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生活素材在初中物理教学中的应用

2023-03-22

林区教学 2023年2期
关键词:生活化物理科学

曾 萌

(沈阳市第七中学沈北分校,沈阳 110000)

引言

新制定的物理课程标准依然重视从生活走向物理,从物理走向社会这一课程理念。“教育即生活”最早源于美国教育家杜威的观点,后来我国教育家陶行知先生提出了“生活即教育”这一观点。这就要求教师在教学过程中尽可能地与学生的日常生活相结合,让学生在理解中学习,并防止学生过多地机械学习。利用生活中具体的事实、案例和与之相关的生活经验来激发学生的学习兴趣,有助于学生的主动思考以及物理思维的形成。在学习过程中培养学生的核心素养,也是为其终身学习奠定基础。形成科学思维的前提是理解知识,在此基础上才能逐渐形成科学的态度和价值观。在学习过程中,以学生的基础和理解为中心,综合培养学生的三维目标,培育学生的核心素养。很多学生在学习科学知识之前都会存在一些前概念,生活素材源于学生的生活,有助于学生形成正确的科学观念。因此,生活素材应该运用到教学的各个环节中。

一、创设生活情境帮助学生形成物理观念

在教学中帮助学生形成并应用物理观念很重要,其在教科书中占比很大。“物理观念”是指从物理学的角度形成的物质、运动与相互作用、能量等的基本含义,是对物理概念和规律的推导与提升,是从物理学的角度解释自然现象和解决实际问题的基础[1]。

人教版教材形成的物理观念在教材中呈现的比例为91.8%,应用概念占比82.4%。可以看出,为了促进学生物理观念的形成,教材非常重视物理观念的呈现。利用生活中的情境帮助学生与所学知识相连接,让学生学会从物理学视角去感受身边的事物,并能从物理学角度对周边现象进行解释,进而提升自己解决问题的能力。

教师可以利用学生的感官让学生直接体验科学知识。比如,借助多媒体给学生播放新闻、与生活相关的图片、能激起学生兴趣的文字,引导学生去发现问题。相较于视觉,听觉要灵敏得多,在讲解声现象过程中教师可以借助不同的声音让学生感受声现象的奥妙。在讲解分子运动时,可以用香水让学生快速感受看不见的分子运动这一过程。在讲解看不见的电流时,可以让学生体验一下电流流过的感觉。当然,体验的一定是安全的没有伤害的电流。

好的学习方法可以达到事半功倍的效果,可以借助类比法帮助学生形成物理观念。形成物理观念的前提是要先形成物理概念,有了概念并得出结论,就能产生新的物理观念。类比法可以将新旧知识巧妙地结合在一起。比如,在学习光现象之前学生已经对声现象有了一定的了解,两者之间的概念很相似。光源和声源:光有亮度,声有响度;光有可见光不可见光,声有能听见的频率也有听不见的超声和次声。又如,速度公式是初中学生接触的第一个公式,学生刚接触时肯定对其与路程、时间无关理解得不透彻,可以借助生活中的物品进行类比。在学完速度公式之后,可以借助速度帮助学生理解密度这一公式,通过类比速度帮助学生理解密度和物体的质量、体积也是无关的。再如,学习电流的时候,教师可以通过类比水流帮助学生弥补生活中没办法体会电流的缺陷。

除了类比方法之外,教师还可以借助信息化手段创设接近生活的学习情境。很多抽象的物理知识仅仅依靠教师讲解往往不被理解,解决这一问题可以通过信息化手段直观地呈现,将其和教师讲解相结合,有助于学生在真实情境中加深理解。物理是以实验为基础的学科,如果缺少真实体验,学生往往没有猜想的方向。借助信息化手段可以增强学生的真实体验,让学生在学习之前就有很多想法,带着问题更有针对性地学习。比如,学习重力的时候,可以做一个苹果下落的小动画将学生带入主动思考的情境,学生处于感兴趣的真实情境中思考问题掌握知识后,才能积极主动地以物理的角度看待世界。

对于学生物理观念的形成教师必须给予更多的重视,如果感到无从下手,类比法不失为一个好的方法,此方法有助于培养学生举一反三的能力,进而提高学生的迁移能力,让学生更好地以物理学角度看待周边事物,形成物理观念。另外,借助信息化手段为学生创设真实情境也可以引导学生物理观念的形成。

二、利用生活中的素材简化物理实验,形成科学思维

实验之所以在物理教学中一直处于非常重要的地位,是由于通过实验学生可以直观地感受事物。借助身边随手可得的物品进行实验可以简单展示一些抽象知识,让学生在实验过程中感受物理和生活的紧密性。所以教师在设计实验过程中要借助生活素材设计一些真实、简单的小实验让学生感受生活处处有物理,当知识掌握到一定程度时,才能逐渐形成科学的思维。

