基于“三重融合”模型的初中物理课堂教学改革与创新探究
2023-02-05张雅茹
摘 要:物理学科的知识体系非常完备,由于它在教学实践过程中有着区别于其他学科的大量实验,所以形成了自身较为独特的思维特点。初中生在首次学习这一门实践性与逻辑性较强的学科时,难免会感到力不从心,久而久之,很容易打击学生学习物理知识的积极性。为了解决这一教学难题,文章将基于“三重融合”模型,重点分析初中物理课堂教学改革与创新的思路,并结合实际教学案例进行分析讲解,以期能切实提升初中物理教学的实效性。
关键词:“三重融合”;初中物理;物理思维
中图分类号:G633.7
文献标识码:A
文章编号:1673-8918(2023)51-0105-04
近些年,在“双减”背景之下,初中学科教学需要做到减负提质。这对教师教学提出了更高的要求,因此必须通过改革创新,来使得学校教育的质量得到显著的提升。其中,初中物理教师应该从教学方法的角度入手,通过利用“三重融合”模型,来帮助学生逐步形成较为完善的物理思维,进而不断提高初中物理课堂教学的实效性。具体来说,教师应该创新物理教学的思路,并基于“三重融合”模型来打造生动、高效的物理课堂,这样才能达到减负提质的教学目的。
一、 物理思维中的“三重融合”模型
“三重融合”模型是物理思维的一种,具体来说,包含了心理学层面的“三重思维”即实践(动作)思维、形象思维以及逻辑思维,这三类思维是逐级递进的,因此物理思维需以这三重思维作为基本引领。在此基础上,需要创设“三维场景”,即现实、物理以及数理这三个不同维度的场景,以令学生的思维可在这三类场景中得以外化。最终需要做到突破物理教学汇总的“三大堵点”,即物理教学中面临的三大问题与困难,具体包含题目审读、图像绘制以及列式计算。
二、 从“三重融合”视角出发分析初中物理教学的现状
长期以来,对初中生学习物理遇到的各种困难都可以归咎于上文提到的“三大堵点”:一是在题目审读方面,有的初中生由于不具备物理思维,所以阅读题目的时候常常出现读不懂题目的情况;二是在图像绘制方面,初中生并不具备较强的建模思维,当他们拿到物理题目时,时常无法根据题目内容正确画图;三是在列式计算方面,学生如果难以突破前两大堵点,那么自然不会列出正确的算式,即便部分学生可以读懂题目并绘制图像,但是因为在推理应用方面缺乏灵活性,所以也很难列对算式并进行高效计算。
而在前文中所叙述的“三重思维”,实际上可以与学生所面临的“三大堵点”一一对应起来。具体来说,实践(运动)思维,实际上代表的是一种具物思维,它必须以实际的动作作为基础。而形象思维就是人们常说的具象思维,它是以事物的具体形象和外显表象作为基础的一种思维。逻辑思维即抽象思维,它的形式为概念、判断以及推理。
题目审读方面堵点的形成是由于学生的实践思维存在问题,即学生在教学实践性的环节中出现了领悟困难的情况,通常可能是缺乏实践操练的机会,或者是在实验教学的实践演练中,并没有深刻领悟其中的内涵。而在图像绘制方面的问题是因为学生的形象思维发展不全面,他们可能是因为不会画建模,也可能是因为不会表达图示中的内容,所以在表达上缺乏准确性。在列式计算方面,主要是考验学生的逻辑思维,如果他们无法通过推理等办法进行列式计算,那么便无法有效运用各种物理学公式,自然就不能算出正确的答案。
针对这“三大堵点”,一旦找准了其形成的原因即“三重思维”方面的问题,那么就需要借助有效的手段一一解决,即前文提到的“三维场景”,通过现实场景的搭建可以帮助学生学会读懂题目;创设物理场景,能够让学生掌握建模绘图的方法,并找到问题解决的路径;最终形成数理场景即可令学生通过列出正确的算式,来求得正确答案。而“三重融合”需要在師生一体化的前提下,形成大的物理场景,以此帮助学生形成物理学科思维。
