生活情境视域下初高中物理衔接教学设计*——以校本课“厨房里的物理知识”为例

李晓青

(天津市静海区北师大实验学校 天津 301636)

关成刚

(人民教育出版社博士后科研工作站 北京 100081)

1 引言

我校是一所地处城乡结合部、中考录取为第五批次的普通高中,学生入校分数偏低(尤其理综),学习主动性不高,在教学实践中深刻地感受到这些问题在初高中物理衔接阶段,给高中教学工作尤其是高一物理教学工作带来的困难.为了扭转这种局面,尽可能减少刚入高中不久就放弃物理科目的学生人数,笔者借助学校开设“校本课程研讨课”平台,秉承上好开学第一课的原则,针对高一刚入学的学生着手开发了《厨房里的物理知识》校本课程.本课在设计过程中考虑到学生的知识储备情况,避开了常规通过某个知识作为切入点,而是奉行“关注学生生活环境、关注学生主动参与”的核心理念,借助学生比较熟悉的生活场景——厨房创设直观形象、具体可感知的、富有情感色彩的场景进行教学.走出课堂,走进生活,充分调动学生的求知欲,使学生在参与课堂的过程中对已学过的初中物理知识进行再现与重构,同时拉近他们与高中物理知识的距离,培养学生积极学习物理的兴趣,坚定学生学习物理的信心,减轻教师在初高中衔接阶段物理教学工作中的困难.

2 教学设计与实施

研读教育部印发的《义务教育物理课程标准(2011 年版)》和《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》,前者提出“从生活走向物理,从物理走向社会:贴近学生生活,符合学生认知特点,激发并保持学生的学习兴趣,让学生通过学习和探索掌握物理学的基础知识与基本技能,并能将其运用于实践,为以后的学习、生活和工作打下基础”[1],后者提出“引导学生自主学习,提倡教学方式多样化:通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习环境,培养和发展学生的自主学习能力.通过多样化的教学方式,利用现代信息技术,引导学生理解物理学的本质,整体人是自然界,形成科学思维习惯,增强科学探究能力和解决实际问题的能力”[2].本节课的授课对象是物理基础较弱的高一新入学学生,从知识上看,他们虽然已学习了初中物理知识,但脑海中仅留存模糊记忆;从思维上看,没有形成科学的物理思维习惯,在用物理知识解决具体问题上存在一定的困难;从情境上看,他们对生活问题具有一定的感性经验.

基于以上分析,本教学设计依据规范和指导中学教育的纲领性文件,结合我校高一新入学学生特点,通过学生熟悉的生活场所厨房创设情境进行了教学活动.在教学实践中时刻关注学生的知识基础,运用多样化的生活情境帮助学生更加直观地认识到物理知识在生活中的应用.同时希望本教学设计能为同类学校开展初高中衔接工作提供方向借鉴和创设类似内容的教学设计提供一定参考.以下便是教学设计内容.

2.1 导入新课 图片引入 创设情境

情境一:

情境创设:(PPT展示)锅碗瓢盆、筷勺刀叉和诱人美食(图1).

图1 厨房里的餐具及美食

情境探究:欣赏美图,思考他们与物理的关系.

总结:重新认识我们熟悉的厨房,感受物理在厨房里的独特魅力.

设计意图:以厨房用具和美食图片引入新课,相比抽象的语言,更具有说服力和亲切感.不仅给学生提供丰富的感性认知,迅速了解本节课的教学主旨立意,提高学习兴趣,而且帮助学生更深刻地认识到:物理就在我们身边,遍及我们生活每个角落.

2.2 目标构建 知识迁移 形成框架

情境二:

情境创设:结合图1,感受厨房中的物理智慧.

情境探究:以小组为单位列举厨房中与物理相关的现象,并根据初中所学知识模块进行分类.

总结:学生以小组为单位,讨论分类后小组代表发言;教师对学生的回答进行评价、补充.明确学习目标:构建高中物理知识模块,能够用所学过的物理知识解答以厨房现象为背景的物理题(图2).

图2 学习目标

设计意图:校本课程开发的难点之一是构建学习目标.学习目标的构建、旨向有何意义,是课程开发者应谨慎思考的问题.笔者以厨房为背景,学生根据初中知识模块对相关厨房中的物理现象进行分类作为切入点,教师补充,渗透初、高中物理知识模块之间的联系,实现思维与知识的迁移进而设计学习目标.目的有两个:其一,通过旧知识结构的复习和新知识结构的整合,使学生直观理解高中阶段物理学习是初中知识广度、深度的延续;其二,教师可以通过第二个学习目标的达成情况,掌握学生的知识储备状况、思维特点,指导教师在以后教学过程中,选择正确的教学方法,恰当处理知识,做到分散难点、突出重点,使学生能够利用旧知识,内化新知识.

