基于建构主义理论的初中物理体验式教学实践策略

倪文倩

(江苏省淮阴中学新城校区,江苏 淮安 223001)

体验式教学旨在将抽象的物理知识教学通过直观可见的物理现象,增强学生在学习过程中的体验感,通过强化对物理现象的直观认知深化对物理现象本质原理的理解,是一种以学生为课堂主体,教师适当引导的新教学模式.在体验式教学中学生能够体验并参与到物理知识的观察、分析和原理形成各个阶段,体验知识形成过程中的成就感,从而全面提高学生的综合素养,下面就如何开展体验式教学,提以下三点策略.

1 拓展生活资源,体验学科观念

体验式课堂的开展应结合学生的认知水平和思维特点,以学生容易接受并且乐于解决的问题为切入点可以更充分调动学生的积极性.因此,教师应结合生活资源拓展,引导学生观察分析生活现象,利用物理原理解决生活问题,从而加深学生的物理学习体验,培养物理学科核心素养.

1.1 观察生活现象,建构认知模型

物理来源于生活,各种物理现象和对应的物理规律与生活息息相关,所以观察生活现象建构与之相关的物理认知模型是增强学生物理学习体验的最佳手段.因此,教师应结合教学内容,合理地拓展生活资源,引领学生以物理学视角观察分析并解释生活中的物理现象,从而建构物理认知模型.

比如在讲解八年级上册《光的折射》这一节内容时,结合生活中常见的光的折射现象开展体验式教学,首先结合PPT展示生活中可见的折射现象,如“盛满水的玻璃杯中折断的筷子”“变浅的泳池池底”“天空中出现的三日同辉”等,然后结合前几节所学的光的传播相关知识引领学生分析出现上述现象的原因,通过分析会发现在上述几种现象中都是光线经过了不同的介质,学生清楚同种均匀介质中光沿直线传播,所以老师可提出是不是因为不同介质交界处不再沿直线传播?在此基础上教师引导,介绍光的折射原理,并给出典型的折射光路图,让学生更加直观地感受到折射现象.

由此可见,结合生活现象分析物理知识原理,可以有效地提高学生的课堂参与性,让学生积极主动探究分析,结合已有的知识储备分析出现物理现象的本质原因,在探究的过程中形成相应的知识体验,完成认知模型的建构.

1.2 解决生活问题,深化抽象认知

学生畏惧物理的一个主要原因在于难以实践应用,不会运用物理知识解决实际问题,体验不到基于物理学习解决生活问题的成就感.因此,教师要创设问题解决情境,引导学生利用所学物理知识解决生活中遇到的问题,从而深化对物理抽象知识的认知,提升学生的物理应用水平.

比如在讲解《家庭安全用电》这一节时,引入生活问题:“小明家卧室的电灯开关接在火线上,当开关接通后电灯不亮,小明基于所学的物理知识用测电笔分别测量了开关两端以及灯泡两端,三处氖泡都发光,那么问题出现在哪一段电路呢?”首先引领学生回忆测电笔的原理,当其接在火线上时氖泡发光,在这一问题中闭合开关后,开关两端以及灯泡两端测电笔的氖泡均发光,说明从火线到灯泡这一段电路不存在问题,但是灯泡没亮说明并没有构成闭合回路,因此只可能是灯泡到零线这一段导线出现断路,电流无法从火线流向零线,灯泡不亮.

由此可见,在解决生活问题的过程中,同学们需要将所学的物理知识融会贯通,将其中的抽象原理与实际生活问题相结合,找出解决问题的方法,同时基于生活问题的挑战性能够有效激发学生的探知欲望,战胜畏难心理,在实际解题过程中提升物理体验,助力物理学科观念的形成.

2 设置驱动问题,体验科学探究

物理具有很强的科学探究性,所以在学习过程中不能忽视学生的自主探究过程,需要让同学们在自主探究中获得物理知识形成体验,并养成科学探究的习惯.因此,教师应结合问题驱动式教学方法,合理地设计探究驱动问题,适当引导探究方向,加强科学探究体验,提升物理核心素养.

2.1 层进式,由浅入深

物理科学探究需遵循递进的规律,由浅入深地从物理现象表面逐渐深入分析现象的本质原因.所以驱动问题的设置也应当具备层进式特点,充分考虑物理探究的规律和学生的认知发展特点,将复杂的问题拆解为具有递进的分层问题,引导学生逐渐深入探究,体验其中蕴含的物理规律.

比如在讲解《物体的浮与沉》这一节时,设计驱动问题引领学生探究物体浮与沉的条件.提出层进式问题如下:“首先观察物体在水中的浮沉现象,对物体受力分析并总结规律,根据规律探析其中的异同,最后分析得出物体浮与沉的条件.”对于第一个问题,引导学生观察相同重量不同体积的物体在水中的现象会发现体积较小的物体沉底而体积较大的物体飘浮在水面,两者都静止,对其受力分析可以发现漂浮的物体仅受到重力和浮力作用,二力平衡,而沉底的物体同时受到重力、弹力以及浮力的作用,并且浮力加弹力等于重力.对比两种情况可以得出规律,物体的沉与浮与物体受到浮力和重力大小的关系存在物理关联.进一步总结分析可以得出结论当F浮大于灯油mg时物体漂浮或悬浮,当F浮小于mg时,重力大于浮力,物体下沉,最后物体沉在水底.

