卓 嘎 戴林詩(shī) 須 萍

(1.西藏拉薩師范高等專(zhuān)科學(xué)校數(shù)科系,西藏 拉薩 850000; 2.蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 蘇州 215006)

課程資源是新課程改革提出的一個(gè)重要概念.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)中關(guān)于物理課程資源做了如下界定:“物理課程資源是指學(xué)習(xí)物理知識(shí)可利用的所有資源,包括文本資源、實(shí)驗(yàn)室資源、多媒體資源和社會(huì)資源.”同時(shí)指出,“要根據(jù)本校實(shí)際,結(jié)合學(xué)生發(fā)展的需要,推薦、指導(dǎo)選擇或開(kāi)發(fā)適合學(xué)生發(fā)展所需要的各種學(xué)習(xí)材料,充實(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)資源.”[1]

地域性特色課程資源是學(xué)生所處地域的獨(dú)特的社會(huì)資源,它是學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)在課程中的具體體現(xiàn),也是在國(guó)家課程基礎(chǔ)上,結(jié)合地域差異進(jìn)行校本化實(shí)施的“抓手”.因此,依據(jù)地域特點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用適合本地域、學(xué)校和學(xué)生的課程資源,一方面可以提高教師對(duì)教學(xué)資源的認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)水平;另一方面,對(duì)于提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣、把握對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性的深度認(rèn)識(shí)、提升創(chuàng)新思維乃至培養(yǎng)全面發(fā)展的人都具有重要意義.本文立足西藏高海拔地域文化特征,結(jié)合西藏物理課堂教學(xué),圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)4個(gè)維度,分析如何利用地域特色資源創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境進(jìn)行教學(xué).

1 民族特色課程資源及其在物理教學(xué)中的運(yùn)用

1.1 高原太陽(yáng)能資源在物理教學(xué)中的應(yīng)用

西藏常年見(jiàn)太陽(yáng),晴天率是89%,太陽(yáng)能源的廣泛使用是該地區(qū)的顯著特征.其中太陽(yáng)灶是藏區(qū)普遍使用的一種熱能源,如圖1所示.其物理學(xué)原理在于凹面鏡會(huì)聚光線將光能轉(zhuǎn)化為熱能,教學(xué)中這是“光現(xiàn)象”的一個(gè)很好的課程資源素材.以人教版八年級(jí)上冊(cè)物理“平面鏡成像”中“凸面鏡和凹面鏡”的教學(xué)內(nèi)容為例.

圖1 太陽(yáng)灶煮飯

【觀察思考】課前布置:認(rèn)真觀察家里的太陽(yáng)灶,思考太陽(yáng)灶實(shí)現(xiàn)燒水功能的原理.

【啟發(fā)探究】教師將太陽(yáng)灶的凹面部分畫(huà)在黑板上啟發(fā)學(xué)生探究:當(dāng)一束平行光照在凹面鏡的一點(diǎn)上,光的傳播方向應(yīng)該如何確定?學(xué)生展開(kāi)小組合作,通過(guò)觀察,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)平行于凹面鏡主軸的光線經(jīng)凹面鏡反射后,反射光線會(huì)聚于焦點(diǎn)處,凹面鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用,而無(wú)數(shù)光線會(huì)聚在焦點(diǎn)處就會(huì)產(chǎn)生大量的熱,通過(guò)探究,學(xué)生明白了生活中的太陽(yáng)灶是如何生熱實(shí)現(xiàn)燒水做飯的.

【綜合實(shí)踐】觀察家中的太陽(yáng)灶,學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)灶必須每隔一段時(shí)間手動(dòng)調(diào)整朝向位置,是否有辦法讓太陽(yáng)灶像葵花一樣自行繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)?教師提供自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)裝置的相關(guān)材料,學(xué)生自由討論并做實(shí)驗(yàn)探究.

案例資源既可以達(dá)到學(xué)生理解課本知識(shí)內(nèi)容的目的,也能促使學(xué)生將知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)融會(huì)貫通,達(dá)到學(xué)以致用,真正實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)提倡的從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的教育理念.

1.2 高海拔地理特征在物理教學(xué)中的應(yīng)用

西藏平均海拔在3 000～4 000 m,高海拔的地理特征導(dǎo)致藏區(qū)氣壓相對(duì)較低,水的沸點(diǎn)基本保持在85～86 ℃之間,高壓鍋也因此成為高原地區(qū)普遍使用的一種鍋具,如圖2所示.以人教版八年級(jí)下冊(cè)物理“大氣壓強(qiáng)”中“大氣壓隨高度的變化”教學(xué)為例.

