甘肅省環縣思源實驗學校 馬春梅
現代社會經濟與科技快速發展,對人才的需求不斷提升,同時對人才培養的要求標準也開始越來越向著復合型、綜合型方向邁進。這就要求教育領域不斷進行教育教學改革,并加強教學理念與教學模式的創新,以學科核心素養與素質教育理念為核心進行教學方法的多元化轉變。初中是學生系統學習各學科知識的關鍵階段,除了要繼續學習三大主要學科之外,還要接觸物理、化學、生物等多個新學科,其中物理學科的理論知識較為抽象和實驗較為復雜,一直是初中學生學習的難點。且在核心素養背景下,要求教師積極探索多元化教學方法,使學生可以掌握更多的物理知識,并靈活運用更多物理研究方法,以科學思維去進行物理現象的觀察和研究,實現學生的良好發展,具備贏得未來更多人生挑戰的能力。
物理學科核心素養主要是對學生學習效果所提的要求,也是學生基本能力的要求,學生只有完全具備物理核心素養,才能夠初步“讀懂”物理學科知識。同時,物理學科核心素養也是讓學生形成物理基本觀念、掌握科學探究方法、養成良好科學思維以及端正科學態度的具體標準。
初中物理學科知識涉及眾多的物理學概念和物理理論,雖然有著較強的基礎性,但理論知識部分卻較為抽象,如果教師采取灌輸式教學,必然導致學生無法全面理解,致使學生對物理學知識的記憶不深、理解不透徹。但學生通過自主探究所得出的結論以及方法,就能夠實現長久性的記憶,并逐漸轉化為自身的基本素養。
初中物理學科核心素養主要包括物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任意識。
首先,物理觀念。這方面主要是指在物理學科的不斷發展下,人們對物理核心概念以及規律上的認知與理解。物理學科不斷發展的過程,也反映出了人類逐漸加深對世界認知的過程。這一過程中,人類對于物理學現象當中的一些關系不斷探索后,對客觀事物的本質特征以及功能屬性做出了深入了解,并將其轉化為物理相關原理、規律和概念,以此為未來物理學科研究奠定堅實基礎。初中物理課堂教學中,學生要掌握探究知識的能力與技巧,并通過對自然界中物理學規律、現象和構成進行分析研究后,全面掌握物質的復雜化、統一化、多樣化,最終形成科學化的世界觀。
其次,科學思維。科學思維主要是指人類探索世界的根本理念和所應用的方式。在進行自然界中物理現象與相關知識規律的探究時,物理研究者發現了很多探索世界的根本理念和方式、方法,但這些方式、方法和理念均來自實踐。所以,科學思維高于物理知識。
再次,科學探究。科學探究指的是物理學科知識學習中對物理問題的提出進行假設與猜想,再依據相關證據獲得結論時予以解釋,對實驗的過程和得到的結果再次進行探討、評價和反思。初中學生應該具備進行科學探究的意識,并能夠通過觀察發現生活中的物理問題,再提出科學性的假設,具備設計實驗和獲取論證的能力。通過多樣化方式處理并分析實驗結果,以合作交流的方式準確地進行物理知識的評價,反思實驗過程與實驗結果。
最后,科學態度和責任。這里指的是學生在進行物理學知識研究過程中所表現的熱情以及態度。在學習過程中,學生要秉承腳踏實地、科學嚴謹的探索精神,不斷進行知識真相的發掘,并實事求是地對待學習、生活和未來所面臨的挑戰。
