學生的問題而變得有意義。

2.2 思行結合，合作互補，促進思維層次的提升

在初中物理教學中，教師必須給學生充分的思考、實踐的時間和空間。蘇科版物理教材安排了“探究怎樣使物體上浮或下沉”的活動，學生可自主替換生活中的其他物品參與實驗。依據實驗現象提出問題：如何使下沉的物體上浮、上浮的物體下沉？這一過程要盡可能給學生多一些活動的空間，鼓勵學生運用已有的知識主動大膽地聯想、推測，從不同角度去分析問題，尋找解決問題的思路，讓學生真正成為學習的主人，成為問題的思考者和解答者。通過設置“是否可行”“如何改進”等教學環節,構筑學生的思維梯度，使學生感悟到：為使問題得以解決，不僅要在思考中實踐，還需在實踐中思考。

深入的合作有利于引發新的問題，每個學生都有其獨特的個性，有不同于他人的觀察、思考和解決問題的方式。學生以學習小組為單位通過協作交流，有利于讓學生明白對同一個問題可以有多種解決路徑，從而引發認知沖突。例如，小組成員面向全班展示“使下沉的物體上浮、上浮的物體下沉”時，允許老師、其他學習小組的同學對探究過程和結果提出不同意見，并認真思考別人的意見，以致“群智涌現”，促進創新思維的發展。

2.3 合理猜想，遷移推理，促進科學思維的生成

猜想是發展學生科學思維的前提和關鍵, 教師提出問題：從物體受力的角度看，同學們的實驗操作中分別改變了哪些力的大小?是如何改變的? 針對這個問題，學生結合所學知識提出合理猜想：浮力和重力，并能說出猜想依據：“蘋果上捆綁鐵塊能下沉，是因為增加了蘋果自身總重力”“將橡皮泥捏成空心球能上浮，是因為增大了排開水的體積導致浮力增大”，還有同學大膽提出：“混合密度或平均密度發生改變”，盡管此猜想偏離了受力分析角度，但也是一種獨特見解，在教學中要保護這種創新思維的生成。

猜想是否正確？要以實驗事實和已有知識為依據，通過推理而作出判斷。在“認識浮力與重力的大小關系”時，引導學生思維遷移，運用前面所學“力與運動的關系”來反推浮力與重力的大小關系，由結果推理出原因。學生結合前面所觀察到的不同物體在液體中出現的下沉、懸浮、上浮、最終漂浮的幾種情況，從力與運動關系的角度分析物體的運動狀態，很快便找到出現這些狀態的根本原因：受力情況不同。特別是關于上浮直至漂浮的物體，需要給學生足夠的交流時間，讓學生充分辨析這個過程的變化，在思辨中理清思路。帶著“重力沒有變，但浮力改變”這個疑問，學生進一步思考分析，發現是排開液體的體積發生了改變，運用反向推理，訓練學生的邏輯思維能力，提高了學生多角度解決問題的能力。

2.4 實體建模,改進實驗,助力科學思維的發展

物理模型是通過科學思維對物理世界中原事物的抽象描述，在初中物理教學中，較少對學生提及建模。由于初中是學生思維由經驗型向理論型過渡的階段，初中生的思維在很大程度上屬于經驗型，所以建構具體、直觀的物理模型有助于學生的思維活動。

課前以制作“浮沉子”作為預習小實驗，而后又以魔術道具“小章魚”引入，此時再通過實驗改進，用吸管建構“小章魚”的浮沉模型(圖2)，學生的科學思維被層層激發。

圖2

建模不僅讓學生對開場魔術的好奇心得到了延續，更以揭秘的形式真正理解浮沉條件。學生通過實踐并仔細觀察后，便不難發現：擠壓大瓶，致使少量水進入吸管，吸管的自重增大從而下沉，真實易見的物理模型幫助學生理清了思維過程，讓學生既知其然，又知其所以然。

2.5 綜合實踐，學以致用，促進科學思維的拓展

蘇科版初中物理教材與時俱進，將綜合實踐活動作為學生“學中做、做中學”的重要平臺，有效地將學生的思維、觀察和綜合能力自然連接，促成了思維能力和創新能力的發展。可將“生活·物理·社會”欄目中“潛水艇的浮沉”與制作潛水艇模型的作業題有機整合為實踐活動。

學生先自主閱讀，而后小組合作自制潛水艇，在共同探討設計思路、選取合適材料、繪制模型簡圖等過程中，組員間勢必會相互質疑，組內部分成員的做法和思路往往能得到其他組員的認同，個別組員的思路似乎也有道理，此時認同和排斥共生，這正是合作過程中組內成員思維碰撞的結果，組員在質疑和爭辯的過程中不斷理解問題。在探究“加配重”的必要性這一問題時，小組中的被質疑方通過問題分析，提出：若不加配重，模型自重輕會使水難以進入，無法順利下潛，繼而再動手演示，質疑方自然心服口服。組員間的合作、質疑提高了同伴的分析水平，同時通過自己的反思將別人的評價轉化為自己的智慧，進一步拓展了學生科學思維的發展空間。

3 結語

蘇科版物理教材聚焦真實問題、著力培養學生的科學思維，只有當施教者盤活了教材資源，才能用好教材培養學生的科學思維，實現無形的“減負”。重構教材資源可以更好地使學生成為知識的探究者、獲取者,更有實效地踐行物理生本課堂，體現物理教學豐富的育人價值。