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初中物理教学中如何培养学生的科学思维

2020-06-23张炳发

文理导航 2020年20期

张炳发

【摘要】在初中物理教学过程中,教师需要培养学生的科学思维,主要包括情境转换和现象分析等。在实际教学中,大多数教师只是重视传授知识和技能,并没有培养学生的科学思维。根据初中物理教材的特点,结合学生的认知规律,本文以“液体蒸发”为例,培养学生科学思维的意识,通过教学情境的创设,进行情境转换;通过问题的引导,经历现象分析。

【关键词】情境转换;现象分析;证据意识;质疑创新

在初中物理教学过程中,科学思维是从物理学的角度上,对客观事物的相互关系、本质属性和内在规律进行认知;在构建抽象概括的过程中,是属于推理、综合和论证等方式的内化。初中物理科学思维主要包括的要素为情境转换和现象分析等。随着新课程改革的不断深入,需要在物理教学中培养学生的科学思维,就是通过物理教学训练学生的思维能力,提高学生的理解能力,从而培养学生的科学思维和综合素养。

一、创设情境,体验情境转换

在以培养学生科学思维为教学目标的过程中,首先要培养学生的核心素养,然后选择并构建教学情境,通过实践活动,激发学生的学习积极性。情境认知理论提出,学习者在特定的情境下,主动建构知识的过程是学习,而情境属于认识活动的基础,在物理教学过程中,教师可以通过对学生的引导,将物理知识和生活情境进行有效结合,选择合理的物理知识,对生活中出现的物理问题进行解决,从而调动学生的学习积极性,提高学生对物理知识的理解。例如,在对新课内容进行导入的过程中,创设教学情境主要包括以下几个环节:

情境转换1:不管是冬季和夏天,在湿布擦过的桌面,会逐渐变干。同样,在温暖皮肤和其他冰冷物体的表面上擦拭酒精的过程中,最后都会“消失不见”。那么,这些液体会变成什么?学生通常认为转化成了气体,但并不能看见水变成水蒸气的过程,只能通过水量的减少,其预测减少的水量可能转变为气体,而扩散到空气当中。学生具备吹气球的经验,根据气球外形的变化,可以感觉到气态的存在。因此,笔者利用图1装置,引导学生对实验验证进行自主设计,在试管中需要装上适量的水,为了减少实验时间,需要使用酒精灯进行加热,但水不会呈现沸腾现象,过了几分钟之后,试管内的水量会减少,而气球会逐渐鼓起来,这充分说明水量减少,主要原因是水转化成了水蒸气,从而让学生充分体会到产生的水蒸气。

情境转换2:在发生蒸发现象的过程中,主要发生在液体的哪个位置?首先需要让学生对教材进行阅读:从分子运动的角度上来说,其组成的液体,大量的气体会不停地运动,其中会存在分子运动速度较大的情况。在分子处于液体表面的情况下,需要解决其他分子对它的引力,在离开液面之后,就会进入到空气中。这是于微观推理,学生不能很好地理解。那么,怎么运用实验,对变化过程进行观察呢?物理教材中并没有涉及对实验存在的问题的解决,我们使用的器材主要包括氨水、注射器、两个试管、食用油等,通过实验演示,对问题进行论证。具体流程如下(如图2所示)。在试管1中适量的加入氨水,然后用棉签沾上酚酞试液,放入到试管1管口,然后让学生对变化的情况进行观察:棉球变红,说明氨水蒸发,酚酞遇碱性变红;在试管2中适量的添加食用油,然后用注射器取适量的氨水,注入到试管2中,然后用棉签沾上酚酞试液,放入到试管2管口,然后让学生对变化情况进行观察:棉球没有变色,说明氨水处于液体内部没有蒸发。这样,我们可以得到结论:蒸发只发生在液体表面。

情境转换1源自学生经历的生活情境,每个学生都具备一定的经验,并且,对实验进行自主设计,可以激发学生的学习兴趣;情境转换2源自教材内容,教师进行演示实验,可将不可见的现象转化为可见的现象,这样不仅具备挑战,还具有趣味性。在实际教学中,教師要根据学生的认知逻辑,创设合理的教学情境,调动学生的学习积极性,从而提高初中物理教学效果。

二、问题导引,经历现象分析

在推理和分析物理现象的过程中,能够培养学生的科学思维。科学推理,是结合物理知识和给予的条件进行推导,从而保证判断结论的准确性。学生在物理学习过程中,是提出和解决问题的过程,因此,在解决问题时,引导学生进行推理十分重要。

现象分析1:冬天洗澡后,通常会使用浴巾擦拭身体,其目的是干得快些;希望买来的水果干得慢些,这些都关系到液体蒸发的快慢。你可以根据液体蒸发快慢的影响因素,构建合理的假设?学生每天洗脸时,会使用毛巾,然后结合晾晒毛巾的经验,会获得一定的启示。提示:在湿毛巾撑开晾晒与堆在一起晾晒进行比较的情况下,哪种方式会干得更快一些?在太阳光晾晒与阴凉处晾晒进行对比时,哪种方式会干得更快一些?在处于太阳光下和阴凉处的情况下,其不同的是温度,而在通风处和无风处中,不同的是空气流动的快慢。这样学生可以建立的假设包括以下几点:可能会与液体表面积中的大小有一定的关系;可能会与温度的高低有一定的关系;可能会与液体表面空气流动的快慢有一定的关系。

现象分析2:除了上述因素外,需要有效结合晾毛巾的例子,你认为蒸发快慢的影响因素还包括哪些?

在液体不同的情况下,毛巾干得快慢也会不同,因此液体的种类会与蒸发的快慢有一定的关系;在南方天气潮湿的情况下,毛巾是不容易干的,因此,空气的湿度与蒸发快慢存在关系。

在现象分析1中,根据学生生活中的晾毛巾情况,可以运用对比的方式对问题进行分析、创设猜想,虽然思维处在感性的模糊时期,但可以为实验探究奠定一定的基础。在现象分析2中,研究对象为毛巾,需要不断深化研究问题,并在推理和分析的前提下,对前概念的错误进行纠正,提高学生解决问题的能力,从而培养学生的科学思维。

三、结束语

综上所述,随着新课程改革的不断深入,提出了教师需要结合教学内容,培养学生科学思维的教学目标,创设符合教学内容的情况,引导学生自主实验研究,可以在整个教学过程中充分融入思维训练,从而培养学生自主思考的习惯,促进学生的全面发展。

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(福建省邵武市邵武第六中学,福建南平354000)