圖2 高原常用鍋具高壓鍋

【觀察思考】學(xué)生細(xì)心觀察平鍋和高壓鍋燉牛肉的過(guò)程,思考問(wèn)題:為什么用平鍋煮肉要煮很長(zhǎng)時(shí)間,而用高壓鍋卻很快就能煮熟?

【啟發(fā)探究】教師引導(dǎo)學(xué)生重新回顧重力概念,引發(fā)思考.通過(guò)回顧學(xué)生意識(shí)到地球周?chē)拇髿鈱右矔?huì)受到重力的作用.隨著海拔的增高,所受到的重力也逐漸減小,產(chǎn)生的壓力也就隨之減小了.教師組織學(xué)生開(kāi)展測(cè)量拉薩地區(qū)大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生利用注射器、吸盤(pán)、刻度尺等器具開(kāi)展動(dòng)手探究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,測(cè)出氣壓值低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓數(shù)值,從理論上進(jìn)一步證實(shí)了海拔越高氣壓越低的結(jié)論.接下來(lái)教師順勢(shì)講解,高海拔導(dǎo)致氣壓降低,氣壓的降低引發(fā)水沸點(diǎn)降低,因此只有增高沸點(diǎn),才能加速食物煮熟過(guò)程,這便是高壓鍋的功能.

【綜合實(shí)踐】教師提供幾種高壓鍋的相關(guān)材料,學(xué)生討論總結(jié)出評(píng)判高壓鍋好壞的標(biāo)準(zhǔn)以及家里選購(gòu)高壓鍋時(shí)有哪些注意事項(xiàng).

案例資源不僅加深了學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)概念的理解,同時(shí)自然地與重力、沸點(diǎn)及大氣含氧量等知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),對(duì)于遷移運(yùn)用知識(shí)、牢固建立知識(shí)體系,促進(jìn)科學(xué)思維的培養(yǎng)具有重要意義.

1.3 傳統(tǒng)民族樂(lè)器在物理教學(xué)中的應(yīng)用

“扎木念”是流行于西藏的常見(jiàn)傳統(tǒng)樂(lè)器,如圖3所示.在講授人教版八年級(jí)上冊(cè)物理“聲音的產(chǎn)生與傳播”和“聲音的特性”等聲學(xué)內(nèi)容時(shí),教師可以就此取材展開(kāi)教學(xué).

圖3 藏區(qū)常見(jiàn)的彈弦樂(lè)器扎木念

【觀察思考】教師將“扎木念”這一常見(jiàn)民族樂(lè)器帶進(jìn)課堂,邀請(qǐng)學(xué)生彈奏一首民曲,引發(fā)學(xué)生興趣.學(xué)生觀察、感受并思考聲的來(lái)源.

【啟發(fā)探究】通過(guò)觀察、思考,學(xué)生得出聲音是由扎木念上的弦線振動(dòng)傳導(dǎo)到樂(lè)器體而產(chǎn)生的,加深了對(duì)“聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的”概念的深度理解.在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下還可以自己撥動(dòng)琴弦,切身感受弦的振動(dòng)快慢、大小與音調(diào)、音色之間的聯(lián)系,從而探究得到樂(lè)器發(fā)出的聲音不僅與弦線有關(guān),其音量、音色與琴體的材質(zhì)、共鳴箱的形狀大小也有直接的聯(lián)系.

【綜合實(shí)踐】教師邀請(qǐng)專(zhuān)家進(jìn)學(xué)校講授扎木念的制作過(guò)程,感興趣的同學(xué)可以試著制作扎木念,在夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)陶冶情操,體會(huì)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的魅力.

從觀看、感受到親自體驗(yàn)學(xué)習(xí),抽象的聲學(xué)概念也變得具象化,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣迅速提升.不僅有助于強(qiáng)化聲的概念,同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生承擔(dān)傳承民族優(yōu)秀文化的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任.

