羅小春
摘 要:本文針對(duì)初中物理力、熱、電、光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思維培養(yǎng),主要以案例分析的方式,通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué),集約、挖掘、充分利用實(shí)驗(yàn)課程資源,以“科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究”的物理核心素養(yǎng)為引領(lǐng),促進(jìn)課堂減負(fù)增效。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}引領(lǐng);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);案例分析;思維培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)探究;減負(fù)增效
培養(yǎng)科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究能力是物理核心素養(yǎng)之 一[1 ]。當(dāng)下新課改越來(lái)越重視以問(wèn)題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)。我主持廈門(mén)市十二五規(guī)劃重點(diǎn)課題《“促學(xué)稿”提升課堂減負(fù)增效效益的創(chuàng)新研究》(編號(hào)13014)以及廈門(mén)市海滄區(qū)第四批課題 《“促學(xué)稿”在課堂減負(fù)增效提質(zhì)中的創(chuàng)新應(yīng)用研究》(編號(hào)K0448)兩年多以來(lái),通過(guò)課題組全體成員集體攻關(guān)與課堂實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn):就理綜學(xué)科而言,通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),能較好地培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì),抓住物理以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的本質(zhì)特點(diǎn),在相同的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi),更好地利用并豐富、挖掘?qū)嶒?yàn)課程資源,達(dá)成課堂減負(fù)增效目的。下面就滬科版初中物理實(shí)驗(yàn)為例,通過(guò)案例分析法,以力、熱、電、光四大塊依次展開(kāi),闡述筆者的觀(guān)點(diǎn),懇請(qǐng)廣大老前輩、同仁批評(píng)、指正,或有所啟發(fā),不勝感謝!
1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)——通過(guò)正反兩向引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)逆向思維,促進(jìn)課堂減負(fù)增效
(1) 【案例】“大氣壓現(xiàn)象”教學(xué)—“覆杯實(shí)驗(yàn)”資源挖掘
器材:較大玻璃杯1個(gè)、比杯口稍大的硬紙片1塊、適量水
①正向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì):為什么紙片會(huì)掉下來(lái)?說(shuō)明什么?
演示:玻璃杯不裝水,硬紙片緊貼倒放的玻璃杯口,松手,紙片掉下來(lái)。
(簡(jiǎn)析:紙片受豎直向下的重力作用而掉下來(lái))
②反向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì):玻璃杯裝滿(mǎn)水后為什么紙片不會(huì)掉下來(lái)?說(shuō)明什么?
演示:玻璃杯裝滿(mǎn)水,硬紙片緊貼倒放的玻璃杯,松手,紙片不會(huì)掉下來(lái)。
(簡(jiǎn)析:主要是因?yàn)榇髿鈮毫Π鸭埰巴凶×恕保?/p>
分析:通過(guò)正反問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施,對(duì)比深化了大氣壓現(xiàn)象,比單純演示效果好。
引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析”的學(xué)習(xí)方法。由于正反問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),培養(yǎng)了逆向思養(yǎng)。
(2) 【案例】“力現(xiàn)象”教學(xué)—“氣球?qū)嶒?yàn)”資源挖掘
器材:普通氣球1個(gè)
①正向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì):用嘴向氣球里面吹氣,能驗(yàn)證哪些力現(xiàn)象?
分組實(shí)驗(yàn):學(xué)生用嘴吹氣。a.用力壓氣球,現(xiàn)象:變形;證明:力可以改變物體形狀。b.綁好,用力甩出去;證明:力可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。c.松手,氣球掉下來(lái);證明:重力方向豎直向下等。
②反向問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì):向外放氣,即松開(kāi)氣球嘴,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?說(shuō)明什么?
