
《義務教育物理課程標準(2022版)》明確指出,初中物理教學需要培養學生的物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與科學責任四大核心素養,而物理觀念代表知識的內化,是其他核心素養的基礎。具體而言,初中物理觀念主要包括物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。其中,運動與相互作用觀念深刻反映了物理學對運動與相互作用的獨特理解,該觀念是個體在頭腦中經過深思熟慮后,對運動、相互作用及其關聯性的概念和規律進行的系統整合,其不僅是從自然科學角度對現實世界中運動與相互作用現象的抽象概括,更是解決問題、遷移應用于生活的有力工具。掌握這一觀念,學生能夠更好地把握物質世界的運動規律,深化對自然現象的認識。
一、創設生動物理情境,具象化抽象概念,樹立科學物理觀念
物理觀念是物理核心素養的關鍵基石,對學生的全面發展具有不可或缺的作用。然而,傳統的講授式教學往往難以讓學生真正領悟物理的抽象概念,進而影響學生的學習興趣。而情境式教學則通過構建真實的物理情境,幫助學生直觀地感知物理現象、深入探索物理規律,將抽象的物理知識具象化,使課堂真正實現“言傳”與“意會”的完美結合。
(一)超越教材限制,點燃學生興趣之火
魯科版初中物理教材是根據課程標準以及教育目標編制的,其教材內容符合學生的身心發展水平。但在教學實踐中,“照本宣科”的教學方式往往無法激發學生的學習興趣。因此,教師要以教材為基礎,結合學生的實際構建生活化的教學情境,點燃學生的興趣之火,推動其運動與相互作用觀念的形成。在創設生活化教學情境時,教師要與時俱進,使用生活中常見的物理現象,幫助學生更好地理解物理知識。例如,在《光的反射》一課教學中,教師可以利用學生間“晃眼睛”的“惡作劇”來創設情境。在該情境中,學生知道通過調整鏡子的角度來控制光的落點,但是對于光線的傳播路徑并沒有清晰的認知。此時,教師可以制造昏暗的環境,通過噴灑空氣清新劑為學生直觀展示光的傳播路徑。
另外,教師還可以利用問題創設情境,讓學生結合自身認知水平與知識結構引出新知。例如,在“力的作用是相互的”知識點教學中,教師可以引導學生思考:“推自行車的時候,自行車會向前行進,說明‘推’會對物體產生力。但是在‘推’墻的時候,為什么墻不動,而自己向后退呢?”通過這一問題引導學生結合已經學習的知識探究力的作用是相互的這一物理規律。
在創設情境時,教師也可以利用信息技術進行創新,實現全員教育。例如,在“光的三原色”知識教學中,教師可以利用電子放大鏡對希沃白板進行放大,讓學生直觀地看到屏幕是由紅、綠、藍三種顏色組成的,以此為基礎引入相關知識。
(二)以學生為中心,創設深入探究式課堂
新課標將實驗探究列為內容要求的重要一環,明確指出學生必須參與實驗活動,并通過實驗探究的方式鍛煉學生提出問題和解決問題的能力,以促進學生全面發展。同時,新課標還強調學生在學習過程中的主體地位,教師要引導學生主動探究知識,培養其問題解決能力和科學思維。而在物理教學中,實驗不僅是驗證理論知識的手段,更是培養學生實踐能力、觀察能力和創新思維的平臺。通過創設實驗情境,學生親身參與實驗過程,動手實踐,從直觀感受中提煉物理信息,將抽象的知識具象化,從而深化對物理概念和規律的理解。
例如,在教學《壓強》一課時,為了增強學生對壓強概念的直觀感受,教師可以精心策劃一系列小實驗。實驗器材選擇學生日常用的鉛筆,既方便易得,又貼近學生生活,增強實驗的可操作性與趣味性。在實驗過程中,教師指導學生用不同的手指抵住鉛筆的不同部位,并留意在施力過程中手指的感受。這一操作旨在讓學生親身體驗受力面積對壓強產生的直接作用。簡單而富有啟發性的實驗設計有利于學生直觀感受到受力面積減小時,壓強明顯增大;反之,受力面積增大時,壓強相應減小。
