真善美理念下的中学物理闯关型教学模式研究

谢桂英

摘 要：闯关型教学模式是在进阶问题链引导下的逐级闯关教学模式，有利于学生思维的进阶与物理核心素养的发展.新课标指出课堂教学要体现学科教学的育人价值.那么，如何在闯关型教学过程中渗透对学生人文素养的培养呢？本文将融合真善美理念，以实验为基础，运用闯关的策略，循序渐进地向学生传递物理世界的“真”“善”“美”，帮助学生掌握物理的学习方法，并以初中物理绪论课为例进一步说明 .

关键词：闯关型教学;真善美理念;绪论课教学

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）16-0015-03

基金项目：广州市教育系统创新学术团队“中学物理演示实验改进创新及其在教学中的应用研究”（项目编号：1201630019）.

作者简介：谢桂英（1976-），女，广东广州人，硕士，中学高级教师，研究方向：中学物理实验教学.

长期以来，我国传统的中学物理教学依附于理论教学、服务于考试答题，物理学科核心素养的发展没有得到充分体现，学生人文素养的培养没有得到足够重视.在运用闯关型教学策略时，提升学生思维进阶的同时，我们不禁思考，如何能有效地在教学中渗透对学生人文素养的培养.

真善美新理念是康德的“真善美统一”和陶行知的“真善美合一”的思想在物理教育中的具体体现，2017年版高中物理新课标中物理学科的基本理念中的注重体现物理学科本质、关注科技进步和社会发展需求、引导学生自主学习等理念與真善美理念不谋而合.因此，本文以真善美理念为指导，对中学物理闯关型教学模式进行更进一步的研究探索，并以初中物理绪论课的闯关型教学研究为例进行说明.

1 真善美理念下的闯关型教学

物理是一门以实验为基础的学科，其基本研究方式是实践.因而在客观性上表现为“真”;物理学创造在成果，最终是为了造福人类，它在目的性上，体现出“善”;自然世界中许多美不胜收的风景，在现象上都体现了物理“美”.可见，物理本身兼具“真”“善”“美”的三重属性.

“中学物理闯关型教学模式”指的是：以学习进阶理论为指导，结合游戏闯关理念，以实验为基础，以任务为关卡，设计闯关型教学模式.闯关过程分为外显流程闯关和内隐思维闯关.其中，每个实验作为整个教学模式的一个大关卡，又包含若干个小任务为关卡的小闯关.本文在闯关过程中分别针对培养学生的“真”“善”“美”进行闯关过程设计，如图1所示.

2 绪论课闯关型教学模式案例

绪论课是学生物理学习的开端，传统中绪论课教学一般以简单介绍物理声、光、力、热、电实验，引导学生走进物理世界，并不注重对学生人文素养的培养，忽视绪论课作为初中物理第一节课具有的重要教育作用.

本文以初中物理绪论课“科学之旅”为例，对该模式进行更进一步的说明.主要通过三个实验大闯关游戏，一步步带领学生走进力、热、光、电、声的物理世界，并在闯关过程中无形渗透真善美教学理念.主要通过“低压沸腾”“热机”“海市蜃楼”三个小闯关，让学生感受物理世界的“真”“善”“美”，闯关过程如图2所示.

2.1 求真：科学研究过程闯关

物理最讲究实证，学生在观察实验现象的基础上，通过细致、严谨的描述，真实反映观察到的现象，发现问题，提出合理猜想与假设，在教师引导下，设计探究方案，用真实实验验证猜想，寻求答案.体现出严谨、实事求是的科学态度，这就是求“真”.流程详图如图3所示.

第一关（现象）：（1）加热让水沸腾，让学生观察沸腾现象，并描述水沸腾的特点.（2）停止加热，水停止沸腾，引导学生得出水沸腾条件是温度需要达到沸点，并要持续加热.

设计意图：通过学生观察加热时水沸腾的现象，对比停止加热时的现象，引导学生从定性的角度对水沸腾特点与条件进行推理，运用科学思维方法，形成结论.

第二关（实验）：

（1）演示冷水浇烧瓶，如图4发现水重新沸腾，提问学生：为什么会出现这种现象？到底是什么原因导致水温下降时，水还能重新沸腾？进行思考，猜想难道是气压减小导致水的沸点降低？

（2）演示用抽气筒抽气，如图5发现水也可以重新沸腾，为什么？

设计意图：冷水居然能“烧”开水，让学生产生疑惑，激发认知冲突.用抽气筒抽气，热水也能“烧”开水.联系这两个实验，学生猜想第一个实验是由于气压减小导致水的沸点降低，从而使水重新沸腾.通过实验对比过程，有助于培养学生的科学探究意识，能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设.

第三关（验证真相）：用气压表和温度计直接读出气压和温度（如图6所示），进行验证“是否降低气压会导致水的沸点降低？”

设计意图：引导学生设计实验，用气压表和温度计直接读出气压和温度值，演示水的低压沸腾实验，寻求低压沸腾的真相：大气压减小，水的沸点随之降低.引导学生学会从不同角度思考问题、描述并解释探究结果，培养学生设计探究方案和获取证据的能力.

