淺談“背景知識”與初中物理教學的整合

陳亞飛

摘要：在傳統的物理教學中，大部分教師采取直接講解知識點的教學方式，雖然在這樣的教學模式下學生可以快速掌握學科知識點，但是對于科學家探索自然以及總結規律的過程缺乏了解，不利于學生感受科學家的人格魅力，甚至阻礙了學生科學素養的發展.“背景知識”與物理教學的整合，是當前基礎教育改革的一項重要措施，可以幫助學生在回顧歷史中體驗科學家的探索過程，幫助學生更為深入地理解物理學知識，有助于全面培養學生的物理核心素養.基于此，文章以初中物理教學為例，主要分析了“背景知識”與初中物理教學整合的原則與途徑，以供參考.

關鍵詞：初中物理；背景知識；整合

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2023）32-0086-03

在《科學史導論》一書中指出，科學史是自然科學與人文科學之間的橋梁，可以幫助學生全面理解科學、科學與人文的關系.“背景知識”作為科學史的組成部分，將其運用于課堂教學中，可以實現物理學發展歷程與課程教育的結合[1].物理是一門以實驗為基礎的課程，具有較強的邏輯性，初中生剛剛接觸物理學這門課程，在學習上會出現理解困難，甚至失去繼續學習的熱情與自信，導致物理課的教學目標無法達成.“背景知識”在物理教學中的運用，符合初中生的學習特點，教師在教學實踐中借助科學家故事、科學家探索過程以及科學思想方法，可以有效地激活學生的物理學習熱情，降低學習難度，幫助初中生理解物理學相關的概念與規律，初中物理教學自然會變得更加高效.

1 “背景知識”與初中物理教學整合的原則

1.1 科學性原則

物理學屬于自然科學范疇，將“背景知識”融入物理教學中，需要遵循科學性原則.主要是指教學在使用“背景知識”作為教學資源時，要依據科學的教學理論和教學方法分析教材以及相關的背景知識，如以建構主義學習理論、教育重演論為理論基礎，引入可以帶領學生追求真相的背景知識，幫助學生激發科學探究熱情；又如通過引入具有爭議的觀點，促進學生在科學家們的爭論中掌握科學方法，形成辯證思維.

1.2 適度性原則

物理學的“背景知識”內容十分豐富，其中包含了生活中的各種現象、從古至今人類對于物理現象的認識、探索歷程以及科學成就，加之網絡技術的出現，為教師的“背景知識”搜集提供了方便.但是，并非所有的“背景知識”都適合引入到課堂教學中，教師不可單純地追求“背景知識”的新穎度，為了滿足初中生的好奇心，而使用趣味性大于教育性的“背景知識”素材.在遵循適度性原則的背景下，“背景知識”與物理教學的整合，需要做到顯化科學思想方法，聚焦教學重難點，讓學生沉浸于科學探索情境中，以學生學習的需求為出發點，減輕學生的學習負擔.

1.3 思想性原則

在《中小學德育工作指南》中指出，中小學各學科教師要積極地挖掘課程中的德育資源，致力于德育教育在各學科教學中的滲透，充分發揮文科的育人優勢以及理科的育人價值[2].物理學作為一門自然科學，其中不僅包含著大量的物理學知識與技能，還涵蓋著諸多優質的人文精神，教師在“背景知識”與物理教學整合的過程中，需要關注德育教育目標的滲透，能夠以“背景知識”為媒介，引領學生在物理學知識與技能學習的同時，獲得思想與情感的發展.如形成科學精神、家國情懷等，充分挖掘并利用“背景”知識中蘊含的思想性，助力初中生優秀品質的形成.

2 “背景知識”與初中物理教學整合的途徑

2.1 運用背景知識，提高物理學習興趣

以“浮力”教學為例，早在公元前1 300年，就已經有人意識到了浮力的存在，并且將浮力的這個原理運用在生產生活中.如通過對樹葉、木頭可以在水面上漂浮制作了可以在水中航行的船，將許多木頭連在一起制作成浮橋[3].說到“浮力”，就不得不提起阿基米德，在這節課的教學中，教師可以利用阿基米德探索浮力的過程為“背景知識”創設情境，引發學生對物理學的思考，激發學習熱情.如教師通過講故事的方式創設情境：阿基米德出生于公元前287年，是一位偉大的古希臘哲學家、數學家、力學家和物理學家，被譽為“力學之父”，和牛頓、高斯列為世界三大數學家.但是，在許多人看來，阿基米德就是一個怪人，如普魯塔克這樣說：“阿基米德就像是一個邪教徒，對自己的身體毫不在意，因為他沉浸在自己的世界里.”通過這樣的情境創設吸引了學生的注意力，希望進一步了解阿基米德還有哪些“怪”處，接下來教師可以給學生講述阿基米德稱量皇冠重量的故事，讓學生看到阿基米德在科學研究上的執著，最后他通過將皇冠與皇冠同等質量的金子、銀子放入水盆中，觀察到金塊排出水量比銀塊少，皇冠排出水量比金塊多的方式，得出了皇冠中被摻入了銀子的結論.通過情境創設，引發了學生的思考，教師可以鼓勵學生通過阿基米德驗證皇冠是否摻入了銀子的故事提出猜想，解釋此次實驗.有的學生猜想“物體的密度不同，物體所受浮力大小不同，因此排出的水量不同”，這引發了學生的主動思考，提高了初中生的物理學習興趣.