這種直觀的實驗體驗不僅能夠有效激發學生的學習興趣,還能幫助他們建立起對壓強與受力面積之間關系的直觀認識。在這一基礎上,教師可以進一步引導學生深入思考壓強在日常生活中的應用,如鞋底花紋設計、車輛輪胎寬度等,從而加深其對壓強概念的理解。
二、聚焦認知經驗,化解認知沖突,穩固物理觀念基礎
從知識的構成角度來看,新知的理解與記憶是基于原有經驗的。而在初中物理教學實踐中,雖然學生對于部分知識已經形成基本認知,但是認知經驗存在著一定的錯誤,而且在后續的學習活動中并未改正原有的認知錯誤,進而導致學生難以形成正確的物理觀念。基于此,在教學過程中,教師要特別注意學生已有的認知經驗,深入分析其中可能存在的錯誤,并設計針對性的教學活動,引導學生重新審視原有的認知錯誤,從而化解認知沖突,建立正確的物理觀念。學生普遍存在的認知沖突及轉變策略如表1所示。
以“浮力”認知的深化為例,學生在初級階段可能僅停留在“水中的物體都會受到浮力作用”的淺顯理解上。然而,從物理學的專業角度來看,浮力實際上源于物體在水中上下表面所受的壓力差,若物體的下表面沒有與水接觸,那么就無法形成這種壓力差,因此也就不會產生浮力作用。為了幫助學生構建準確的知識體系,教師可以采用以下教學方法:首先,為學生準備實驗所需器材,包括彈簧測力計、木塊以及一個透明的水杯,以便學生清晰地觀察實驗過程。實驗開始之前,教師應確保學生了解彈簧測力計的使用方法,并指導學生正確測量木塊在重力作用下的示數。其次,進入實驗核心部分,學生將木塊放入水杯,分別觀察并記錄木塊懸浮于水面和緊貼杯底時彈簧測力計的示數。在這一過程中,教師應強調觀察木塊在不同狀態下所受力的變化,并引導學生思考這些變化背后的物理原理。最后,完成實驗測量后,學生對所記錄的示數進行統計對比,能夠清晰地看到木塊在不同狀態下所受力的差異,進而理解浮力的產生機制。在這一過程中,教師應引導學生從壓力差的角度解釋浮力現象,幫助其構建起完整的浮力認知體系。
三、注重知識連貫性,構建完整知識體系,整合物理觀念
(一)追溯物理之源,親歷認知歷程
在物理學領域,科學家對于概念的構建并非一蹴而就,而是經歷漫長而復雜的探究過程。然而,對于正在學習物理的學生來說,其往往只能接觸已經被總結和提煉好的結論,無法親身體驗知識形成的整個過程,這導致學生所獲得的知識碎片化,難以形成系統的知識體系。為了深化學生對物理概念的理解,教師應積極融入物理概念的起源與發展,通過展示科學家的探究過程,幫助學生建立完整的歷史脈絡。如此,不僅有助于學生更好地理解物理概念的內涵和外延,還能增添物理學習的趣味性。同時,通過對物理學史的沉浸式探究,學生能夠形成將知識聯結成體系的思維能力,養成獨立思考、敢于質疑的科學精神。
例如,在“光的色散”教學活動中,教師可以為學生講解古人對光的研究歷史,從亞里士多德、西奧多里克、笛卡爾到牛頓,講述他們在光學研究中的偉大貢獻。除此之外,我國古人對光的色散現象也有所研究,如蔡卞模擬“日照雨滴”的實驗,將虹和日月暈現象聯系起來,說明虹的產生是一種色散過程,并指出虹和陽光位置之間的關系;明代的方以智也在其著作《物理小識》中對色散現象進行了概括,將自然晶體和三棱晶體對白光的色散與日常生活中的彩虹現象聯系起來。
(二)突破教材界限,構建系統的知識體系
