基于解題能力培養的初中物理深度教學策略

霍朦朦

(江蘇省東海縣實驗中學,江蘇 連云港 222399)

隨著新課程標準的深入實施,構建以學科核心素養培養為核心的課程體系,實現課堂教學的提質增效,成為當下初中物理教學的根本任務之一.然而,以往的物理教學主要側重以知識講授為主的淺層教學,無法使學生對物理知識內在本質形成深刻認知,影響學習的實效性.如果可以貫徹深度教學理念,對整個物理教學過程進行優化設計,就可有效提高物理教學水平.

1 深度教學的含義與特征

深度教學是同深度學習相似的一種有效性教學理念,其不是對知識量與難度進行無限增加,而是突破簡單的知識學習和機械化訓練等束縛,注意結合內在知識結構,深刻完整地處理學科知識,指導全體學生在課堂中從學符號逐步走向系統化理解及掌控學科思想與方法,尤其是最終走向學科核心素養培養這一發展路徑.對深度教學而言,其特征主要表現如下:一是生本性,即深度教學下學生是知識學習的主體,倡導教學的內容、進度、方法等安排都要圍繞學生的“學”來進行,讓他們充分發揮主觀能動性來提高自身學習的實效性;二是啟思性,在深度教學中,教師角色定位是學生“學”的扶持者,要充分發揮啟發、引導及點撥作用,讓學生切實、主動、深入地體會及感受學科知識的實用性和有效性;三是沉浸性,在深度教學中,要注意為學生創設良好的學習氛圍,讓他們充分運用自身的批判性及反思性等多樣化的高階思維能力來促進他們自身核心素養的養成,提高自身的自學能力.

2 基于解題能力培養的初中物理深度教學意義

物理作為初中課程教學體系的重要組成部分,具有抽象、繁雜、綜合等基本特征,學習具有一定難度,同時,物理作為一門自然學科,其包含著諸多的自然規律和科學內涵,為促進學生解題能力發展,就必須要高度重視課堂的深度教學.另外,可在解題教學中滲透深度教學理念對解題教學的整個過程進行持續改進,引導學生由淺入深、由表及里進行物理題目的解答,最大程度助力學生物理解題能力的發展.

3 基于解題能力培養的初中物理深度教學策略

3.1 挖掘物理規律,培養有效推理能力

深度教學的一個根本任務就是指導學生在物理知識學習或物理問題分析中正向遷移所學物理知識.教學中需要高度重視指導學生對相關物理規律的內在本質及聯系進行理解,要注意在全新情境下通過推理論證和分析的方式來簡化整個問題分析過程,助力他們推理能力以及解題能力發展.

圖1 串聯電路R與U關系圖

圖2 動態電路R與U關系圖

在指導學生對上述進行分析的基礎上,可以結合如下聯系學生生活實際的問題來指導學生利用串聯電路下的電壓基本分配規律來求解問題.

3.2 深度理解概念,培養縝密辨析能力

在深度教學下,初中物理教學必須要夯實根基,即讓學生靈活掌握物理概念、定律、公式等基礎知識.在實際的深度教學實踐中,可以從情境創設、定義引出、有效練習、貼合實際、拓展變通等多種教學視角出發,對整個物理教學流程進行持續改進及優化.其中情境創設、定義引出、有效練習幾個教學環節屬于淺層教學的范疇,而貼合實際、拓展變通則屬于深度教學范疇.因此,在初中物理概念知識的教學過程中,要注意科學設計一些切實可行的啟思問題,指導他們靈活地運用比較、抽象、概括、類比等多樣化的手段及方法來對物理概念知識形成深刻認知,最終提高縝密辨析能力.

例如,在“機械效率”這一概念學習期間,為了使初中生對總功、額外功以及有用功等相關方面的基礎物理概念形成深刻認知,實際教學中可以聯系初中生的日常生活實際情況,科學設計貼近學生生活實際的問題情境,如可以聯系“用水桶從井中取水”這一生活化的情境,創新應用層次化的問題設計方式來開展深度教學活動,提高他們學習這部分物理知識的實效性,具體的層次化問題如下:(1)從水井當中利用水桶打水的目的是?(2)為順利打水,是否還需要使用水桶之外的其他輔助工具?(3)在對水做功的同時,能否可以實現對水桶本身不做功?(4)在利用水桶打水期間,拉力做功可以分成哪幾種類型?各是什么?(5)如果水桶脫離吊繩而墜入井中,那么為了打撈上來相應的水桶,總功、額外功與有用功各是什么?(6)現有容積相等的由鐵皮、木頭與塑料構成的水桶,如果從物理視角出發,你會選擇使用何種材質的水桶進行打水呢?為什么?在指導學生對這些問題進行分析基礎上,可以深化他們對這些關鍵知識的理解,之后可以為他們設計下一道貼近他們生活實際的物理題,以此來進一步鞏固他們對機械效率概念的認識.