2.3 新课讲授 模块教学 建构体系(力学)

情境三:

情境创设:(PPT展示)夹食物的筷子、菜剪及厨房中的灯;菜刀、锅铲、电水壶;切菜和炒菜的图片(图3).

图3 力与运动的关系

情境探究:学生结合图片及导学案,以小组为单位讨论以下问题:

(1)筷子和菜剪应用了哪些物理原理?是省力还是费力?

(2)厨房上空的灯在静止时受到哪些力的作用?有几对作用力和反作用力?有几对平衡力?作用力和反作用力与平衡力的区别与联系是什么?

(3)为什么菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手上会设计有凸凹花纹? 切菜时,在刀刃上抹些油是为什么?

(4)力的使命是什么?它是怎么样完成它的使命的呢?通过切菜和炒菜的图片你能得到什么结论?

总结:学生以小组为单位,讨论后推荐代表发言;教师对学生的回答进行总结、评价.强调:物体的受力情况才是拉开物体运动的序幕,并希望学生对高中物理的力学与运动学引起足够的重视.

设计意图:“力和运动”是高中学生接触的第一个知识模块,为减少学生后续学习的心理负担,化解他们的恐惧心理,笔者精心挑选厨房中有关力与运动的4种常见现象,以解析现象为出发点,唤醒学生脑海中沉睡的知识点,带领学生在轻松愉悦的环境中解决问题,同时给出高一物理要学习的知识.这样的教学设计意义在于:其一,帮助学生了解高中物理是在初中知识基础上的扩展和延伸,缩短他们在心理上与物理的距离,点燃学习物理的激情;其二,可以在学生解析现象的过程中,通过物理表象启发他们思考物理事实的本质因素,培养其抽象思维,为形成物理观念做准备,适应新课改的要求.

2.4 新课讲授 模块教学 建构体系(热学)

情境四:

情境创设:(PPT呈现故事)内容梗概:林则徐在云南任职时,盛夏时节,一位传教士宴请林则徐,关于吃雾气腾腾冰淇淋;以及入冬时节,林则徐回请传教士,席上品过桥米线(汤面上面浮着厚厚的一层油,却不冒一丝热气且香气扑鼻)时发生的故事.

情境探究:上述材料中的斜体文字部分,分别反映哪些物理知识?

总结:从材料可以看出是热学知识,即“雾气腾腾”反映的是物态变化;“汤面浮着热油,却不冒热气”反映的是热膨胀和热传递;“香气扑鼻”则反映了“分子热运动”.

情境五:

情境创设:(PPT展示)情境四中的3个知识模块在厨房中是如何呈现的.

情境探究:物态变化.学生结合图4和导学案,以小组为单位讨论以下问题:

图4 物态变化

(1)冬天烧开水后,为什么与壶嘴有一定距离的位置,能看到“白气”;而紧靠壶嘴的地方却看不到?

(2)故事中,冰淇淋周围的“白气”的形成原因?

(3)两次煮鸡蛋,第一次水沸腾后,继续用“急火”煮;第二次在水沸腾后,立即将火焰调小用“文火”煮(保持锅中的水沸腾)直到将鸡蛋煮熟.两次过程相比较,哪一次更省时间,哪一次更省燃料?

(4)炖猪手,是许多人,尤其是女性朋友都比较喜欢的美食.其缺点是烹调耗时长且不容易炖熟、炖烂,但高压锅却可以胜任此项工作,为什么用高压锅煮食物熟的更快、炖的更烂?

(5)将饺子放在水中煮,不会发黄、变焦;而放在食用油中炸,则会发黄、变焦,甚至炸糊,为什么?

总结:学生以小组为单位,讨论后推荐代表发言;教师对学生的回答进行归纳总结,得出下面3个结论:

(1)液体在一定的温度下才能达到沸腾;

(2)沸点与气压有关,气压越大则沸点越高;

(3)不同的材质沸点不同.

情境探究:热膨胀和热传递.学生结合图5和导学案,以小组为单位讨论以下问题.

图5 热膨胀和热传递

(1)吃鸳鸯火锅时,哪一边会先沸腾?为什么?

(2)故事中不冒一丝热气的鸡汤为什么那么烫?

