福建省晉江市子江中學(xué) 楊清鋒
物理思維認(rèn)知需要準(zhǔn)確區(qū)分研究對象的本質(zhì)與非本質(zhì)屬性,還原物理本質(zhì)的屬性,就是物理思維的抽象性。抽象思維的概括性,即在原有抽象的基礎(chǔ)上整合物理本質(zhì)并推廣到同類事物??梢钥吹?,抽象與概括之間存在共同的特性。初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力,需要選擇合適的切入點(diǎn),以順利實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
學(xué)生物理抽象能力水平偏低,男生與女生的物理抽象思維水平存在較大差異。抽象素養(yǎng)對平時成績影響不明顯,如果學(xué)生充滿濃厚學(xué)習(xí)興趣,教師有意識地培養(yǎng)學(xué)生的抽象能力,可以提高學(xué)生抽象素養(yǎng),部分學(xué)生雖然熟練掌握物理概念與定理,但實際運(yùn)用能力較差。
學(xué)生解答實際問題的情況不理想,一些學(xué)生因為無法理解題干中給出的新概念,另一些學(xué)生則是因為問題貼近生活,學(xué)生無法利用物理知識解決生活問題,無法將物理知識運(yùn)用到問題解決過程中。整體而言,學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握程度較好,但在情景與問題、交流與反思方面掌握不好。教學(xué)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生利用物理知識解決現(xiàn)實問題,課堂上嘗試?yán)梦锢碚Z言描述實際生活問題,順利實現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)。
前概念指的是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)新知識前已經(jīng)有的關(guān)于知識點(diǎn)的經(jīng)驗、知識,這些經(jīng)驗、知識可能來自生活或課堂學(xué)習(xí),也可能來源于閱讀、媒體報道等,這些經(jīng)驗、知識也可能是錯誤的。物理教師靈活利用前概念進(jìn)行教學(xué),可以提高課堂教學(xué)效果,通過前概念可以激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣。大部分學(xué)生接觸物理學(xué)科前,覺得電學(xué)知識神秘好玩,會對這部分內(nèi)容充滿好奇,當(dāng)課堂完成相關(guān)實驗后,也會嘗試在家中進(jìn)行其他電學(xué)實驗,提前接觸后續(xù)學(xué)習(xí)知識,有助于提高學(xué)生實驗操作的能力。
同時,教師也可以通過學(xué)生前概念的錯誤認(rèn)識形成認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建新的物理知識體系,加深學(xué)生對知識的理解與記憶。例如,學(xué)習(xí)“平面鏡成像”知識點(diǎn)時,教師提出問題:“鏡中看到像和物大小之間存在何種關(guān)系?”學(xué)生憑借日常生活經(jīng)驗,極有可能給出“物體離平面鏡越近,像越小,反之則像越大”的結(jié)論。通過后續(xù)實驗,他們明白了“像和物等大”的結(jié)論。這個結(jié)論與他們的認(rèn)知相悖,會加深學(xué)生對這個結(jié)論的記憶與理解。教師在開展物理教學(xué)時,應(yīng)該根據(jù)學(xué)生日常生活實際,緊密圍繞教材內(nèi)容,選擇合適的教學(xué)方法。在物理課程教學(xué)中引入生活化教學(xué)法,首先要做的就是明確生活化教學(xué)目標(biāo)。具體而言,就是將教材中的內(nèi)容與學(xué)生日常生活相聯(lián)系,二者結(jié)合,根據(jù)當(dāng)前社會現(xiàn)狀以及學(xué)生實際情況,為課程教學(xué)的開展確立合適的教學(xué)目標(biāo)。教師在實際教學(xué)時,需要結(jié)合學(xué)生實際情況為其定制合理的教學(xué)目標(biāo),尋找和教材內(nèi)容相似,但是更加鮮活的案例來替換教材中的案例,以此增加課堂教學(xué)真實感,形成良好的師生關(guān)系,降低學(xué)習(xí)難度,活躍課堂氛圍。
所謂認(rèn)知沖突,是學(xué)生在生活中形成的一些認(rèn)知概念和將要學(xué)習(xí)的物理知識之間存在的“矛盾”。學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理知識時,其實在大腦中已經(jīng)根據(jù)日常生活經(jīng)驗對所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生了一定認(rèn)知。但就物理角度而言,這些認(rèn)知有些是正確的,有些卻是錯誤的,而這些錯誤認(rèn)知就在學(xué)生腦海中與新學(xué)習(xí)的物理知識產(chǎn)生了沖突,即認(rèn)知沖突。而這種認(rèn)知沖突往往是觸及學(xué)生心靈的,如果在教學(xué)中不加以引導(dǎo),幫助學(xué)生形成正確認(rèn)知,對后續(xù)知識的學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。比如在學(xué)習(xí)“壓力”前,在很多學(xué)生印象中壓力等于重力;在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”前,學(xué)生一般認(rèn)為“但凡運(yùn)動就需要依靠力來維持”;在學(xué)習(xí)“比熱容”前,學(xué)生一般認(rèn)為“溫度就等于熱量”,等等,這些都屬于錯誤認(rèn)知。綜合分析認(rèn)知沖突,就需要從這些認(rèn)知中找出“沖突”的根本,即物理性質(zhì)。
