思维先导 资源重构 生本课堂——以“物体的浮与沉”教学为例

苏宏健 卢大鹏

(1. 江苏省扬州市邗江区黄珏学校,江苏 扬州 225118;2. 江苏省扬州市邗江区教育局教研室,江苏 扬州 225002)

1 引言

物理教育致力于学生的发展，促进学生掌握现代生活和学习所必需的知识与技能，同时培育他们的科学思维和创新能力,让学生能像科学家一样探究。在课堂中，通过讨论交流、合作探究等方式，激发学生思维的发生、思辨水平的提升，从而让学生真正成为物理学习的主人,促进学生科学思维能力的提升。

2 践行生本课堂

义务教育物理课程标准提出了“为了学生终身发展”的基本理念，这就要求物理教学落实以人为本的教学理念，践行生本课堂。践行生本课堂的基本策略是重构教材资源，提高学生的科学思维能力。

2.1 创设情境，催生问题，激发科学思维

在“物体的浮与沉”这一节，苏科版物理教材展示了“浮沉子”的魔术道具——“神奇的小章鱼”。如图1所示，用手挤压、松开瓶体后，“小章鱼”可以实现沉、浮。

为什么“小章鱼”刚开始是浮在水面上的？为什么手对瓶体施加压力，“小章鱼”能沉下去？为什么停止施加压力，“小章鱼”会浮上来？

在初步思考的基础上，学生的问题会得到进一步提炼：手对瓶体施加压力会导致瓶中的气压增大吗？气压增大，会导致水进入“小章鱼”中吗？水进入后，会导致“小章鱼”所受的重力增大吗？

依托情境，学生感受强烈、兴趣浓厚，同时还能对细致观察到的现象提出有层次的问题，学生有价值的提问就是科学思维的结果，课堂会因为学生的问题而变得有意义。

2.2 思行结合，合作互补，促进思维层次的提升

在初中物理教学中，教师必须给学生充分的思考、实践的时间和空间。苏科版物理教材安排了“探究怎样使物体上浮或下沉”的活动，学生可自主替换生活中的其他物品参与实验。依据实验现象提出问题：如何使下沉的物体上浮、上浮的物体下沉？这一过程要尽可能给学生多一些活动的空间，鼓励学生运用已有的知识主动大胆地联想、推测，从不同角度去分析问题，寻找解决问题的思路，让学生真正成为学习的主人，成为问题的思考者和解答者。通过设置“是否可行”“如何改进”等教学环节,构筑学生的思维梯度，使学生感悟到：为使问题得以解决，不仅要在思考中实践，还需在实践中思考。

深入的合作有利于引发新的问题，每个学生都有其独特的个性，有不同于他人的观察、思考和解决问题的方式。学生以学习小组为单位通过协作交流，有利于让学生明白对同一个问题可以有多种解决路径，从而引发认知冲突。例如，小组成员面向全班展示“使下沉的物体上浮、上浮的物体下沉”时，允许老师、其他学习小组的同学对探究过程和结果提出不同意见，并认真思考别人的意见，以致“群智涌现”，促进创新思维的发展。

2.3 合理猜想，迁移推理，促进科学思维的生成

猜想是发展学生科学思维的前提和关键, 教师提出问题：从物体受力的角度看，同学们的实验操作中分别改变了哪些力的大小?是如何改变的? 针对这个问题，学生结合所学知识提出合理猜想：浮力和重力，并能说出猜想依据：“苹果上捆绑铁块能下沉，是因为增加了苹果自身总重力”“将橡皮泥捏成空心球能上浮，是因为增大了排开水的体积导致浮力增大”，还有同学大胆提出：“混合密度或平均密度发生改变”，尽管此猜想偏离了受力分析角度，但也是一种独特见解，在教学中要保护这种创新思维的生成。

猜想是否正确？要以实验事实和已有知识为依据，通过推理而作出判断。在“认识浮力与重力的大小关系”时，引导学生思维迁移，运用前面所学“力与运动的关系”来反推浮力与重力的大小关系，由结果推理出原因。学生结合前面所观察到的不同物体在液体中出现的下沉、悬浮、上浮、最终漂浮的几种情况，从力与运动关系的角度分析物体的运动状态，很快便找到出现这些状态的根本原因：受力情况不同。特别是关于上浮直至漂浮的物体，需要给学生足够的交流时间，让学生充分辨析这个过程的变化，在思辨中理清思路。带着“重力没有变，但浮力改变”这个疑问，学生进一步思考分析，发现是排开液体的体积发生了改变，运用反向推理，训练学生的逻辑思维能力，提高了学生多角度解决问题的能力。

2.4 实体建模,改进实验,助力科学思维的发展

物理模型是通过科学思维对物理世界中原事物的抽象描述，在初中物理教学中，较少对学生提及建模。由于初中是学生思维由经验型向理论型过渡的阶段，初中生的思维在很大程度上属于经验型，所以建构具体、直观的物理模型有助于学生的思维活动。

课前以制作“浮沉子”作为预习小实验，而后又以魔术道具“小章鱼”引入，此时再通过实验改进，用吸管建构“小章鱼”的浮沉模型(图2)，学生的科学思维被层层激发。

图2

建模不仅让学生对开场魔术的好奇心得到了延续，更以揭秘的形式真正理解浮沉条件。学生通过实践并仔细观察后，便不难发现：挤压大瓶，致使少量水进入吸管，吸管的自重增大从而下沉，真实易见的物理模型帮助学生理清了思维过程，让学生既知其然，又知其所以然。

2.5 综合实践，学以致用，促进科学思维的拓展

苏科版初中物理教材与时俱进，将综合实践活动作为学生“学中做、做中学”的重要平台，有效地将学生的思维、观察和综合能力自然连接，促成了思维能力和创新能力的发展。可将“生活·物理·社会”栏目中“潜水艇的浮沉”与制作潜水艇模型的作业题有机整合为实践活动。

学生先自主阅读，而后小组合作自制潜水艇，在共同探讨设计思路、选取合适材料、绘制模型简图等过程中，组员间势必会相互质疑，组内部分成员的做法和思路往往能得到其他组员的认同，个别组员的思路似乎也有道理，此时认同和排斥共生，这正是合作过程中组内成员思维碰撞的结果，组员在质疑和争辩的过程中不断理解问题。在探究“加配重”的必要性这一问题时，小组中的被质疑方通过问题分析，提出：若不加配重，模型自重轻会使水难以进入，无法顺利下潜，继而再动手演示，质疑方自然心服口服。组员间的合作、质疑提高了同伴的分析水平，同时通过自己的反思将别人的评价转化为自己的智慧，进一步拓展了学生科学思维的发展空间。

3 结语

苏科版物理教材聚焦真实问题、着力培养学生的科学思维，只有当施教者盘活了教材资源，才能用好教材培养学生的科学思维，实现无形的“减负”。重构教材资源可以更好地使学生成为知识的探究者、获取者,更有实效地践行物理生本课堂，体现物理教学丰富的育人价值。