初中物理學科當中涉及眾多的物理概念和物理理論,雖然有著很強的技術性,但是整體上仍然較為抽象,而且大量的物理學知識如果僅僅是利用課堂時間進行理論上的灌輸,學生往往無法快速理解和掌握。從物理學科本身來講,物理學知識都源自現實世界當中的具體物理現象,而這些物理現象都有著具體的發生場景,教師完全可以借助多元化的教學場景創設來為學生展示物理學理論知識。如教師可以根據具體的物理現象從現實中尋找教學道具,并在物理課堂上創建出不同的物理教學場景,使學生能夠通過對物理現象的觀察和變化的過程去了解物理學知識在現實中的運用,以此來加強學生對物理學概念和物理理論知識的理解。而且在這種教學情境下,學生也能夠較為直觀且形象地看到物理知識,對物理學知識所涉及的多種元素也可以進行深入的邏輯思考和抽象分析,從而形成基本的物理觀念。
例如,人教版初中物理課本八年級下冊第八章“運動和力”的教學當中,教師可以為學生營造不同的生活情境,以此來讓學生了解運動和力之間的關系,以及運動當中慣性的相關物理學知識。如教師可以讓學生現場模擬汽車運動和急剎車時的場景,或者讓兩名學生跑步并緊急停止,讓其他學生觀察這一過程中所發生的運動狀態與力學變化。通過切身感受,讓學生深入思考運動與力學的相關知識,并加深對知識的理解。教師只有讓物理知識情境化、生活化,才能夠真正讓學生從情境當中去觀察和總結出物理學知識,從而掌握得更加扎實,理解得更加透徹。
物理學科的相關概念與理論知識并不是憑空產生,而是通過人類對物理學現象的不斷觀察和思考,以及總結實驗之后所進行的合理解釋。這其中需要研究者觀察物理學現象并提出問題,根據這些問題去進行假設分析,研究實驗之后尋找解決這一問題的答案,再通過總結形成物理學知識。如果初中物理課堂教學中,教師過于強調讓學生硬性記憶相關物理理論知識和已經得出結論的物理學現象,就容易導致學生無法形成完整的物理推理邏輯,而且不注重學生挖掘、思考物理理論所解釋的物理問題,也只能夠讓學生對物理學概念和理論知識的理解停留在表面。所以,初中物理學科教師在進行物理教學時,要通過多元化物理問題去引導學生,指導其根據物理概念或理論進行反向思考,從而研究各種物理問題,探究物理問題背后所存在的自然規律,并將物理學問題、物理現象與物理理論相結合。如此,學生才能夠依據物理問題創造性地進行解決問題方法的思考,從而在根本上理解物理學概念和理論知識,掌握進行科學探究的方法。
再以人教版初中物理課本八年級下冊第八章“運動和力”的教學為例,教師可以根據汽車行駛中剎車的現象來提出問題:“汽車行駛過程中突然剎車,人為什么會向前傾?車又是如何剎住的?”“人踩到香蕉皮為什么會滑倒?滑倒過程中身體產生了哪些變化?”
再例如,人教版初中物理課本八年級下冊第九章“壓強”中“液體的壓強”一課,教師可以為學生展示潛水艇潛入海底深處的視頻,并標注潛水艇每下降10 米海水會增加大約100000Pa 的壓強,當下降到10000 米深處的海底時就相當于被1300 米高的鐵塊擠壓所產生的壓強。此時教師可以提出這樣的問題:“為什么潛艇所攜帶的深水炸彈在發射后會在特定的深度自動引爆?”“為什么海底的設施會建造成下寬上窄的形狀?”