由此可见,设置层进式问题驱动,将复杂的物理探究过程拆分为便于学生理解简的单步骤,不仅可以引导学生由浅入深进行规律探究,还可以增强学生在探究过程中的体验感,调动学生的探究积极性,打造更加高效的课堂.

2.2 实验式,由表及里

教师需要结合初中物理当中的实验内容开展实验活动,在活动中通过实验问题的设置,引领学生掌握物理实验探究的方法,学会如何分析实验现象并总结其中蕴含的物理规律,由表及里实现物理规律教学.

比如在讲解《物质的密度》这一节时,开展实验活动引领学生自主实验探究密度的计算公式,并掌握用实验测量物体密度的方法.首先提出问题:“分析物体的密度与什么因素有关?如何在实验中测量物体的质量和体积?”根据所学内容学生直观地认为密度ρ必然与质量m以及体积V之间存在某种关联.然后设计实验测量相同质量的不同物体的体积,最后根据实验数据分析其中的数据关系.根据以往的实验经验,同学们确定用天平测量物体质量m,用量筒排水测量物体的体积V.通过分析实验结果同学们发现,相同物体质量与体积的比值为一个定值,从而可以得出结论为物体的密度ρ=m/V.

由此可见,实验探究作为物理学科不可或缺的重要内容,教师应有意识地提升实验教学的效率,加强学生在实验过程中的体验感,以问题驱动的方式引领学生由表及里经历从现象到本质的过程,获取相应的实验体验的同时,实现物理规律和实验探究方法的体系建构.

3 联系学史知识,体验责任态度

科学责任和态度是物理学科的核心素养之一,学史教育中可渗透引导学生观察历代物理学家发现并总结相应物理规律,是培养科学责任和态度的最佳手段,教师在教学过程中应联系学史内容,开展体验式课堂,帮助学生体验物理学科的责任态度.

3.1 了解曲折过程,懂得持之以恒

物理规律的发现和建立都是一个曲折且漫长的过程,这恰好体现出了物理规律探索中蕴含的持之以恒的责任感和态度.

比如在讲解八年级下册《气体的压强》这一节时,结合大气压强的发现、证明以及测量的发展过程开展体验式课堂,让学生了解物理规律发展的艰辛历程.首先是在1654年,马德堡格里克市长进行了著名的“马德堡半球实验”,用16匹马向相反方向拉开两个抽出球内空气的金属半球,向学生展示这一实验的原理样图,两个半球没有其他连接结构,仅受到大气压力的作用紧紧贴在一起,需要很大力气才能拉开,从而证明了大气压的存在.第二阶段,“托里拆利实验”成功地利用水银柱得到了大气压强的表现形式,该实验将一个装满水银的玻璃管口朝下放进装有水银的槽中,发现试管中的水银有所下降但是并没有完全流入下方的槽内,这一实验在证明了大气压强的作用的同时,根据试管内剩余水银的量可以测量出大气压强的大小F=mg,也就是在平衡后试管内水银的重量等于此时大气压强作用力的大小,进一步地根据F/S=G/S可以估计出P大气压=P水银,从而可以直接计算出大气压强的大小.

由此可见,物理学史知识中蕴含着丰富的情感态度及责任意识,在教学过程中充分地发挥物理学史的作用,将其作为体验式教学的素材,既可以加强学生在学习过程中的体验感,实现物理学史的渗透,培养学生情感态度价值观.

3.2 借鉴典型案例,尝试迁移应用

物理学史中蕴含着丰富的案例,每一位科学家最后得出结论的实验过程和思维方式都具有很强的代表性,教师应有意识地引导学生发现和理解典型物理学史当案例,尝试在典型案例中进行思考,实现学史内容的迁移创新,同时增强学习过程的体验感.

比如在讲解“浮力”这一部分内容时,引入阿基米德原理相关学史.首先引导学生理解阿基米德发现并提出该原理的过程以及实验的思路,在理解的基础上引导学生迁移应用,同学们得到了一种测量液体密度的方法,利用测力计分别测量入水前后的示数即可得到浮力大小F浮,基于阿基米德原理可以指导F浮=m排g,而m排=ρ×V排,所以当根据测力计计算出浮力大小之后,读出入水前后液体体积的变化得到排水量体积大小,就可以根据ρ=F浮/gV排计算出此液体的密度,从而实现了对阿基米德原理的迁移应用.

由此可见,物理学史中的典型案例是学生学习进步的基石,教师应引领学生充分对学习当中的典型案例进行分析理解,掌握历代物理学家科学探究的思路方法,在此基础上,实现相关物理原理的迁移应用,增强体验感的同时,培养学生的物理应用意识.

综上所述,建构主义理论下物理体验式教学对增强学生的体验感,提升学生的物理核心素养有着十分积极的作用,教师应把握体验式教学的实践策略,通过拓展生活资源、设置驱动问题以及联系物理学史知识等方式增强学生学习体验感,激发学生的学习热情.