比如,在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”時,根據(jù)學(xué)生日常生活經(jīng)驗,給板擦一個推力,它會向前運(yùn)動,撤去推力,板擦運(yùn)動一段距離后就會停下來,該現(xiàn)象說明了什么問題?說明“運(yùn)動需要力來維持”。但從冰面上推出去的冰壺在水平方向并不受力,卻可以一直運(yùn)動,這又說明了什么?說明“運(yùn)動不需要力來維持”。至此,學(xué)生腦海中已經(jīng)形成了一個強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,針對這兩種情況展開分析:冰面上推出去的冰壺之所以能夠一直運(yùn)動,根本原因是冰面上阻力較小,幾乎可以忽略不計;而推出去的板擦之所以會停下來,是因為其運(yùn)動過程中受到阻力的影響,阻力改變了板擦的運(yùn)動狀態(tài)。通過這一系列問題的分析、研究和總結(jié),最后得出的物理問題是“阻力可能對物體運(yùn)動狀態(tài)產(chǎn)生影響”,即基礎(chǔ)知識中需要組織學(xué)生進(jìn)一步研究和討論的對象??梢娫趯嶋H教學(xué)過程中,教師需要通過問題鏈、小組合作討論等模式,幫助學(xué)生放大沖突,以此激發(fā)學(xué)生對其展開深入探索和研究的欲望,這也是學(xué)生從形象思維上升到抽象思維的第一步,對學(xué)生以后的物理學(xué)習(xí)意義重大。
物理訓(xùn)練時,教師大多采用專題教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力。所謂專題教學(xué),是指教師按照所學(xué)知識的難易程度和學(xué)生實際掌握情況,在有限時間內(nèi)引導(dǎo)學(xué)生有目的和針對性地對易錯題型和相關(guān)知識進(jìn)行整理和歸類,學(xué)會靈活變通,從而提升對相關(guān)知識的理解和掌握。而專題教學(xué)在時間上遵循知識學(xué)習(xí)的先后順序和學(xué)校教學(xué)安排,通過習(xí)題集中練習(xí),幫助學(xué)生提高自身抽象思維能力。另外,專題編制的核心是根據(jù)知識之間的相互作用,達(dá)到知識結(jié)構(gòu)和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的相互融合。
例如,兩個相似板塊之間可以重新整合,形成一個新的知識結(jié)構(gòu),如此不僅可以加強(qiáng)各知識點(diǎn)之間的聯(lián)系,同時在學(xué)生思維中形成分類比較的意識,學(xué)生通過對知識和習(xí)題的類比練習(xí),提升自身對于知識的認(rèn)知,形成長遠(yuǎn)發(fā)展意識。在開展專題教學(xué)時,主要采取橫向訓(xùn)練的方法,目的是幫助學(xué)生提升縱向抽象能力和概括能力,為日后物理學(xué)習(xí)做好鋪墊。而專題教學(xué)開展的基礎(chǔ)是學(xué)生已經(jīng)對物理各版塊之間的知識結(jié)構(gòu)有了一定的了解和掌握,而且詳細(xì)了解考試中所關(guān)注的知識點(diǎn)。因此一般情況下,學(xué)校會將專題教學(xué)設(shè)置在每部分知識學(xué)習(xí)結(jié)束和期末考試前,以及初三總復(fù)習(xí)的第二輪。在專題復(fù)習(xí)過程中,編制的題目數(shù)量不宜過多和過難,同時對每個專題中所涵蓋的知識點(diǎn)應(yīng)該進(jìn)行合理安排,最多不宜超過3 個知識點(diǎn),以免超出學(xué)生接受范圍,達(dá)到適得其反的效果。
1.結(jié)合日常問題。日常生活中學(xué)生會遇到很多疑問,這些疑問如果不能及時解決,會在學(xué)生心中形成疑問的種子。教師可以挖掘這些因素,在物理課堂上圍繞這些問題開展教學(xué),如放入牙缸中的牙刷,為什么看起來像“折斷”了似的?學(xué)生經(jīng)常遇到這種現(xiàn)象,但卻不明白原因。教師逐步引導(dǎo):“牙刷‘折斷’了,意味著光線從空氣傳播到水中時并不是按照直線傳播的?!蓖ㄟ^逐步引導(dǎo)的方式,讓學(xué)生主動探究。
2.結(jié)合生活經(jīng)驗。初中生已經(jīng)具備相當(dāng)多的生活經(jīng)驗,但很多經(jīng)驗只是結(jié)果,并沒有體驗過程,因此教師可以創(chuàng)設(shè)合適情境開展體驗教學(xué),如教學(xué)樓的聲控?zé)簦雇碛新曇魰r燈會亮起,但聲控?zé)舻脑硎鞘裁矗瑢W(xué)生并不了解。物理教師可以在課堂上展示一個聲光控?zé)?,向?qū)W生介紹聲控、光控開光,隨后要求學(xué)生設(shè)計電路模擬生活情景。
3.開展家庭實驗。物理實驗并不是只能在實驗室中進(jìn)行,學(xué)生也可以在家庭中完成一些簡單實驗,如簡單密度計的制作。學(xué)生完成溫度計原理學(xué)習(xí)后,可以利用吸管、橡皮等完成密度計制作,并在上面標(biāo)注不同液體的密度,刻度越往上密度越小。這樣復(fù)習(xí)密度計的原理,又能突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。
總之,初中物理課堂培養(yǎng)學(xué)生物理抽象能力,需要教師選擇合適的教學(xué)方法,創(chuàng)設(shè)適合的問題情境,及時整理學(xué)過的知識。兩者之間相互配合,將抽象化物理知識變得具象化,增加物理課堂的趣味性,順利實現(xiàn)培養(yǎng)與提高學(xué)生物理抽象能力的目的。