总结:小组讨论后,学生代表发言,教师对学生的发言进行总结、评价.

情境探究:分子热运动.学生结合图6和导学案,以小组为单位讨论以下问题:

(1)炒辣椒时,没有走进厨房就能闻到辣椒的香味,原因是什么?说明了什么?

(2)泡菜是一种常见的配菜,它会以独特的方式丰富你的味蕾.为什么腌泡菜要半月才咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸?

(3)如何理解材料故事中的“香气扑鼻”.

总结:教师对学生发言进行总结,解释扩散现象说明,分子做无规则热运动,温度越高,则分子热运动越剧烈.

设计意图:在建构热学知识模块的过程中,笔者先以故事为载体、故事中的“小事故”为切入点,引导学生欣赏故事,归纳热学知识的结构;再以厨房中常见的相关现象设计了问题串,再引导学生在解决问题的过程中完成知识的再现,总结知识;最后完善知识模块的构建.这一方面,可以使学生的获取和解读信息等能力得到提高;另一方面,通过问题串引导,使学生由表及里、由浅入深循序渐进展开逻辑推理[3],有利于提升用物理知识解决实际问题的能力、发展科学思维,同时渗透节约资源的科学态度与责任,进而培养学生的物理核心素养.

2.5 新课讲授 模块教学 建构体系(电、磁现象)

情境六:

情境创设:(PPT展示)电磁炉、煤气灶、电热水壶、电饭煲等一系列灶具,如图7所示.

图7 厨房里的灶具

情境探究:学生结合图片7及导学案,以小组为单位讨论以下问题:

(1)微波炉、电饭煲、电热水壶和燃气灶工作时,能量如何转化?

(2)电器(电磁炉、微波炉、电饭煲、电热水壶、电灯泡)几乎每个家庭都在使用,若他们同时工作会发生什么情况?

(3)图中是安装在厨房里的两盏电灯(图8),根据图示回答下列问题.① 灯泡L1正常发光两端的电压是______,消耗的电功率是______;② 两个灯泡中,______灯的灯丝电阻较大,正常发光时______灯较亮;③ 如果将这两个灯泡串联在家庭电路中______较亮.

总结:教师与学生一起总结,同时播放插座着火的视频短片,渗透让危险远离我们的厨房、家电等生活设施的意识,养成平时不用电器的时候,一定要及时关闭电源的习惯.教师总结:原子物理与光学也是高中物理中的知识,在今天课上我们不过多涉及,同时给出高中物理知识模块.

设计意图:本环节以灶具为载体,在解决每一个问题的过程中,笔者引导学生复习初中物理知识,结合前面内容初步建构起了高中物理知识结构.这一方面可以使进入高中阶段学习的学生能够正确认识物理的本质,激发学习物理的好奇心和求知欲,提高其学好物理的信心,增强其学习物理的兴趣;另一方面,在学习过程中理解科学知识、科学技术、社会环境的关系,珍惜生命,节约资源、促进可持续发展的责任感.

2.6 检测总结 学以致用 畅谈领悟

根据导学案上的检测题,引导学生解决以厨房为背景的物理题.采用检测方式检查学生的知识储备情况和综合能力;让学生畅谈自己对物理的认识、对高中生活的期待以及本节课在知识上的收获、思想上的领悟,教师在评价的同时加以激励.

设计意图:本环节是为后续的教学工作提前做准备,合理安排教学过程中的衔接问题,以期学生能够渡过学习物理的难关,平稳地走向新的高度.

3 教学体会与感悟

“厨房里的物理知识”是笔者基于生活情境下,开发的一节旨在促进初、高中物理衔接的校本课程.其特点是教师把自己的兴趣爱好及教学“个性”融入学科中,突出课程教学设计的“原创性”.这一开发过程既能较好地提升教师的业务水平、促使学生的个性化发展,又能帮助我校特殊学情下学生在心理上跨越初高中物理衔接的“台阶”,提升他们学习物理的信心和兴趣.从实践效果看,可以算是一次有效的教学尝试,基本达到了预期的开设目的.

同时,在物理教学中,教师不仅要传授给学生知识,更要传递给学生“力量”:积极向上的生活态度、克服困难的勇气、善于与人沟通的能力、敢于探究的精神.教师要鼓励学生勇于创新、追求卓越,让他们在实现人生梦想的路上做永远执着的追梦人.这是每一位中学教育工作者义不容辞的责任,也是教育者育人最初梦想的吟唱.