探物究理思辨求真

    戴玲娟

    

    

    

    摘 要:为帮助学生构建科学的物理观念,延展学生的科学思维,本文从“明晰导向——实践创新——强学提能”三个方面阐述了浮力一课的教学设计,适切的问题情境创设、适时的自制器材提醒,让学生在探物究理中厘清真伪因素,真正将素养落地.

    关键词:课程导向,探物,究理,求真

    文章编号:1008-4134(2020)08-0041 ? ?中图分类号:G633.7 ? ?文献标识码:B

    素养时代,笔者认为:物理的“物”即物理观念,是物质、能量、运动及相互作用等的形象化信息,“理”则是抽象化的科学思维、科学态度及责任.物理的课堂是以科学探究为载体,探物,以能力发展为立意,究理.“浮力”是初中力学中一节很重要的探究课,笔者通过明晰课标、教材导向,结合学情,精准施教,改进、创新实验器材,在问题情境中思辨求真,在学生质疑中强学提能.下面是笔者教学设计时的一些做法及思考,在此抛砖引玉,以期能对同仁教师有所启发.

    1 明晰导向 精准施教

    课程标准是教师进行教学设计的唯一依据,教材是具体落实课程标准的要求和内容的主要文本资源,苏科版“浮力”一节,主要包含了两部分内容:浮力的概念和阿基米德原理,课标对浮力的认识既有过程要求,又有结果的衡量.

    学生是课堂活动的主体,八年级的学生好奇心强,对生活有一定的积累,但这些认识很多是感性的,甚至是错误的,如:浮的物体受到浮力,沉的物体就不受浮力,轻的、小的物体就浮在水面上,重的、大的则沉在水底等等,而且浮力的大小与多因素有关,无论是从实验前的设计、还是实验中的操作、以及实验后的评价,对学生而言,是一种手脑并用的挑战.

    针对以上问题,笔者认为首当其冲的是:搭建教学框架,如图1所示是笔者手绘的思维导图,也是本节课的板书设计,将学生学习过程中物理核心素养的培育可视化.

    2 实践创新 指向素养

    要给学生一杯水,教师应寻觅一泓清泉.教师应借力丰富多彩的知识、形式多样的教学活动吸引学生的有意注意,进而激发学生的学习兴趣,通过创新体验情境、积累感性经验,改进实验器材,发散学生的灵动思维,聚焦学生的核心素养.

    2.1 创设情境 丰富体验

    实践表明:在教学中,教师如能创设冲突的、但又紧密联系生活的情境,更能激发学生的内驱力.仔细观察生活中的现象:新鲜的鸡蛋放在清水中会沉在水底,不新鲜的则浮在水面上.凭借冲突的情境引入,让学生带着问题步入课堂,通过核心问题引领:(1)鸡蛋放在清水中,会怎样?(2)为什么这枚鸡蛋会浮在水面上?(3)生活中还有哪些类似的现象?(4)沉在水底的鸡蛋是否受浮力?学生畅所欲言,那么“探究下沉的物体是否受浮力”就水到渠成了.基于学生对浮力的前认识,本实验完全放手让学生自主探究,笔者乘势追问:为什么测力计示数减小,就表明物体受浮力?有的学生展示用手托物体(如图2所示),巧妙地运用类比法分析,相较平时教学中简单的模仿(教师先用手托重物,学生再类比测力计示数变小,则说明下沉的物体受浮力),虽然只是小小的改变,但更能启迪学生领悟物理的思想、方法,也有的学生融汇新知与旧学,对浸在液体中的物体进行受力分析,并总结出一种测量浮力的方法,虽然三力平衡课标不做要求,但学生能切实领会到,至此,学生对“浸在液体中的物体受浮力”的认识渐趋完善,浮力的概念已触手可及.

    气体中的物体受浮力的作用,学生往往易轻视,笔者现场创造了一个真实的情境:奖励学生一个氦气球,一不小心气球飞了.在活跃课堂气氛的同时,丰富了对浮力的体验,完善了对浮力的认识.

    以上構建浮力概念的设计意图:教材中先通过观察图片,归纳浮力的概念,进而探究下沉的物体是否受浮力.这样的处理尊重学生循序渐进的认知规律,但对学生的吸引力不够,抽象归纳浮力的概念也不全面,所以笔者将“探究下沉物体是否受浮力”融入概括浸在液体中物体的浮力观念中,用可靠的证据支撑学生不确定的感知,旨在培养学生思维的逻辑性和完整性,聚力改善学生的科学思维.

