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创设物理情境 促进学生思维能力发展

2021-05-08陈美娇

福建教育学院学报 2021年3期
关键词:凸透镜思维能力电路

陈美娇

(平潭城关中学,福建 平潭 350400)

情境就是情与境的结合,就是我们常说的“触景生情”。任何学习愿望都是在一定的问题情境中产生的。让学生自主地发现和提出问题,学生不但会产生强烈的学习兴趣,激发学习动力,还能养成提问题的意识和习惯,培养起科学怀疑和批判思维能力。所以,物理课堂教学中,应创设合适的情境,引导学生直观生动地理解物理知识,了解其产生的原因及变化的条件,弄清问题的性质和遵循的规律等,从而在头脑中形成对物理现象的本质认识,通过潜移默化的迁移诱导,有利于培养学生提出问题的能力,有利于促进学生认知发展,有利于培养学生的创新精神和创新能力,有利于培养学生的主体性。

一、创设物理问题情境的意义及价值

(一)落实“三维目标”,提高思维品质

八年级是学生物理学习的开端,它需要在教师的思维引导下对物理实验现象感性认知、观察对比研究分析,而获得物理理论知识。物理课程标准把“知识与能力”“过程与方法”“情感、态度与价值观”确定为教学目标。依据此教学活动目标把学生必须要学习的物理知识,实施问题的情境创设,或逐步诱导,层层深入,深度挖掘物理知识的内在与外延;或中心开花,四面发散,引导学生多层次思考,帮助学生拓展思维,提高思维品质,使头脑中的疑问变得具体、清晰,进而提出有意义、有价值的问题。

(二)促进学生知识和能力同步发展

学生思维能力的形成是一个浅层到深层学习知识、理解知识、运用知识的过程。创设问题的情境,能营造轻松活泼的学习氛围,极大地调动了学生学习的主动性、积极性、创造性,让学生跳一跳摘果子,使学生的思维能力得到循序渐进的发展。

初中物理教师要将生活中的经验融入课堂教学情境中,引发学生的共鸣,促进学生的思维实现由浅表到深层的转变,同时有助于拓宽学生的视野,使其体会到物理知识在现实生活中的实用性,从而在遇到问题时自觉运用科学知识来解决,促进学生核心素养的真正落实。

二、物理课堂创设情境教学的实施策略

(一)概念课——培养学生化抽象为具体思维能力

物理概念的形成,需要在大量的事实、实验现象的基础上,采用逻辑思维,分析归纳把事物共同的、本质的特性加工抽象,它历经感知和抽象两个过程。情境教学为引领学生进行深度学习可化抽象为具体,是培养学生认知能力和概念的有效方法。例如,在“物质密度”这一课,创设如下的学习情境:1.课前为学生呈现了两个提前准备好的等体积的1 号小木块和2 号小铜块,让学生通过认真观察通过表层的颜色来进行区分。2.让一位学生戴上眼罩,两手中各举着一个托盘,并将一个体积很大的木块和小铜块分别放到两个托盘中。此时,由于学生单手无法托起体积较大的木块,在看不见的情况下猜测质量大的是铜块,质量小的是木块。通过这一情境的设计,让学生初步明白判断区分物质时除了要看其质量,还要看其体积。

思考问题:

问1.同V(体积)的不同物质,其m(质量),是一样吗?

问2.同V(体积)的同种物质,其m(质量),是一样吗?

问3.用两个完全一样的容器,装上等V 的食盐水和清水,不注明、不容许尝味道,有办法区分它们吗?

同学们讨论后,师追问4.给你天平和量筒两测量工具,如何来鉴别不同物质的?

通过这种循序渐进的学习情境设问,启发学生顺利获得比较不同物质的新方法,然后通过实验测量,得到数据,找出其质量与体积之比,分析对比,自然而然获得新的认知。

(二)探究课——提高学生独创、灵活的思维能力

如以“凸透镜成像规律”一课为例,教学引课,用PPT 课件播放一段动画“一对情侣请了一个摄影师为他们拍照,而摄影师却是手撑地上工作的情景”,用动画吸引学生的注意力,并配有童趣愉悦的音乐来调节和谐轻松的课堂学习气氛,让学生看到倒立的摄影师、相机中缩小的像,激发学生们的好奇心,使其带有强烈的求知欲望而进入新课。

1.借助手中的凸透镜由近及远地观察课本上的字,大家发现了什么?

2.为什么凸透镜能够呈不同的像?

3.猜想凸透镜成不同像与物距的关系?

4.应该选取哪些器材来进行实验,步骤如何设计?