1.4 民族傳說(shuō)故事在物理教學(xué)中的運(yùn)用

西藏有很多生動(dòng)有趣的傳說(shuō),這些傳說(shuō)可以開(kāi)發(fā)成特色課程資源幫助學(xué)生理解知識(shí)和培養(yǎng)情感態(tài)度價(jià)值觀.例如,俗稱(chēng)“雪域”的西藏,高山林立、白雪皚皚,不少地方極易發(fā)生雪崩,如圖4所示.老人們認(rèn)為:雪崩是因?yàn)榇┬杏谘┥介g的行者大聲高歌或高喊,觸怒雪山之神,便制造雪崩以示懲罰.這一素材可以在人教版八年級(jí)上冊(cè)物理“聲的利用”“聲與能量”教學(xué)中加以開(kāi)發(fā)和利用.

圖4 藏區(qū)雪崩

【觀察思考】課外布置學(xué)生搜集雪崩傳統(tǒng)故事的任務(wù).

【啟發(fā)探究】教師引導(dǎo),小組探究解釋雪崩產(chǎn)生的原因:回顧重力概念,學(xué)生認(rèn)識(shí)到雪山上的雪因重力應(yīng)該保持向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).教師進(jìn)一步引導(dǎo),積雪的內(nèi)聚力將積雪團(tuán)在周?chē)?兩種力量均衡時(shí)通常積雪就可以保持穩(wěn)定狀態(tài).由于聲音能夠傳遞能量,一旦外界產(chǎn)生足夠大的聲音,如動(dòng)物奔跑、石塊滾落、高聲呼喊等,那么聲音的能量便會(huì)傳遞給雪山.學(xué)生小組討論:當(dāng)這種能量高于雪粒凝結(jié)成團(tuán)的內(nèi)聚力時(shí),初始的平衡狀態(tài)就極易被打破,瞬間就會(huì)出現(xiàn)大團(tuán)雪塊塌落或滾落的現(xiàn)象,從而引發(fā)災(zāi)難性的雪崩.學(xué)生理解聲音的能量引發(fā)雪崩現(xiàn)象后,師生共同再對(duì)雪崩的傳統(tǒng)故事展開(kāi)深層分析:藏族先民通過(guò)祖祖輩輩積累的生活經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到聲音是具有能量的,不過(guò)受限于當(dāng)時(shí)的科技發(fā)展,在解釋高聲呼喊與雪崩產(chǎn)生的因果關(guān)系時(shí),先民只能將其附和到傳統(tǒng)宗教文化中去理解,主觀地認(rèn)為雪山具有生命.

【綜合實(shí)踐】調(diào)查區(qū)域發(fā)生雪崩的情況及已采取的控制措施,提出有效避免雪崩發(fā)生的應(yīng)對(duì)措施.

案例資源可以加深學(xué)生對(duì)聲的振動(dòng)、聲的能量概念的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),同時(shí)也引發(fā)學(xué)生對(duì)傳說(shuō)故事與科學(xué)解釋進(jìn)行深度比較和思考,培養(yǎng)科學(xué)思維,激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)自然、探索自然的內(nèi)在動(dòng)力.

1.5 民族傳統(tǒng)生活中的事例在物理教學(xué)中的運(yùn)用

人教版八年級(jí)下冊(cè)物理“杠桿”教學(xué)中,教師通常采用開(kāi)門(mén)、開(kāi)窗等事例引入“力和力矩”的概念.實(shí)際上對(duì)于西藏農(nóng)區(qū)的孩子而言,家里用于制作糌粑的水力石磨機(jī)的工作原理也和“力和力矩”的概念緊密相關(guān),如圖5所示.教師可以很好地開(kāi)發(fā)這一資源開(kāi)展教學(xué).

圖5 制作糌粑的水力石磨機(jī)

【觀察思考】課前布置作業(yè),就近觀看并拍攝當(dāng)?shù)啬ヴ佤蔚氖C(jī),思考運(yùn)作原理.

【啟發(fā)探究】教師借助學(xué)生自制的視頻,介紹力、力矩等基本概念,幫助學(xué)生理解借助連桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)化這一過(guò)程.學(xué)生以小組形式運(yùn)用所學(xué)知識(shí)探究水力磨糌粑方便轉(zhuǎn)動(dòng)的原因.學(xué)生通過(guò)探究,得出水力磨糌粑方便轉(zhuǎn)動(dòng)的原因主要取決于力矩M=FL的大小,同時(shí)必須確保動(dòng)力F和力臂L均不能為0的探究結(jié)果.此外,水力石磨糌粑的過(guò)程中也伴隨著多種能量的相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生可以主動(dòng)思考其中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,例如流動(dòng)水從高處落到低處,勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,形成的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為石磨的機(jī)械能、聲能和熱能.學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然界不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,各種事物之間是相互關(guān)聯(lián)的,從而樹(shù)立辯證地認(rèn)識(shí)世界的價(jià)值觀.