三、 基于“三重融合”模型初中物理教学改革创新的意义
(一)有利于学生物理学习能力的提高
初中物理教师不仅要将书本知识教给学生,同时还应该让学生的物理学习能力得到提升。基于“三重融合”模型,物理课堂应该变得更加有活力,这样教师才能有效引导学生进行思考与学习。当学生能够较好地应用适合自身的学习方法,并逐渐形成自我独特的学习风格时,他们的学习能力便能得到不断提升。因而,基于“三重融合”模型所构建的新型初中物理课堂,有利于促进初中生自学能力的不断提升。
(二)有利于物理课堂教学效率的提升
初中物理教师在有限的课堂时间内需要为学生传授相应的物理知识,这样才能确保教学进度不迟滞,且尽可能地完成教学任务。在这样的要求之下,物理教师必须想方设法地提升物理课堂教学的有效性。而基于“三重融合”模型所构建的新型初中物理课堂,可以有效地将初中生对物理学习的兴趣激发出来,同时能够令教学更有序地推进,从而提升教学效率。不仅如此,基于“三重融合”模型所构建的新型初中物理课堂,还可以令学生更积极地参与到各种教学活动中,在这一过程中,教师可以帮助学生及时解决各种问题,并帮助他们把握住物理知识学习过程中的重难点,从而确保课堂可以更为高效地开展,以此提升初中物理教学的实效性。
(三)有利于学生综合素质的提升
初中生综合素养包含个人素养与学科素质,在推行素质教育的今天,学生需要得到全面发展。而物理学科核心素养包含四个方面,即物理观念、物理思维、物理实验方法、物理学科品质。具体来说,在素质教育与学科素养的导向下,初中生要形成尊重科学与求真务实的基本物理观念,同时在学习过程中,也应该做到善于思考和质疑,不断利用自己所学的知识来进行推理,最终形成对客观事物的正确认知,以此令学生产生尊重客观规律的物理思维。物理实验方法是初中生在实验过程中才能掌握的学科核心素养,只有在高效课堂中,学生才能掌握各项实验步骤,并逐渐形成用实验方法解决实际问题的思维。这一过程中,学生的自主探究能力也会随之提高。学生物理学科品质的培养,需要教师不断引导学生积极主动思考,并做到大胆质疑、自主探索,在表达自己想法的基础上,将思想付诸实践,以此令初中生可以在自学、合作、相互交流促进的过程中,不断去探索物理世界。故而基于“三重融合”模型所构建的新型初中物理课堂,可以使得学生的综合素质与学科核心素养都得到提升,最终使得初中生逐渐成为综合型人才。
四、 基于“三重融合”模型初中物理教学改革创新的思路
(一)坚持课堂教学中学生的主体性
在课堂教学活动中,学生始终是活动的主体。教师应该在明确学生地位的基础上,通过丰富、优化课堂教学过程,来使得学生对物理学科知识产生更为浓厚的学习兴趣,从而提升学生参与物理课堂活动的积极性与主动性。具体来说,教师除了要利用生动的教学情境将学生引领进物理的世界,同时还应该用有效的物理问题来激活学生的物理思维。此外,初中物理教师还应该多运用激励性的评价语言来调动学生学习物理学科的内驱力。教师要为学生提供自我展示的机会和舞台,并通过树立榜样来形成良好的班级学习氛围,以先进带动后进。唯有如此,初中物理课堂才会变得更加富有活力且高效。
(二)设计物理教学思维具象图式
当教师在明确了教学的课题与目标之后,需要根据教学目标对教学的内容进行整合,并完善教学的流程,以有效落实初中物理学科教学中学生物理思维与学科核心素养培养的关键性工作,即要令学生在脑海中构建起物理思维图。具体来讲,为让初中生在脑海中形成较为完整的知识网络,必须让其在脑海中构建起相应的思维图式。而图式的形成并非空想,需要教师对学生进行引导,基于学生原本的认知水平,引导学生在脑海中构建起阶梯式的具象物理思维图式。通常情况下,要求初中物理教师必须能够明确初中物理知识网络与初中生的思维认知规律,最终构建逻辑性较强且存在递进关系的物理思维图式。