分組實(shí)驗(yàn):松開(kāi)氣球嘴。現(xiàn)象:氣球象火箭一樣飛出去;說(shuō)明:力的作用是相互的。引申:火箭發(fā)射原理。
按照這個(gè)思路可以?xún)?yōu)化、開(kāi)發(fā)出很多物理小實(shí)驗(yàn)。雖小,但減負(fù)增效關(guān)鍵之一就是注重細(xì)節(jié),在細(xì)節(jié)上下功夫,細(xì)節(jié)是小,但效果不錯(cuò)。
分析:同上。
(3)【案例】力學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)方法不拘一格,根據(jù)實(shí)際情況,選擇合適的問(wèn)題引領(lǐng)方法,追求實(shí)效即可。再比如,可以通過(guò)巧妙設(shè)問(wèn)請(qǐng)學(xué)生利用身邊的資源做實(shí)驗(yàn):滬科版八年級(jí)物理第199頁(yè)實(shí)驗(yàn):兩位工人從一樓搬運(yùn)物體到三樓,比較做功快慢。設(shè)問(wèn):把物體搬上樓在教室內(nèi)不方便操作,大家能用身邊的物體做實(shí)驗(yàn)嗎?學(xué)生分兩組,引導(dǎo)等時(shí)間內(nèi)搬相同的作業(yè)本等,通過(guò)比較做功的多少來(lái)比較做功快慢;滬科版八年級(jí)物理“速度教學(xué)”,設(shè)問(wèn):請(qǐng)大家用身邊的物體驗(yàn)證:物體從斜面上運(yùn)動(dòng)下來(lái)速度怎樣變化?引導(dǎo)學(xué)生用幾本相同的課本與文具盒墊高一端組成斜面(分上、下兩半段),圓珠筆等從斜面上滾下來(lái),用手機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí),刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度,從而計(jì)算比較速度大小,得出結(jié)論。
(4)由于集約了身邊課程資源,使學(xué)生深切體會(huì)到物理就在身邊,并且有可操作性,且操作靈活簡(jiǎn)便,學(xué)習(xí)任務(wù)大大減少了;并且挖掘豐富,學(xué)習(xí)任務(wù)表面上雖少,但實(shí)際學(xué)習(xí)內(nèi)容反而多了、深了。這樣,通過(guò)明確的問(wèn)題引領(lǐng),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),任務(wù)驅(qū)動(dòng),學(xué)生可以用有限的課堂時(shí)間完成內(nèi)容更豐富的學(xué)習(xí),從而達(dá)到既減負(fù)又增效的目的,這也是我們課題組要追求的目標(biāo)。
2 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題引領(lǐng)設(shè)計(jì)——通過(guò)“相似聯(lián)想”與過(guò)程追索進(jìn)行問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)象分析
(1)【案例】滬科版八年級(jí)物理第221頁(yè)“水能被壓縮”實(shí)驗(yàn)資源挖掘
在學(xué)生分組完成了“水能被壓縮”實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上:
設(shè)問(wèn)1:用同樣器材驗(yàn)證氣體能被壓縮嗎?
器材:去針頭的注射器1個(gè)
操作:引導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),注射器不注入水,手指堵住針孔,另一只手用力推。
現(xiàn)象(感受):稍推進(jìn)一點(diǎn)就很難推動(dòng)了;堵住針孔的手指感受到較大壓力。
說(shuō)明:氣體分子間有斥力。
設(shè)問(wèn)2:你能用身邊的器材證明固體能被壓縮嗎?
學(xué)生用雙手壓身邊的物體比如桌子等,覺(jué)得很難壓縮,原來(lái)固體分子間也有斥力。
歸納:固體、液體、氣體分子間都有斥力。
(2) 【案例】滬科版九年級(jí)物理第35頁(yè)“壓縮空氣,內(nèi)能增加”實(shí)驗(yàn)過(guò)程追索式設(shè)問(wèn)及現(xiàn)象分析
①硝化棉燃燒之前,如何證明壓縮空氣,筒內(nèi)溫度升高了?
簡(jiǎn)析:觸摸玻璃壁感覺(jué)熱,并現(xiàn)場(chǎng)操作證明。
②什么現(xiàn)象明顯證明筒內(nèi)溫度升高了?
簡(jiǎn)析:硝化棉燃燒
③用力壓縮空氣,空氣內(nèi)能增加了,手松開(kāi)后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?說(shuō)明什么?