根据物理课程标准的要求,很多实验需要在教学过程中讲授新课的同时进行,但在实际教学中受教学场地和教学时间的限制实验不能实施。而利用生活化的素材可以进行模拟实验,也可以巧妙地优化实验过程和时间,最终达到提高课堂效率的目的。但利用生活素材简化实验很考验教师的能力,这就需要教师在上课之前反复验证简化实验的有效性,确保实验有助于课堂效率的提升。

巧妙地利用生活中的素材可以使学生感受到自己距离科学并不遥远。比如,在讲运动的相对性这一知识点时,教师可以利用手边的粉笔、粉笔盒,甚至是学生的文具盒去帮助学生理解这一概念。

善用生活中的素材可以巧妙地将演示实验转换成学生实验,学生通过体验往往可以掌握更多的知识。比如:通过拉紧贴的吸盘去体验马德堡半球实验;在天平的使用过程中,很多学生对平衡螺母的使用部分理解总是存在偏差,可以带领学生自制天平,突出平衡螺母的重要作用,巧妙地将简易天平过渡到实验室用托盘天平,加深学生对这一知识点的理解。

在实验设计过程中要结合生活中有趣的素材引导学生提出问题,只有产生了问题,才能更好地解决问题。生活中的素材和学生生活相贴近,学生善于利用这些熟悉的事物去设计实验,从而在实验探究过程中轻松地提升自己的能力。比如,讲解沸腾这一现象过程中,鼓励学生亲自用纸锅烧水感受这一神奇的现象,否则解释再多也不易打消学生的疑虑。学生在正式学习物理之前一定有很多前概念,可以借助生活中的事例去纠正不正确的前概念。比如,在讲牛顿第一定律的时候列举大量不用力也能运动的事例,让学生在矛盾碰撞过程中纠正力是维持物体运动状态原因这一错误观念,并在此过程中自然而然地形成科学思维。科学思维的形成可以促进能力的提升,这样学生才能更好地将所学知识与生活相联系,从物理学的角度去看待世界。

简化物理实验不仅可以拉近学生和科学知识的距离,还可以拉近学生和教师的距离。由于简化实验门槛低、参与感强,可以激发学生学习的积极性,活跃课堂气氛,学生在快乐学习知识的同时,还能理解知识,并且内化知识,促进科学思维的形成,有助于学生核心素养的提升。笔者在几次生活化实验结束之后对学生进行了访谈,学生表示这种方式使他们开始有意识地用物理解释生活中的现象,促进了科学思维的形成,变得更加关注科技,更爱联系生活实际。因此,这一方法对于培育学生的科学思维和核心素养都大有裨益。

三、利用时代性的生活素材培养学生的科学态度与责任

利用即时的科技素材激发学生的科学精神,提高学生主动探究的意识,勇于探索,进而形成自豪感和责任感。有研究表明,良好的科学态度是有助于提升学习成绩的[2]。而科学态度与责任是新课标对于三维目标的升华,所以将两者结合起来就显得尤为重要。

时代性生活素材并不意味着必须是创新的素材,而那些与生活相脱轨的素材则要减少或摒弃。网络是一把双刃剑,学生通过信息化手段可以快速地接收大量信息,因此教师要筛选有科学价值的信息展示给学生。对于初中学生来说,过于复杂的素材会让其与科学产生距离感,因此要选择符合学生认知水平和需求的素材,并且适当降低参与门槛,让学生通过素材就可以有思路、可以独自探究,得出结论。

比如,“墨子号”是我国发射的世界首颗量子科学实验卫星,对于量子科学学生可能要到大学才有机会接触,但是墨子大家并不陌生,因为墨子最早提出的光沿直线传播,他设计的小孔成像实验是初中第一学期就能接触到的内容,也正是这些科学理论奠定了光通信和量子通信的基础,得以实现地面和卫星的量子通信。可见,虽然量子科学听起来离我们很遥远,但是它的基础学生早已经了解,可以此激发学生的科学精神,形成继续探究物理世界的科学态度。

再如,2021年12月9日,天宫课堂开始了第一次授课,这样的方式无疑拉近了学生和太空之间的距离。航天员为学生展示太空和太空里的物品,还演示了很多神奇的实验现象,并讲解了原理。如浮力实验,放入水中的乒乓球由于失重现象在太空中并没有像学生在课本中学习到的那样飘起来,这使学生对日常经验中的“理想条件”有了新的认识,拓宽了学生的视野。2022年3月23日天宫课堂开始了第二次授课,传播科学知识的同时也激发了学生的航天梦和科学梦。