2.2 求善：科学应用过程闯关

根据吴加澍教授的观点，物理学是从善的，物理学创造的成果最终是为了造福于人类，在目的性上体现出“善”.本文通过实验演示热机原理，将STEM教学理念融进物理课堂.让学生成为小小工程师自主设计热机模型，并在课后展示实验作品.用物理学史讲解热机的应用发展过程，让学生体验物理来源于生活又服务于社会，让学生感受物理的“善”.流程详图如图7所示.

第一关（物理原理）：实验演示，往小塑料瓶内喷一些酒精，用纸巾揉成一个活塞，并将瓶口塞住（注意松紧程度要合适），用火花塞点火，酒精燃烧，发出巨响，因速度太快，用慢镜头回放.引导学生得出热机原理：利用物体内能做功（如图8所示）.

设计意图：实验现象刺激，能引起学生强烈学习兴趣，用慢镜头回放，更有利于学生观察，激发学生学习和探究物理的好奇心与求知欲.

第二关（技术设计）：让学生成为小小工程师，在教师的引导下，设计出汽油机模型图.教师和学生在课后设计并自制实验演示教具（图9是学生作品，初三讲热机时再演示）.

设计意图：通过知识进阶的建构，分析热机做功的本质是利用物体内能做功，使与其连接的物体运动起来，帮助学生获取设计汽油机需要的知识基础与模型概念.

第三關（社会应用）：从物理学史讲热机的应用发展过程（如图10所示）.

设计意图：通过从物理学史讲热机的应用及发展过程，让学生感受物理来源于生活又应用于生活.培养学生关心国内外科技发展现状与趋势的意识，了解物理研究和物理成果的应用应遵循道德规范，认识科学、技术、社会、环境的关系，增强保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感，让学生体验物理的“善”.

2.3 求美：科学赏析过程闯关

从物理学的视角观察海市蜃楼等自然现象，让学生感受物理世界的“美”，分析海市蜃楼产生的原因，使学生形成初步的物理观念，从物理学视角去解释自然现象，让学生不但懂得欣赏美，还可以创造美.在之后的课程中会逐步对物理的“美”进行渗透，例如：平面像成像、彩虹的形成等.流程详图如图11所示.

第一关（物理现象）：播放海市蜃楼视频（如图12所示），思考：为什么会出现这么美的自然现象？海市蜃楼是如何产生的？

设计意图：给学生提供感性认知，用海市蜃楼的自然现象，让学生感受物理世界中的“美”.

第二关（模拟实验）：海市蜃楼，是一种大气光学现象.光线经过不同密度的空气层后发生显著折射，使远处景物显示在半空中或地面上的奇异幻景（如图13所示）.

用透明塑料圆弧形水槽（自制教具，也可以用普通水槽），装满水，在水槽中均匀洒上一层盐，静置半个小时以上，在较暗的环境下，用功率大的绿色激光笔，从水槽一侧射入，可以看到光在密度不均匀的水中沿曲线传播（如图14所示）.

设计意图：分析海市蜃楼产生的原因，进行实验模拟，学习相关物理知识，让学生不仅可以看见美，还能创造美.

第三关（物理之美）：用海市蜃楼的自然现象，让学生感受物理世界的“美”，分析海市蜃楼产生的原因.结合实验模拟，通过理论结合实际，让学生不但懂得欣赏美，还可以创造美.

设计意图：从感性认知到理性认知，引导学生进一步学习理解相关内容.充分展示物理世界的美，是一种动人心弦的美，激起学生对物理世界由衷的赞叹.

3 小结

本文以真善美理念为指导，进一步完善中学物理闯关型教学模式，并以初中物理绪论课“科学之旅”为例，对该模式在初中物理教学中的应用进行说明.通过低压沸腾、热机、海市蜃楼等实验闯关，让学生在绪论课中体会到物理世界的“真”“善”“美”，有助于学生物理学习兴趣的提高和物理核心素养的发展，以及对学生人文素养的培养，具有研究推广意义.

参考文献：

[1]谢桂英.中学物理闯关型教学模式研究[J].中学物理，2021，39（06）：26-28.

[2]吴加澍.对物理教学的哲学思考[J].课程·教材·教法，2005（07）：64-69.

[3]谢桂英，彭妙，余耿华.自制低成本汽油机工作原理实验演示仪改进创新及教学应用[J].物理教师，2019，40（09）：53-55.

[4]余耿华.指向高阶思维的高中物理实验闯关教学策略探索——以必修1“力的分解”一课为例[J].物理教师，2020，41（07）：16-19.

[5]殷明，刘电芝.身心融合学习：具身认知及其教育意蕴[J].课程.教材.教法，2015，35（07）：57-65.

（收稿日期：2021-04-19）