(三)针对教学内容完成情境创设
初中教师为学生创设体验式、开放式、启发式与感知式的教学情境,能够让学生在轻松的氛围中实现高效学习。这是由于情境的创设能令学生在探究、活动、问题化与故事化的情境中,逐渐形成科学的探究思维与学习态度,继而树立科学化、合理化、体系化的物理思维模型。
具体来说,在教师创设的物理教学情境当中,学生可以参与到沉浸式体验性学习过程中,这时学生会产生直观的感受,并在教师的引导下完成多次物理建模,从而切实推动他们物理学科思维与素质的发展。
(四)始终以问题为驱动引发思考
在问题化驱动下,学生的思维活跃度可以得到有效激发。首先,物理问题的设置必须结合初中生的思维认知梯度,这样一来,所提出的问题才能有较为明显的层次性。即物理情境问题需要明确问题之间的层层递进的逻辑关系,这样才能令学生在探究过程中,明确物理知识的内在本质。其次,教师在创设问题化的情境时,需要注意问题与学生本身认知之间的差异和冲突,即明确学生的最近发展区,这样学生才能够主动分析问题并重构其原本的物理认知结构,进而获取到新的物理知识。不仅如此,这种问题驱动模式,还有利于培养初中生勤思、坚持以及勇于质疑的物理精神品质,并能切实促进他们物理学科思维能力的提高。
五、 初中物理教学案例解析
(一)案例一:沪科版八年级第四章第三讲《光的折射》
1. 创设物理情境导入课题
教师提前准备透明玻璃杯、不透明水杯、水、铅笔、硬币等教具,先在透明玻璃杯中盛上水,此时教师将铅笔放入杯子中,让学生进行观察,并让学生说出自己所发现的奇异现象。学生会直观地看到铅笔在水中被分为两截。继而教师邀请学生一起完成第二个实验,即将硬币放入不透明的水杯中,让学生保持视线在杯子上方然后不断后退,直至看不到其中的硬币,这时要求学生站定,并向杯子中加水,当水位不断升高至一定程度时,学生便会发现,又可以看到硬币了。在這种直观的实验过程中,学生在物理知识方面的认知冲突就产生了,能够引起他们强烈的好奇心,从而积极地投入后续学习的过程中。
2. 实验探究与问题驱动相结合
教师对物理现象的解释要顺势而为,当学生的积极性被激发以后,此时就应该对学生加以引导,首先明确以上现象都是因为光的折射而产生变化的,继而提出问题:“光在产生折射现象的时候都有什么样的特点?”在提出问题后,教师需要引导学生通过实验探究的形式来完成初步建模,即明确导入实验中,需要将铅笔与自身的视线当作是光的光路,接着教师为学生播放光路的实验模拟微课视频,并对学生的自主探究进行点拨。在此过程中,学生便能完成初步建模,最终经过实验探究后也可以明确得知光线折射角度大小的一般性规律。
3. 巧设陷阱问题情境开展深度学习
教师可以采用巧设陷阱问题情境的形式,来引导学生开展小组合作形式的深度学习,以避免对物理知识的片面理解。在学生初步了解了光折射现象的基础上,教师为学生播放视频资料,展示神奇的“海市蜃楼”现象,此时提问:“这种现象是否符合光的折射规律?”学生会感到疑惑,部分学生认为它们是有联系的,但是也有部分学生认为它们之间是无关的,这时教师应该做到顺势引导并予以点拨,让学生思考该如何利用之前所学的光折射理论来进行推导证明。这一过程中,学生便能在小组合作式的深度学习过程中,最终明确其物理原理以及相应的联系。
(二)案例二:沪科版九年级第十六章第三讲《测量电功率》
1. 观察思索激活物理思维