3.3 傳授思維工具,培養高階思維能力

在深度教學活動開展背景下,助力學生發散性、批判性、抽象性等方面高階思維能力發展是構建有效物理課堂的一個重要教學任務.同理,在求解物理計算題期間,應該有計劃地向他們傳授一些必要的思維工具與方法,以此來有效鍛煉他們的思辨能力等高階思維能力.

3.3.1 培養學生的發散思維能力.加強發散性思維的指導及運用,輔助學生理解相關方面的知識是構建高效物理課堂的重要保障.比如,在學習“密度”方面物理知識期間,針對“某所學校的實驗室現在需要采購4 kg酒精,使用4.5 L容器能夠裝下嗎?”這一物理問題求解,大多數初中生在分析及求解期間會借助酒精體積求解的方式來進行判斷.但是這種求解方式起不到訓練發散性思維的作用,如果可以滲透“一題多解”訓練方法,那么可以在指導學生從多角度分析問題的過程中幫助他們深入理解這部分物理知識的同時,促進他們發散性思維能力發展.比如,可以啟發學生從“4.5 L容器最多可以盛多少重量的酒精?”、“4 kg某種液體體積是4.5 L,試求該種液體密度?”等視角來分析問題,借助這種方式可以有效拓展思維,促使遷移所學的物理知識.

3.3.2 培養學生的逆向思維能力.逆向思維也是促使初中生在問題分析中可以進行深入思考的一種重要思維方式,其在物理問題剖析及求解中的應用也比較廣泛.比如,針對“在某一8 V電源上串聯R1和R2,二者阻值分別為6 Ω和未知,其中R1電阻電壓是6 V,試求R2?”這道物理問題的求解,如果在教學中只要求學生采取正向思維來對問題進行求解,那么他們一般會先通過R1的阻值與電壓來確定串聯電路電流,之后再結合電源電壓來對電路總電阻進行求解,之后再將R1減去之后即可.但是這樣的基于正向思維的解題訓練無法很好地培養學生的高階思維能力發展.此時如果指導學生在對本道題進行分析中靈活應用逆向思維來求解問題,那么可以很好鍛煉他們的逆向思維能力,即:首先通過R2所涉及到的歐姆定律計算公式,基于結果來對已知條件進行推理,之后可以從R2=U2/I2來確定題干中對應的U2和I2,進而可以基于電源電壓以及U1來求解出U2,緊接著可以從R1和U1來求得I2,最后即可快速確定出R2.

3.4 聚焦物理原理,培養學以致用能力

物理同生活實際有著緊密聯系,諸多生活中的現象都可以利用物理原理進行解釋.但由于初中生缺乏生活閱歷和經驗,且動手實操能力、模型建構能力都相對較弱,造成學生難以實現物理原理的學以致用.因此,在將深度教學理念融入初中物理教學實踐中,必須要注意為他們有計劃地設計一些深度探究活動,保證他們可以深入理解及感受物理知識的內在原理與本質等,最終助力他們“學以致用”能力發展.

例如,在學習“杠桿”部分知識期間,為了使學生對杠桿形成機理和原理、杠桿作用等方面物理知識深刻理解,可以在教學之初為學生在課堂中準備好羊角錘等一些必要的工具或設備等,指導他們在物理課堂教學中親自體驗及感受羊角錘對模板中釘子進行翹起的整個過程.也可以為學生展示圖3所示的圖像,并要求學生結合杠桿方面的知識來繪制出撬起釘子過程中的杠桿模型的支點、動力臂、阻力臂等要素.通過這種深度教學方式,可以使學生對杠桿原理以及應用形成深刻認知,提高他們學習這些物理知識的效果,尤其是對他們自身探究性學習能力和利用物理知識解決實際問題的能力有很大幫助.

圖3 羊角錘對模板中釘子進行翹起圖

總之,初中物理深度教學的質量和學生物理解題能力的發展之間具有緊密聯系.在基于解題能力培養中開展初中物理深度教學期間,要注意從挖掘物理規律和培養有效推理能力出發,注重指導學生深度理解概念,傳授思維工具,以此來培養他們縝密的辨析能力和高階思維能力,最后也要注重指導他們聚焦物理原理,培養學以致用能力,從而不斷提高學生物理解題能力.