    猜想不是随意地猜,而是有依据地想.课上,在学生“再探浮力影响因素”之前,笔者设计了“感受浮力”的体验活动,即将空塑料瓶压入水中,为学生猜想浮力的影响因素(“深度h”“物体浸入液体的体积V浸入”)做铺垫.此设计依托真实的情境,促成学生提出基于真体验的合理猜想,虽然此猜想可能只浮于表面,师者不能功利地直接否定,而应激励学生勇于表达自我,提倡敢于动手实践,激发勤于积极思考、乐于科学探究的热忱.

    2.2 改进器材 拓展思维

    “探究浮力的影响因素”是本节课的重、难点,教材的意图是期望学生经历像科学家一样的探究过程,在手脑并用中学会方法、习得技能、延展思维,书本上用的是圆柱体(如图3所示),它能很好显示浸入的体积(V浸入)或排开液体体积(V排)的变化,但是对于深度这个伪因素而言,不能较好地完成探究,而且易引起学生不必要的认知错误:浸没前,浮力随浸入深度的增加而增大.所以笔者选择了长和高相差较多的物块(如图4所示),这种看似无意的器材提醒,有助于学生发现:当其平放和竖放一半入水中后(如图5所示),只改变了深度,而浮力不变,从而得出浸没前深度的变化,只是一种表象,再借助溢水杯(如图6所示),将V浸入与V排建立关联,此过程中学生的质疑、分析、推理等科学思维得到了较好的提升.

    关于阿基米德原理,教材中直接给出了文字的叙述,并进行数学的推导,在章末的“反思与评价”中列出实验器材让学生自行设计并验证.如果能在探究浮力的影响因素之后,自然过渡到阿基米德原理,且又能启迪学生的思维,岂不是一举两得?因此,笔者的做法是:(1)问题引发思考:对浮力的影响因素“ρ液、V排”你有哪些联想?欲让学生进行逆向推理,得出F浮与m排或G排有关,(2)证据佐证推理:将重物挂在自制的圆盘测力计下(如图7所示),并在指针处做标记,随着物体逐渐浸入液体中,不断有水溢出,待液面稳定后,将溢出的水倒回弹簧测力计下的小桶内,发现指针回到标记处,(3)解释与交流碰撞智慧,学生讨论互助,巧妙地运用等效替代法分析原因,此实验中自制的测力计,可视性好,在指针处做标记,突出主要的观察对象,让思维的发展有迹可循,同时,实验中为了使物体浸入液体时更稳定,减小因物体的晃动而带来排开液体体积的变化,笔者选用升降台,它可以很好地控制物体缓慢浸入液体,大大地减小了实验误差,且操作比较方便.

    3 强学提能 思辨求真

    皮亚杰认为:活动是认知的源泉,也是思维发展的基础,学生是活动的主体,倘若外在的活动是观察、操作等,那么思维便是大脑的内在活动,而批判性、创造性的思维则是高阶思维的核心.

    古人云:“学贵有疑”.疑是思之源,思是智之本,课堂上,教师应鼓励学生大胆质疑,以疑激趣、以趣促学,本节课学生用空塑料瓶动态感受浮力的变化后,设疑:你能否提出一个有价值且可探究的问题?学生在合作、探究中析疑、解疑,在实验展示中,学生勇于提出自己的想法,如:实验结论不完整、实验操作过程中的不规范、实验设计中的思路缺陷……,既增长了学生的知识和技能,丰富了课堂的内涵,又培养了学生的辨别力、洞察力等创新思维.

    师者不能将课堂小结展现为句号,而应演绎为省略号,引领学生体味“课虽终,究未了,趣不尽,情更浓”的意境.本节课毕,通过专家的一段视频:解释鸡蛋在水中漂浮的原因,启迪学生质疑:鸡蛋的浮与沉取决于什么?将探究引向课外,让学生真正成为学习的主人.

    总之,探物究理必然始于课标、教材的真导向、基于实际生活中的真情境、忠于探究过程中的真问题,臻于思辨求真中的智慧生长,唯此,物理的核心素养才能真正落地生根.

    参考文献:

    [1]多兆云.初中物理实验教学及其思考——以初中浮力实验为例[J].课程教育研究,2020(02):181.

    [2]江耀基,鄢军武.由一个实验教学片断引发的教学思考——以“浮力产生的原因实验分析与改进”为例[J].中学物理,2019,37(16):25-27.

    [3]季卫新.刍议初中物理“科学探究”的思维本质——由伪命题“浮力与深度是否有关”想到的[J].物理教师,2018,39(12):40-43.

    (收稿日期:2020-01-08)