基于思维力生长的初中物理教学实践活动

吴俊杰

摘要：思维力是人脑对客观事物间接的、概括的反映能力。它是通过分析、综合、概括、抽象、比较、具体化和系统化等一系列过程，对感性材料进行加工并转化为理性认识及解决问题的能力。本文解读了思维力生长的课堂教学模式，并呼吁教师真正把课堂还给学生，让学生享受学习自主、学习合作和学习快乐。

关键词：思维力;适性课堂;现实构建

中图分类号：G633.7文献标识码：A     文章编号：1992-7711（2019）19-106-2

核心素养是指学生所具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。[1]学生核心素养的培养应落实到每一节课的课堂教学中，教师应在每一节课中侧重不同方面培养学生的素养。日前，笔者执教了一节模型建构课“机械能与内能的相互转化”，就是侧重于思维力生长的过程。这节课着眼于分析、综合、概括、具体化的过程，极大地提升了学生物理的思维含量。笔者现结合这节课谈几点思考。

“机械能与内能的相互转化”的课堂实录：

一、教学过程

1.创设情境，引入课题

（教师播放汽车发动机工作的视频，使学生产生好奇，激发学生求知欲。）

师：汽车之所以能运动，是由于发动机提供了连续的机械能，那么这些连续的机械能从哪里来的呢？要想解决这个问题，就必须让我们共同学习。

（板书第十二章 第四节机械能与内能的相互转化）

生：（兴趣盎然、观察仔细、小声讨论，想知道其中的奥秘。）

【设计意图】 从学生生活中常见的汽车发动机入手，设计认知冲突，激发学生的学习兴趣，并为后面学生解决问题铺垫。

2.思考体验，分析总结（认识做功改变物体的内能）

问题1：要使铁丝的温度升高，内能增大，你有哪些办法？

（学生开始进行探究活动）

【设计意图】 学生利用已学知识和生活的感受思考改变铁丝的内能的方法并付诸实践，从而认识改变物体内能不只有热传递的方式，还有做功的方式。

问题2：你认为要得到“对物体做功，可增加物体内能”的结论，在此基础上，还需要完成哪些实验可使结论更具有普遍性？

生：对液态的物体、气态的物体做功。

【设计意图】 学生在认识对固体做功，增加固体内能的基础上，提升学生对研究物体问题过程中的科学思维。

问题3：通过做功能否改变液体（水）的内能呢？你能利用所给实验器材设计实验说明吗？

演示实验：用电子温度计测量榨汁机内正在被搅拌的水的温度。

【设计意图】 学生通过讨论，设计出对水摇晃、搅拌等方法做功时，观察水的温度是否发生变化的方案，一方面肯定学生通过观察水温变化来验证水的内能是否改变，同时展示电子温度计，另一方面学生对用手直接摇晃水的方案提出质疑，从而进一步改进为用榨汁机搅拌水，用电子温度计测量水温的方案，并完成实验，从而认识到对水（液体）做功，可增加水的内能。

问题4：通过做功能否改变气体的内能呢？展示压缩引火仪，压缩筒内空气，空气内能会不会变？

（教师演示压缩引火仪实验）

【设计意图】 不断追问，引导学生演绎所学知识，最后在压缩引火仪内放入棉花，让学生领悟，用容易观察的物理现象来显示不容易观察的物理现象是物理学中常用的科学方法.

3.归纳综合，转换认知角度（机械能与内能的相互转化）

问题5：你能用一句话归纳上述三个实验的结论吗？

【設计意图】 提高对所学知识的概括、归纳能力，培养学生用能量的观点看世界的意识。

（板书：机械能转化为内能）

问题6：既然机械能能通过做功转化为内能，那么内能能否通过做功的方式转化为机械能呢？

学生活动：利用气球放气过程，探究内能能否转化为机械能？

（板书：内能转化为机械能）

【设计意图】 在学生认识到机械能可以通过做功转化为内能后，引导学生从理论分析内能转化为机械能的可能性和对应的现象，并从实践角度验证，引导学生养成理论分析，实践验证的科学探究过程。