实验过程会出现:如烛炬火焰不稳定,会随气流晃动;而蜡烛燃烧后逐渐变短,而烛焰在光屏所成的像会上移;当将烛炬置于凸透镜一倍焦距以内处,还能观察到烛焰放大的像。通过这些启发学生深度思考:为什么要使烛炬火焰的焰心、透镜中心和光屏中心在同一高度。

学生亲历凸透镜成像实验的整个流程,认真记录并通过小组合作的形式分析实验数据,深度体验实验过程中出现的问题,找到存在问题的原因,并感受实验获得成功的喜悦,从中提炼凸透镜成像规律并能够用专业的物理语言表述实验结果。实验完成得出成像规律后,再进行口诀化:“一焦内外分虚实、二焦内外分大小,物近像远像变大、物远像近像变小,实像倒立分两边、虚像正立同一侧”来提炼规律内容,使之朗朗上口,易于记忆。

之后,教师提问:照相机的工作原理与之有什么联系?出示旧的照相机,拆出镜头(并让学生触摸镜片)——凸透镜、胶片——光屏。

通过以上问题情境的设计,诱导他们追问用照相机照相时,若照完单人照片后,再照集体照片,应如何调节相机继续拍照呢?学生们展开激烈的讨论后,引导他们对比单人照比集体照的个体像的大小变化,依据物远像近像渐小的特点,了解到相机要远离被拍的人,镜头要后缩。使学生们感受到物理知识在生活中存在的价值,开拓创新思维,灵活理解和运用知识,践行物理教学的三维目标。

(三)习题课——激发学生形成深刻、广阔的思维

拥有多年物理教学经验的教师都会发现,相当一部分学生存在一个现象,即懂而不会。其中的一个重要原因就是教师平时在教学中缺乏对学生思维能力培养的引导。因此教师要引导、鼓励学生对物理问题寻求多种解法,不断训练学生对所给问题进行联想,从不同的侧面考虑还有无其他解决方法。

如在指导学生学习连接串联电路和并联电路中,他们虽然在课堂上听懂并了解了电路连接最基本的两种方式,但在面对实际问题时不能融会贯通,灵活地设计出合适的电路。为帮助学生突破这一思维上的障碍,教师创设问题情境激发他们思维。

学校有前后门,夜间值班人员若是能通过值班室的电路设计来判断哪个门来人了,电路应如何设计?

引导:值班室需要同时控制前后两个门,且互不影响的电路应采用串联还是并联?电路图应怎样设计?

再深入启发:值班员要及时察觉并判断出哪个门来人,在值班室的那部分电路中需增添什么元件?

这一电路设计任务让学生体会到物理串并联电路与现实生活的密切联系。从认识串并联电路的相关知识,到学生结合实际任务对电路的设计展开深层次的分析,从而找到最合适的设计方式,进一步了解串联电路和并联电路的特点,克服了懂而不会的思维障碍,提升了物理自主思维的深度。

当学生弄清原理并能画出电路图,再进一步引导整理值班室电路结构。(如图1)

在学生初步学会了上述问题的电路设计,为巩固所学方法并能灵活应用解决类似的变式问题(如开关的灵活应用:两个开关串联控制不常用的楼道灯、两个开关并联控制电动门、客车上座位开关和安全带的开关控制司机的提示灯等),这样锻炼了学生发散思维解决问题的能力,同时使学生明白物理知识实际生活应用的广泛性。

图1

(四)复习课——培养学生批评性思维

八、九年级物理教学中,教师公认训练学生思维是一个漫长而艰辛的过程,在平时的授课过程中教师很难系统地把握学生在哪个知识点上存在盲点,一般都是在复习课的上课时间,结合学生已有的认知去一点点发现的。因此,初中物理教师可以借助复习课的上课时间,通过帮助学生调动学过的知识经验,来暴露他们在学习这一模块知识时的思维误区,从而促进深度学习。

例如,复习《力与运动》这一单元知识的时候,为了解学生在新课学习中知识的掌握程度,笔者在复习课上先让学生自己回忆并列出本单元的知识框架,随后,在教师的启发引导过程中,不同基础的学生还可以及时地互相更正错误、弥补不足,并画出完整系统知识结构。(如图2)

图2

接着,提出如下几个问题以暴露学生的概念错误思维。

如1.用手推教室里的讲台,讲台没有被推动,那么手对讲台的推力_____(>/=/<)讲台受阻力。

2.手握装有560 克景田饮用水的塑料瓶停于空中,瓶受摩擦力为____N,方向____,加大力量握紧时,瓶受f摩_____(变大/变小/不变)。

3.如图3,在F=9 牛,G=6 牛的物体能沿竖直墙壁匀速滑下,这时它受的f摩是____N;若变小压力,它受的f滑会____(选填“更大”“减小”或“不变”)。

图3

很多学生在初三复习阶段,对力与运动关系、摩擦力的知识没有真正理解,解答上述问题时依然会出错。因而,在初中物理复习课上,教师从学生的已有认知经验出发设计问题情境,能够暴露出他们的思维盲点,由此引导他们通过再学习和迁移,让学生的思维能力在知识辨析过程中不断提高。

三、结语

“学源于思,思源于疑。”思维总由发现疑难、提出问题、辨析问题、解惑的过程中进行的。在初中物理教学中,教师要结合学生的实际水平,依据设立的教学目标,深挖教学内容,设置恰当的问题和情境,促进学生物理学习思维能力多方面的发展。

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