2.2 運用背景知識，發展實驗探究能力

在以往的教學中我們發現許多學生沒有科學探索的意識，不知道如何進入到科學探索活動之中，甚至不知道為什么要探究自然科學.針對這一問題，教師可以運用“背景知識”達到以“史”促“探”的作用，幫助學生吸收有效的科學思想與方法，形成自主實驗探究的能力.比如，在“浮力”一課的教學中，教學重點是讓學生了解影響浮力大小的因素，教師可融合阿基米德實驗探究的“背景知識”，帶領學生在實踐操作中進一步感知，促使學生在動手實驗中感受物理學的魅力.例如，教師在本節課的教學中利用阿基米德測量皇冠中是否摻入銀子的故事，引發學生對實驗的猜想，即“物體的密度不同，物體所受浮力大小不同，以此排出的水量不同”，此時教師應抓住最佳的時機，引領學生嘗試驗證猜想，鼓勵學生結合自己的猜想選擇實驗器材，設計實驗步驟，完成實驗以及數據的記錄.比如，其中一個學習小組將水球分別放在了冷水、熱水以及加入食鹽的水中，觀察實驗現象，發現水球所受到的浮力大小存在差異，因此猜想液體的密度是影響浮力大小的因素之一.還有一些學生認為浮力的大小與物體的形狀、物體浸入的體積、浸沒的深度存在關系，由此打開了學生的科學思維之門，開始提出不同的猜想和假設，通過實驗操作鍛煉科學實驗能力.

2.3 運用背景知識，形成質疑批判精神

在物理學研究史上有大量的事例表明，只有敢于質疑、突破固有的觀念，才能有創新、有發展.因此，在初中物理教學中教師可以借助物理學家敢于質疑前人成果的方式，讓初中生意識到物理的學習不能盲目地相信權威或書本，無論是前人研究的成果還是現在正在使用的科學研究成果都在不斷地遭到質疑并改良，只有這樣才能實現科學創造與發展[4].比如，愛因斯坦對牛頓的“絕對時空觀”提出了質疑，并在經過了大量的研究中推翻了“絕對時空觀”，得出了相對論.又如，亞里士多德所提出的“重的物體比輕的物體落得快”結論，在當時得到了眾多物理學家的認可，但是伽利略對于這個結論持有懷疑的態度，在批評并駁斥了亞里士多德這個結論的同時，通過對自由落體運動的研究總結出了慣性定理，進一步完善了物理學理論，伽利略得出的慣性定理在后來被牛頓借鑒，牛頓在經歷了多次研究之中總結出了牛頓力學定理.通過對前人批判經歷以及科學成就的講述，讓初中生認識到批判精神是推動科學發展的動力，也是打開科學之門的鑰匙，作為當代青少年應具備批判的頭腦以及懷疑的精神，能夠學習物理學家的敢于質疑精神，能夠用辯證的思想看待已有的物理學結論.對此，教師應將科學家批判事例作為“背景知識”，并將其融入物理教學過程中，讓學生通過精彩的科學家批判事例，形成唯物主義世界觀，引領學生學會用辯證的觀點分析與解決問題，將初中生的科學思想沉浸于好奇、質疑中，走出固定化的思維模式，不再被動地接受已有的知識與結論，以此促進學生質疑批判科學精神的形成，有助于學生形成優秀的科學思維品質.

2.4 運用背景知識，強化物理認知高度

科學家的故事以及探索歷程是重要的“背景知識”，除此之外，教師還應關注生活，從生活為背景引領學生學習物理、運用物理，將生活作為“背景知識”，引領學生在生活中積累經驗，達到學以致用的效果，促使學生在運用物理學知識與技能中提升認知高度[5].如在“電流和電路”這部分內容教學之后，教師可以鼓勵學生完成“電路發明”的作業，通過作業布置的方式引領學生進入到科學發明的活動中，學會運用所學知識與技能完成科學創新與創造任務.又如，學習“光現象”之后，教師可以創設這樣的情境：某游樂園想要在六一兒童節當天舉辦活動，在這一天到園內游玩的小朋友都可以免費獲得一個萬花筒，但是在采購時遇到的問題，萬花筒被搶購空了，于是園區的工作人員想要自己動手制作萬花筒，請你幫他們出出主意，并完成萬花筒制作的任務.學生們在此次任務完成中需要運用到光現象知識，并利用透明玻璃片、彩珠、鏡筒、套筒、磨砂玻璃片等材料，并排放置鏡片，保證鏡片之間的間距為2 mm，用膠帶固定好鏡片，并組成三棱鏡，用塑料保護膜套在鏡片上，在鏡子一端固定黑色套筒，在鏡筒內放置硬紙條，固定小彩珠，將磨砂玻璃片安裝在鏡筒的頂端.在萬花筒制作完成之后，學生們使用觀察到的效果，檢驗實踐成果的好壞，讓學生在任務完成中獲得成就感，感受到物理學的實用價值，形成物理學實踐運用意識，能夠在今后的生活中主動運用物理學知識解決問題.

總之，“背景知識”是物理課堂教學中的主要教學資源.教師應掌握“背景知識”與物理課教學整合的原則與途徑，遵循科學性、適度性以及思想性原則，優化與創新教學方法.借助“背景知識”激活學生的物理學習熱情，促使學生主動參與到科學實驗探究中，形成敢于質疑批判的精神，助力物理核心素養的形成.

參考文獻：

［1］ 王鵬鵬.基于“背景知識”下的初中物理教學實踐研究[J].數理天地（初中版），2022，351（20）：62-64.

[2] 馬寧.初中物理教學有效性的提升策略探究[J].學周刊，2023，543（15）：82-84.

[3] 湯小琴.初中物理教學中生活化情境創設探究[J].學周刊，2023，543（15）：76-78.

[4] 吳存娟.讓故事化表達走進初中物理教學[J].數理化解題研究，2021，525（32）：78-79.

[5] 包小強.新時期初中物理學習興趣的培養[J].好家長，2021（67）：67-68.

［責任編輯：李璟］