利用这些时代性的生活素材可以避免学生因为物理的一些“枯燥”概念而失去兴趣。教师应根据学生的思维水平和学习现状灵活转换教学方式。科学态度和责任感作为核心素养的重要组成部分,应引起教师的重视。教师可以通过熟悉的生活素材调动学生学习的积极性,也可以通过时代性的科技提升学生的社会责任感。

四、将生活化素材融入作业中

在“双减”的大背景下,分层作业已经成为一种趋势,“双减”可以解决学优生吃不饱的问题,也可以缓解学困生的无力感,更好地实现因材施教。除了基础性的作业以外,实践性作业也是必不可少的,这种类型的作业有助于学生创造力的提升。生活化的作业无疑是一种很好的选择,可以根据物理学科的特点和学生的学习现状设计作业,让学生有更多的参与感,获得的知识更有“活力”。实践性作业的素材选择要遵循科学性原则,选取的素材不仅要符合知识逻辑,还要符合学生的认知水平,要以物理知识贯穿整个过程,让学生在实践过程中主动进行科学探究,最后得出的结论也必须是科学的。可以让学生自己设计实践方案、选择实践素材,也可以在教师给出的方案基础上自主创新,完善方案。实践作业不仅可以个人完成,还可以组队完成,可以集思广益,在探究过程中培养合作能力。为了提高作业质量,教师布置的作业应具有一定的代表性,这样才可以有效地培养学生的实践能力。

生活化的素材来源于生活的方方面面,但由于学生的学习时间大部分在学校,因此应鼓励学生积极利用学校的课程资源。比如,在长度与时间的测量中关于秒表的使用这一知识点,可以让学生在校内拿着秒表去实际测量,秒表的读数问题便很容易得到解决。在学校之外依然有很多可利用的资源,要鼓励学生多关注科技,观看“天宫课堂”,参观博物馆、科技馆等都是一个获取科技知识的好渠道。

利用生活化的素材可以设计以下几种类型的作业:

1.实践性作业

实践性作业可以让学生在探究的同时去感知物理,不仅使能力得到提升,还能巩固物理知识。比如,在学习电功率时,可以将家里的电热毯进行拆解,让学生观察电热毯的元件结构并设计电热毯的低、中、高温三档,让学生学以致用,增强体验感。又如,在学习大气压强过程中,很多学生认为自己能用吸管喝水是吸上来的,为了改变这一观点,可以借助奶瓶,将奶嘴扎一个小孔,让学生实际操作一下就能发现,光靠吸是吸不上来的。

2.阅读理解作业

阅读理解能力对物理问题的解决有很大的帮助,在解决问题过程中能又快又准地找到题眼,进而快速找到问题的答案。让学生阅读熟悉的物理语言,也有助于提升学生的物理素养。比如,可以找一段综合性的短文考查学生的表述能力,短文内容尽可能地涵盖综合性的知识点,让学生对易混淆的知识点进行区分。这样不仅可以提升学生的思维和表达能力,还能够加强学科间的联系。

3.应用巩固作业

良好的情境可以激发学生完成作业的热情。在生活情境中完成作业并巩固知识点,可以提高学生解决问题的能力。比如,冰箱、台灯、路灯等这些物品都有助于学生对串并联电路的理解。在学习物体的沉浮条件知识点之后,可以让学生回家煮汤圆或者饺子,观察其刚放入锅中的状态和熟了之后的状态并对其进行受力分析,之后再把降温的汤圆或者饺子放入水中,观察其状态并同时进行受力分析。学生通过生活现象对所学知识有一个感官认识,有助于内化所学知识。

很多学生认为,相较于传统的文本作业,实践作业具有一定的难度,在实践过程中大脑需要不停地思考,动手能力可能直接决定实践作业的优劣。这就要求学生能学以致用,学会知识还不够,还要利用知识解决生活中的问题。笔者发现,学生在完成实践作业之后的成就感远比做对一张卷子强得多。经历了实践过程,学生的思维能力和创造能力都有很大提升。但是实践性作业不适合布置得过于频繁,安排在周末或者寒暑假比较适合,要遵循适度性原则。

结语

物理与生活息息相关,教师应教会学生从物理学的角度看待世界,形成良好的物理观念,能用物理思维解决生活中的实际问题,并在社会实践中形成科学态度和责任感,为终身学习打下良好的基础。生活化的素材积累和运用过程考验着教师的素材利用与设计能力,有趣的生活化素材不仅可以避免物理的枯燥性,还能够激发学生的学习兴趣,对学生的物理学习有着极大的帮助。所以,对于生活化教学资源教师应充分选择和合理应用,以提高物理教学的质量。

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