电力学当中,由于电流、电压、电功率等都是看不见的,但是可以让学生通过实验探究,来观察灯泡的亮度,以此来判断。教师需要提出问题:“是100W的灯泡亮,还是60W的灯泡亮?”此时组织学生进行实验探究。首先,可以将两个灯泡并联在200V的电源线路中,然后启动电源,让学生进行观察,看哪个灯泡比较亮。这时,教师再引导学生思考“如果将并联的方式改为串联,又会发生什么情况”。这时学生通过实验进行探究会发现,若是采用串联的方式,原本并联中100W灯泡比60W灯泡亮的情况会忽然翻转过来,此时更亮的灯泡是60W的,而并非100W。学生在观察与实践的过程中,就会产生疑惑,而教师则需要在学生观察的同时,进一步对他们进行引导,以明确额定功率与实际功率之间的区别。
2. 通过合作学习落实模型建构
教师需要为学生介绍变阻器的使用方法,并组织学生以合作学习的模式来形成相应的结构模型。根据原本设计好的电路图,学生在合作学习的过程中会不断将滑动变阻器的电阻值进行调节,继而再进行相应的实验,实验过程中需要对小灯泡的发光情况、电压表和电流表的示数等相关的内容进行数据收集,最终完成小组合作推演。这样一来,初中生就可以在合作探究的过程中构建起较为完善的物理知识模型与网络,从而树立学习物理学科的信心,并逐渐形成具体问题具体分析的物理思维。
(三)案例三:沪科版八年级第二章《运动的世界》
1. 创设感知式故事情境
在学习《动与静》这一节时,教师可以通过创设感知式故事情境开展教学。先让学生观看视频片段,视频中呈現出动物奔跑、汽车行进等动态的画面,同时又呈现出两辆匀速并行的火车。这时提出问题:“视频中的各种物体,哪些是动态的,哪些是静态的?”其实问题并不难回答,但是当教师明确两辆匀速并行的火车,它们二者之间是相对静止的,便会让学生感到疑惑。此时引出“相对静止”“相对运动”“参照物”等具体概念,便可以有效地引起学生的思考与讨论。
2. 创设体验式探究情境
为了帮助学生理解“测量误差”的概念,教师可以让学生分别利用毫米尺、厘米尺以及分米尺来测量教室内地砖的长度。学生在直接体验的过程中,便会结合实际问题深入思考,用不同的尺子测量出来的数值之间有一定的差异,而且不同的人在测量的过程中,也出现了读数上的误差,尤其是利用毫米尺的时候,每个人的估测都会出现误差。这样一来,便能够帮助学生在脑海中逐渐构建起相应的物理知识体系。
3. 创设启发式问题情境
学习“速度的变化”时,教师可以利用生活中的实际问题来对学生进行启发式引导。以学生熟悉的运动会长跑比赛为例,要求学生分析运动员在跑步的过程中,运动速度是否发生了变化。在这一过程中,教师应鼓励学生要利用实际的测量数据来说明问题,这样便能在较为真实的问题情境中,让学生通过自主探索来逐渐形成实践探究的学科思维。
六、 结论
综上所述,初中物理教学中借助“三重融合”模型,便可以实现“学生是主体与基础,利用问题进行思维拓展引导,以情境教学为依托,将学科思维培养作为教学目标,并以物理实验教学为呈现形式所开展科学探究活动与科学精神教育”式的初中物理高效课堂。唯有如此,才能真正做到改革、创新、优化初中物理课堂教学,也才能为培养初中生的物理学科思维与素质提供助力。
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课题项目:文章系2022年晋江市基础教育教学改革专项课题“‘新课标’背景下‘三重融合’模型在初中数理教学中的应用研究”(立项编号:JJ2022-ZX33)的研究成果。
作者简介:张雅茹(1992~),女,汉族,福建晋江人,晋江市高登中学,研究方向:初中物理。