通过基本生活体验提高学生科学素养的研究

摘 要：基于生活体验在物理教学中具有重要的价值，本文以“电磁感应”为例，根据其教学内容与教育功能进行教学设计，并针对如何提高学生科学素养提出相关教学建议。

关键词：生活体验；物理教学；科学素养；教育功能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0036-3

1 问题的提出

《全日制普通高中物理课程标准》要求“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其学科探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神”[1]。 2016年9月社会各界高度关注的《中国学生发展核心素养》总体框架正式发布，再次引发社会各界尤其是教育界的热议，也必将带动中小学新一轮的教育变革和创新。

物理与生活有着密切的联系，生活的衣、食、住、行中都蕴含着无数物理知识。上世纪六七十年代，朱正元教授提出“从实际情况出发，自己动手，就地取材，因陋就简，土法上马”的口号影响一代又一代的物理教师。生活体验式教学作为一种新型的教学手段，将其应用到物理教学中，对于提高学生的科学素养意义重大。

2 “生活体验”教学内容梳理

根据物理教学特点，教学内容可分为三类：概念教学、规律教学、习题教学。基于科学素养要求，“生活体验”的教育功能可以总结为五个方面：知识、过程方法、思维观念、合作探究、情感态度与价值观。笔者以粤教版高中《物理》选修3-2第一章《电磁感应》为研究对象，对涉及“生活体验”教学内容与教育功能进行梳理。梳理结果如表1。

3 基于“生活体验”提高学生科学素养的教学设计

基于“生活体验”在物理教学中具有重要的价值，根据其教学内容与教育功能进行归纳，并针对提高学生科学素养提出相关教学建议。

3.1 通过生活体验，构建物理概念，突破学习思维障碍

案例1 “自感现象及其应用”的引入教学

教学内容：自感

体验名称：千人震

体验过程：用两节电动势为1.5 V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器。几位参与体验的同学手拉手成一串，和电池、镇流器、开关、导线连成如图1所示的电路。闭合开关，经过一段时间再断开开关。当开关断开瞬间，同学们会有明显触电的感觉。

体验结论：当开关断开瞬间，绕圈（镇流器）本身的电流变化（减小）而产生电磁感应现象（同学触电）称为自感。

教育功能：现在的学生动手机会少，对生活中的物理现象缺少观察和深入思考，因此学生很难构建物理概念。要使学生在课堂学习中“活”起来，关键的因素之一是教师“促成学生主动地与周围环境进行交互作用”，从学生产生的认知冲突来组织开展教学活动[2]。

教学建议：物理概念的建立必须借助于感性材料、理性的逻辑思维方法[3]。物理教师结合物理新课程的教学理念，有意识地运用生活体验指导物理概念教与学，对于培养学生的思维能力，具有重要的促进意义。

3.2 通过生活体验，探索物理规律，培养学生的探究能力

案例2 “法拉第电磁感应定律”的探究教学

教学内容：探究感应电流的大小和方向

体验名称：摇绳发电

体验过程：把一条大约50 m的电线绕成10 圈，电线的两端连在一个教学演示用的灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。如图2所示，让两个同学东西方向站立，并迅速摇动这条电线，观察灵敏电流表指针的摆动情况；改变摇动速度再观察灵敏电流表指针的摆动情况。学生观察发现：摇动电线过程，灵敏电流表指针左右摆动；且电线摇动的速度越快，灵敏电流表指针摆动幅度越大。

体验结论：灵敏电流表指针左右摆动说明导体在做切割磁感线运动时产生了感应电流，且感应电流的方向和大小跟导体做切割磁感线的方向和快慢有关。

教育功能：通过合作探究，让学生亲身动手体验，使学生经历与科学家进行科学探究时的相似过程，这样学生的实验探究能力将得到提高，同时在轻松愉悦的学习氛围中实现科学素养的提升。

教学建议：在物理规律教学中，教师可通过增加学生的体验活动，让学生在亲历研究过程中得到解决一般问题的规律，从而建立概念或发现规律，这样既解决了实验探究时学生的困惑，又激发学生的学习内驱力，进而提高学生的动手能力和合作精神。

3.3 通过生活体验，检验习题结论，深入揭示学科本质

案例3 “法拉第电磁感应定律的应用”的习题教学

教学内容：（习题）一个轻质铝管放置在水平桌面，将带有手柄的柱状磁铁插入铝管内，当向外抽出磁铁过程中（忽略磁铁与铝管间摩擦力的影响）（ ）

A.桌面对铝管支持力等于铝管所受重力

B.桌面对铝管支持力小于铝管所受重力

C.当磁铁拔出速度达到一定值时，铝管会跳起来

D.无论磁铁拔出速度多大，铝管不可能跳起来

体验名称：磁铁吸铝管

体验过程：一个轻质铝管放置在电子台秤上，读出台秤的示数，将带有手柄的柱状强力磁铁插入管内（保证强力磁铁不与铝管内壁接触）。如图3所示，将强力磁铁从铝管拔出，观察台秤示数的变化；再将强力磁铁以较大的速度从铝管拔出。通过这样的体验，学生自己就能做出正确的选择。

体验结论：当强力磁铁从铝管拔出，铝管内的磁通量发生变化，所以铝管产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场对铝管产生向上的磁场力，因此台秤的示数减小；当强力磁铁拔出速度达到一定值时，感应电流的磁场对铝管产生向上的磁场力大于铝管所受重力，因此铝管会跳起来。

教育功能：亲眼所见和亲身体验这是一种学生积极学习的动力，现在的物理课堂缺少这种“物”的东西，而从认知的角度来说，“理”是建立在“物”的体验上，经历了“物”的美好才能激发“物”的本质[4]。

教学建议：习题教学中教师若能用实验模拟出题目的情景，让学生通过亲身体验目睹实验结果，这样能降低学生认知的难度，从而也便于让学生发现问题的本质。

综上所述，物理源于生活，并最终服务于生活，具有很強的实践性。以“学生发展核心素养体系”课程培养目标的实现不能脱离生活实践，如果将生活体验式教学有效地融入物理课堂教学之中，引导学生重视实验、重视参与、共同建构，那么我们的学生定能学有所用，切实体会到物理知识在生活中的应用价值，从而真正实现现代化建设中的高素质人才的培养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.全日制普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]刘崎.让体验成为物理课堂教学新常态[J].中学物理，2016（01）：79.

[3]冯杰，等.新课程背景下建立物理概念科学思维方法的研讨[J].物理通报，2016（03）：4-9.

[4]赵惠松，严云佳.设计迷你实验 突破思维障碍[J].物理教师，2016，37（07）：92-94.

（栏目编辑 罗琬华）