教材的編寫體現了學生的發展規律,其邏輯結構嚴密,對教學活動具有重要的指導價值。然而,鑒于學生間的個體差異,教師要靈活應對,不拘泥于教材的既定框架。在實際教學中,教師應根據學生特點,對知識進行針對性的整合,以幫助其理解知識間的內在聯系,逐步深化其對物理現象和規律的認識。如此,便能夠引導學生統籌物理觀念,有效培養學生的核心素養,從而構建起更完整和更系統的知識體系。
1.運動內涵及其物理知識。在初中物理學中,運動是物質的基本表現形式,物質本身亦在持續運動中。初中學習的運動內容主要涵蓋機械運動和物理運動兩大領域,教師應梳理教材的相關章節,深入挖掘運動的核心概念,并對這些核心概念進行深入分析、系統整理以及靈活運用,構建完整的運動主題。這一過程不僅有助于深化學生對運動的理解,還能引導學生逐漸建立起運動與相互作用的整體觀念,從而確立運動主題在物理學中的核心地位。
2.相互作用類型及其物理知識。經過對魯科版教材的梳理得知,初中物理中的相互作用類型主要分為萬有引力與電磁作用兩大類。魯科版教材詳細闡述了這些相互作用的相關知識,涵蓋重力、彈力、摩擦力以及力的合成等核心要點。通過學習這些內容,學生能夠深刻理解“力的作用是相互的”這一重要原理,為后續研究力與運動之間的關系奠定堅實的基礎。通過親身參與實驗,學生能夠直接體驗力的作用效果,進一步認識物理學與日常生活的緊密聯系。此外,利用相互作用的原理,學生還能簡化復雜問題,實現知識的靈活運用,從而加深對物理學的理解。
3.運動與相互作用及其物理知識。在深入理解運動與相互作用這兩大主題后,學生要進一步探索它們之間的緊密聯系。這種探索可以從受力平衡與受力不平衡這兩個核心維度出發,進行深入而細致的分析。在初中階段,學生開始領悟運動與相互作用這一科學觀念,能夠運用已學知識,從受力和運動的角度對生活中的各種現象進行剖析。這種觀念不僅有助于學生更好地解決生活中的實際問題,還能與其他科學觀念相互補充,共同推動其科學思維和探究能力的發展。
(三)實現教學評價多元化,促進學生全面發展
在新課標的引領下,初中物理教學活動越發注重教學評一體化理念的落實,要求教師不僅要關注學生對知識的理解程度,更要關注學生在學習過程中所展現的能力、態度和情感,從而實現對學生全面發展的評價。
首先,為了實現教學評價的多元化,教師的首要任務是構建多維度的評價體系。傳統的物理教學評價往往以單一的考試成績作為衡量學生學習成果的標準,這一評價方式過于片面,無法全面反映學生的物理學習情況,教師要從知識理解、實驗技能、科學探究能力、學習態度等多個維度出發,構建全面的評價體系,以便更加準確地評估學生在物理學習過程中的表現,為其提供針對性的指導。
其次,教師要注重過程性評價與結果性評價的結合。過程性評價關注學生在學習過程中的表現,包括課堂參與度、實驗操作過程、問題解決能力等方面,通過對學生學習過程的觀察和記錄,及時發現學生在學習中存在的問題,從而進行針對性的指導。而結果性評價則是對學生學習成果的總結性評價,如期末考試成績、實驗操作考核等。將兩種評價方式相結合,教師能夠更全面地評價學生的學習表現,為教學提供更準確的反饋。
最后,實現教學評價多元化還需要加強師生之間的溝通。在教學過程中,教師應積極與學生進行交流,了解學生的學習需求,并根據學生的實際情況調整教學策略。同時,教師應及時向學生反饋評價結果,指導學生進行反思。加強師生之間的溝通有利于更好地促進教學評一體化的實現,推動學生全面發展。
四、結語
總而言之,在運動與相互作用觀念下,教師要創設生動的物理情境,將抽象的概念具象化,幫助學生樹立科學的物理觀念;聚焦認知經驗,化解認知沖突,穩固物理觀念基礎;注重知識的連貫性,構建完整的知識體系,整合物理觀念,通過多元化的教學策略提升物理教學效果,培養學生的科學素養,促進學生全面發展,為物理教育的深入落實奠定堅實的基礎。
(謝" 麗)