通過這些問題引導可以對學生思維以及行為習慣做出很好的鍛煉,而且在探究過程中,學生也會體驗到不同的探究方法,呈現出積極探究知識的狀態,從而掌握更多的探究方式與方法。
初中物理學科教學過程中,實驗是其重要的組成部分之一,也是能夠讓學生近距離觀察物理現象并進行物理知識研究的有效途徑。教師可以通過大量的物理實驗教學,使學生能夠直觀且深刻地觀察物理現象,并將其與已經得出的物理概念和理論知識相結合,彼此印證,在實踐層面上理解物理概念和知識。然而,大多數物理學實驗較為簡單,無法有效激發學生自主探究的意識和興趣,導致學生在進行物理實驗課程學習時,往往只依照固定的教學步驟操作,鮮少對物理實驗所涉及的方法與步驟進行探究思考。所以,教師在教學過程中要穿插多元化實驗,充分調動學生的積極性,使學生主動參與到觀察物理現象的實驗當中,使抽象的物理學概念與理論知識更加形象化,從而激發學生參與學習的興趣,使學生可以通過物理實驗掌握基本物理理論研究的方法,并依靠科學的研究方法進行復雜難懂物理知識的探究,從而逐漸形成良好的科學思維。
例如,人教版初中物理課本八年級下冊第九章“壓強”的教學中,為了激發學生對壓強相關物理學知識學習的興趣,教師可以讓學生通過思考和探究掌握物體所受壓強的內在規律。在進行具體的展示中,教師可以這樣設計科學實驗:準備三張薄紙,分別封住三個大小一樣的杯口,然后準備一塊長方形鐵塊,分別將鐵塊平放、豎放、立放在三張薄紙上面,讓學生觀察薄紙變形與破損的實際狀態。通過觀察,學生發現與鐵塊的接觸面積越小,紙張變形與破損的情況越嚴重,由此就可以得出:壓力相同的情況下,接觸面積越小,則壓強越大。根據這一實驗的操作和探究,學生針對接觸面相同情況下壓力對壓強作用進行實驗,并最終得出關于壓強的科學結論,從而掌握了科學的思維規律。
科學態度與責任主要是體現在從事科學研究人員的個人言行以及個人選擇與研究態度上,只有真正具備正確的科學態度與高度的責任感才能夠成為一名合格的科學研究者,也才可以在探索未知的領域當中保持正確的心態,敢于直面科學研究中不斷出現的挑戰,從而解決復雜的科學問題。正確的科學態度與責任感也有助于初中學生對物理學知識產生正確的認知,理解物理學知識所代表的意義和內涵。在漫長的物理學科發展當中,眾多優秀的物理學家不僅做出了重要的科學貢獻,同時也樹立了良好的科學典范,為后世做出了榜樣。所以,教師在培養學生正確的科學態度與責任過程中,要多介紹優秀物理學家的經歷,并從愛國主義精神和人生觀、態度等多個方面結合多元情感,來培養學生的科學態度與責任,并真正將科學態度與學習態度相結合,使學生形成正確的人生觀、價值觀與世界觀,從而自動、自發地投入物理學知識學習與研究中,最終建立正確的科學態度與責任。
例如,人教版初中物理課本九年級全一冊第十五章“電流和電路”的教學中,教師可以為學生講述美國物理學家富蘭克林的經歷和對電學研究的過程。如著名的“風箏實驗”,即1752 年富蘭克林所進行的電學實驗:利用風箏將“天電”引入到了萊頓瓶中,成功地證實了閃電的特性。也可以為學生講述喬治·西蒙·歐姆對于電學當中電阻的相關研究經歷,以這些著名物理學家的科學態度來影響學生,培養學生正確的科學態度與責任,使學生逐漸認識并形成嚴謹的學習態度。
隨著教育發展和教學改革的深入推進,初中學生面臨著沉重的學業壓力,而且在現代教育理念和新人才培養標準要求下,教師也同樣承受著教育創新變革的重任。就學科核心素養培養來講,需要教師不斷革新自身教學理念和教學模式,學生也需要掌握更多的學習方法。核心素養的培養不可能一蹴而就,而是需要循序漸進,要經過一個復雜的過程,這就需要教師把握正確的方向,合理運用多種不同的方法,將學生核心素養培養作為教育創新的關鍵和核心,加強多元化教學方法的靈活運用,切實提高課堂教學的效率和質量。尤其作為全新的教學方法與模式,多元化教學策略需要教師重視學生物理觀念的形成、科學思維的建立、科學探究方法的講授與訓練,創造出輕松和帶有趣味性的教學氛圍,以情感教學,培養學生正確的科學態度與責任,引導學生將物理知識運用到生活實際問題的解決當中,從而實現學生物理學科素養的培養,為國家、社會培養出優秀人才。