簡(jiǎn)析:現(xiàn)象:推把附近產(chǎn)生一團(tuán)“白霧”。
說(shuō)明:空氣對(duì)外界做功內(nèi)能減少,溫度降低,推把附近水蒸氣遇冷液化成小水珠形成“白霧”。
(3)體會(huì):充分挖掘課堂實(shí)驗(yàn)資源,通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)尋找更多的學(xué)習(xí)點(diǎn),效果事半功倍,從而減負(fù)增效。特別是明年福建省高考采用全國(guó)卷,中考省命題,各地區(qū)學(xué)情、考情不一,更需要一線(xiàn)老師把握理綜學(xué)科“實(shí)驗(yàn)與思維”的本質(zhì)特點(diǎn)去研究。課題組課堂實(shí)踐證明:?jiǎn)栴}引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是其中值得研究的一種有效途徑。
3 電學(xué)與光學(xué)實(shí)驗(yàn)—增加鋪墊問(wèn)題引導(dǎo)電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與依次、分步遞進(jìn)式發(fā)散問(wèn)題引導(dǎo)光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),促進(jìn)電學(xué)與光學(xué)課堂減負(fù)增效
(1)【案例】滬科版九年級(jí)物理第77與79頁(yè)“探究串、并聯(lián)電路各處電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)資源挖掘
設(shè)計(jì)背景:教材是用兩個(gè)型號(hào)不同的燈泡分別組成串、并聯(lián)電路,用電流表多次測(cè)量出各處的電流,分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:串聯(lián)電路電流處處相等;并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和。
鋪墊式問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
①用兩個(gè)型號(hào)相同的燈泡分別組成串、并聯(lián)電路,用電流表多次測(cè)量出各處的電流,能得出什么結(jié)論?
生:完成實(shí)驗(yàn),得出:串、并聯(lián)電流規(guī)律。
②請(qǐng)大家討論,這樣得出結(jié)論行嗎?如果有問(wèn)題,是什么?如何改進(jìn)?
引導(dǎo)學(xué)生分析:
問(wèn)題1:串聯(lián)電路電流相等可能是燈泡相同引起的,不同型號(hào)的燈泡串聯(lián)電流會(huì)相等嗎?
問(wèn)題2:在并聯(lián)電路中,不同型號(hào)的燈泡是不是也是這種規(guī)律呢?
對(duì)策:用型號(hào)不同的燈泡多次做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)比分析,最終得出結(jié)論。
通過(guò)鋪墊設(shè)問(wèn)引導(dǎo)徹底突破關(guān)于燈泡型號(hào)引起實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤結(jié)論這個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)然其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)有不同的問(wèn)題引導(dǎo)設(shè)計(jì)方法,不能一一列舉。
(2)【案例】滬科版八年級(jí)物理第72頁(yè)“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)挖掘
這是初中光學(xué)最重要、最難的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生較難操作與理解的原因是成像情況太豐富。依次、分步遞進(jìn)發(fā)散問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以大大簡(jiǎn)化操作難度,便于學(xué)生掌握。
設(shè)計(jì)規(guī)劃:依次按物距由近到遠(yuǎn)或由遠(yuǎn)到近分步設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn);由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)遞進(jìn)設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。闡述如下:
實(shí)施條件:蠟焰、焦距已知的凸透鏡、光屏依次中心等高地插在光具座上。
物距由遠(yuǎn)及近分步設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn):
①蠟燭放在凸透鏡二倍焦距之外,移動(dòng)光屏,觀(guān)察成什么像?
學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表1:
②蠟燭放在一倍與二倍焦距之間,移動(dòng)光屏,觀(guān)察成什么像?
學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表2:
③把蠟燭放在一倍焦距之內(nèi),移動(dòng)光屏,觀(guān)察成什么像?
學(xué)生數(shù)據(jù)記錄如表3:
由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)遞進(jìn)設(shè)問(wèn)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn):
①成實(shí)像時(shí),蠟燭靠近凸透鏡,像的大小怎么變?反之呢?
學(xué)生操作后發(fā)現(xiàn):成實(shí)像時(shí):蠟燭靠近凸透鏡,像變大;反之變小。
②成虛像時(shí),蠟燭靠近凸透鏡,像的大小怎么變?反之呢?
成虛像時(shí):蠟燭靠近凸透鏡,像變小;反之變大。
4 有效進(jìn)行問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師要具備的素質(zhì)
教師首先要強(qiáng)化問(wèn)題意識(shí),針對(duì)實(shí)驗(yàn)的重、難點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);其次,深入研究教材,吃透實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的要求;再次,充分了解學(xué)情,知道學(xué)生的思維障礙與實(shí)驗(yàn)操作難度在哪里;最后,認(rèn)清認(rèn)知規(guī)律,根據(jù)認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行問(wèn)題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。以更好地通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)促進(jìn)課堂減負(fù)增效。
參考文獻(xiàn):
[1]教育部.初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012:43-70.