问题7：（演示实验）挤压矿泉水瓶，松开瓶盖你观察到什么现象？说明了能量如何转化？

【设计意图】 引导学生从生活现象入手，运用能量的观点解释生活中的现象。同时为构建热机做铺垫。

4.改进实验，构建热机模型（瓶盖如何获得连续的机械能？）

问题8：要使瓶盖飞的更远，获得更大的机械能，能否对实验装置进行改进呢？

（教师演示“点火爆炸”实验）

【设计意图】 肯定学生的思考方向，都是增大瓶内气体的内能，再引导学生用可燃气体燃烧产生高温高压燃气替代空气，获得更大的内能，并演示“点火爆炸”，验证实验改进的方案。

问题9：如何让气体能不断对瓶盖做功，使瓶盖连续获得较大的机械能呢？

展示热机雏形，通过细节讨论，逐步改进，最终构建成热机模型

【设计意图】 展示“热机”的雏形，引导学生在瓶口都封闭的情况下，如何逐步构建热机的模型，从而对热机的每个冲程的工作行程，有了清晰的认识，学生体验到利用所学知识结合技术和工程手段，在尊重自然规律的基础上改造世界、实现对自然界的控制和利用、解决社会发展过程中遇到的难题，设计创造出热机的成功感和成就感。

5.阅读书本，体会应用

问题10：那么热机的结构和整个工作过程是怎样的呢？

【设计意图】 限定时间阅读，培养学生的阅读能力，体现从物理走向社会的理念

问题11：如何将活塞的上下往复运动转变为车轮的圆周运动呢？

（学生活动：观看汽油机的整个循环微课）

【设计意图】 通过微课，引导学生形成对热机整体的印象，特别是曲轴连杆模型的构建。（上下运动→圆周运动）

二、教学评价

在思维力生长教学过程中，教师采用“问题引导，有序启发;积极思维，鼓励创新;现场实验，呈现效果”的教学组织形式，使得课堂亮点纷呈、新颖独到，颇有一气呵成之感，整个教学过程设计巧妙、环环相扣。细细品味本节课的教学设计，感觉到了“现实”的味道，“构建”的味道，

三、教学反思

1.适性课堂需要有“现实”的味道

物理知识来源于实践，又服务于实践，它与实际生活联系十分密切。《新课程标准》中明确指出：“物理教学要注意联系实际，加强实践活动，使学生更好地理解和掌握物理基础知识，能够运用这些知识解决简单的实际问题。”因此，教师要充分利用学生已有的生活经验，借助他们头脑中已经积累的生活经验，从生活实际中引出物理问题，让学生体会到物理就在身边，体验到物理的魅力，感受到物理的趣味和价值，从而强化学生的物理意识。

笔者在引入时，播放了一段汽车发动机工作的动感视频，在视频中，学生可以边观看汽车发动机内部规律化的运动过程，边聆听与之配合的富有节奏感的音乐，当欣赏完后，提出问题“汽车之所以能运动起来，是发动机提供了连续的机械能，那么发动机所提供的连续的机械能又是从何而来的呢？”在熟悉的现象中发掘出感兴趣的物理问题，“现实”感爆棚！

2.适性课堂需要有“建构”的味道

建構主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助学习是获取知识的过程，在其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助下，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。本节课中在通过压缩矿泉水瓶后，松动瓶盖，压缩的空气会对瓶盖做功，瓶盖迅速飞出，同时可以观察到瓶内出现白雾，从而引导学生认识内能可以转化为机械能后，如何帮助学生应用于实践，建立热机的模型呢？笔者通过两个问题逐一构建：

问题1：要使瓶盖飞得更远，获得更大的机械能，能否对实验装置进行改进？

问题2：能否再对实验装置改进，让气体能不断对瓶盖做功，使瓶盖连续获得较大的机械能？

[参考文献]

[1]喻平.发展学生学科核心素养的教学目标与策略[J].课程·教材·教法，2017（01）.

（作者单位：南京市竹山中学，江苏 南京211100）