【綜合實(shí)踐】小組合作,可以在工作坊內(nèi)自制教具小型水力石磨機(jī),培養(yǎng)學(xué)生小創(chuàng)造、小發(fā)明,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情.[2]通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作,加深對(duì)知識(shí)的理解,讓抽象的問(wèn)題變得直觀化,實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科實(shí)踐.

案例資源可以幫助學(xué)生從物理學(xué)視角重新認(rèn)識(shí)熟悉的事物,建構(gòu)科學(xué)思維,增強(qiáng)科學(xué)探究能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

2 民族地區(qū)物理教學(xué)中融入特色課程資源須遵循的原則

民族地區(qū)因其獨(dú)特的地域條件和民俗文化特點(diǎn),蘊(yùn)含著大量與物理學(xué)科相關(guān)的特色課程資源,這需要引起教育部門(mén)、教師個(gè)體的關(guān)注與重視.在開(kāi)發(fā)和利用地域性特色資源時(shí),需注意和遵循以下4項(xiàng)基本原則.

2.1 生活性原則

特色資源要貼近學(xué)生生活.按照建構(gòu)主義理論,新知識(shí)的納入是建構(gòu)在學(xué)習(xí)者原有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的過(guò)程.教師選取利用的素材應(yīng)是學(xué)生熟知的、經(jīng)常在生產(chǎn)生活中利用或可以觀察、感受到的資源.這不僅可以幫助學(xué)生在新吸納的知識(shí)點(diǎn)與原有的認(rèn)知之間建構(gòu)起自然實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系,引發(fā)思想共鳴,更好地理解物理概念,而且可以更好地將形而上的物理知識(shí)具象化,拉近教師、教材與學(xué)生之間的距離,強(qiáng)化教學(xué)雙邊效應(yīng).

2.2 特色性原則

特色資源要突出特色.一是所選取的課程資源要有當(dāng)?shù)靥厣?教師可從當(dāng)?shù)刈匀惶攸c(diǎn)、民族風(fēng)俗、傳統(tǒng)故事、民俗諺語(yǔ)等方面挖掘地域資源;二是課程資源在選取和運(yùn)用過(guò)程中也要注重體現(xiàn)物理學(xué)科特色,使當(dāng)?shù)貙W(xué)生既了解地方文化,也掌握了物理知識(shí).[3]

2.3 探究性原則

特色資源要體現(xiàn)探究性.實(shí)踐證明,探究式學(xué)習(xí)方法是學(xué)習(xí)科學(xué)的一個(gè)強(qiáng)有力的工具,能使學(xué)習(xí)者保持強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲.[4]因此,在特色資源的開(kāi)發(fā)與挖掘中,需要關(guān)注所選取的素材是否有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生問(wèn)題,是否能進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)和活動(dòng).這不僅可以讓學(xué)生重新審視身邊的物理現(xiàn)象、培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí),同時(shí)通過(guò)探究活動(dòng)也能培養(yǎng)學(xué)生的持之以恒、不懈努力等良好科學(xué)品質(zhì).

2.4 適應(yīng)性原則

特色資源要具備適應(yīng)性.物理特色課程資源的選取和利用要符合民族地區(qū)學(xué)生的發(fā)展需求,即既要符合民族學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)儲(chǔ)備、技能水平和科學(xué)素養(yǎng),遵循最近發(fā)展區(qū)原則,力求開(kāi)發(fā)的內(nèi)容能符合“跳一跳,摘桃子”的效應(yīng);也要遵循學(xué)生身心發(fā)展的規(guī)律,符合學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn).

總之,地域特色的課程資源,它是形成和優(yōu)化課程的要素之一,也是課程有效實(shí)施必要條件.[5]不僅有利于民族地區(qū)學(xué)生形成科學(xué)的物理觀念,有效促進(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的形成,而且對(duì)于提升物理課堂教學(xué)效果、傳承民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化也具有十分深遠(yuǎn)的意義.