李 建 李 鴻 陶艷紅
(1.重慶市育才中學(xué)校,重慶 400050;2.重慶市字水中學(xué)校,重慶 400023)
物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科,對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)生活方式變革、人類(lèi)文明和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)?!读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》明確指出:“注重時(shí)代性,加強(qiáng)與生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展及科技進(jìn)步的聯(lián)系”?;谏畹奈锢斫虒W(xué)貼近生活、生產(chǎn),符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn),可激發(fā)并保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,有利于學(xué)生掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能,并能將其運(yùn)用于實(shí)踐中,還能感悟勞動(dòng)人民的智慧和傳統(tǒng)文化的魅力,有助于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。
基于生活的物理教學(xué)以真實(shí)的生活、生產(chǎn)場(chǎng)景為背景,將看似“遙不可及”的物理問(wèn)題融入生活情境中,學(xué)生在真實(shí)的生活情境中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的探究熱情,活躍課堂氣氛,提高課堂效率,在分析、解決問(wèn)題過(guò)程中培育學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。
案例1:“杠桿”的引入:教師“一波三折”稱(chēng)球重,學(xué)生“明察秋毫”理難言。
桿秤是中國(guó)古老的稱(chēng)量工具,其工作原理就是杠桿平衡條件?!案軛U”這種簡(jiǎn)易機(jī)械在實(shí)際生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,然而學(xué)生并不一定熟悉,杠桿的引入部分設(shè)計(jì)如下。
教師展示生活場(chǎng)景視頻:利用桿秤稱(chēng)肥豬的質(zhì)量(圖1)。
圖1
問(wèn)題1:為什么小小秤砣可以實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的效果?
演示實(shí)驗(yàn):自制桿秤,測(cè)量實(shí)心球的質(zhì)量。
如圖2所示,利用自制桿秤(秤砣為100g鉤碼)測(cè)量實(shí)心球的質(zhì)量,先提藍(lán)色提扭,無(wú)論怎么移動(dòng)鉤碼,無(wú)法使桿秤水平平衡。緊接著教師默默換成紅色提扭,很輕松地使桿秤達(dá)到水平平衡。再次演示實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察和思考。
圖2
問(wèn)題2:老師“四兩撥千斤”的實(shí)驗(yàn)第一次失敗、第二次成功,是偶然還是必然?
設(shè)計(jì)意圖:在信息化時(shí)代,學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)、閱讀科普書(shū)籍等方式對(duì)課本知識(shí)已經(jīng)有了大致了解,因此在物理課堂上對(duì)教師的演示實(shí)驗(yàn)仿佛能說(shuō)得“頭頭是道”,但大多只是浮于表面的概念、公式的記憶,如果學(xué)生沒(méi)有真正理解杠桿平衡的原理,沒(méi)有觀察到老師“換提扭”的動(dòng)作,將回答不清楚“偶然還是必然”的問(wèn)題。
通過(guò)教師再次演示,學(xué)生可以觀察到老師的“小動(dòng)作”,讓學(xué)生從似懂非懂、有理難言到豁然開(kāi)朗,學(xué)生體會(huì)到了“觀察”的重要性,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
開(kāi)展對(duì)真實(shí)問(wèn)題的科學(xué)探究活動(dòng)是引導(dǎo)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的重要方式和途經(jīng),實(shí)施科學(xué)探究教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)具有重要的作用。在學(xué)生已有知識(shí)和能力的基礎(chǔ)上,教師通過(guò)設(shè)置進(jìn)階式的問(wèn)題逐級(jí)搭梯子,讓學(xué)生在思考、討論中逐步完善實(shí)驗(yàn)方案。在課堂上留給學(xué)生試錯(cuò)的機(jī)會(huì),通過(guò)教師的提醒、追問(wèn),學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)感受、思考分析,逐步體會(huì)實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、合理性、可操作性、安全性要求,從而真正、有效、全面地解決問(wèn)題。
案例2:“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué):教師進(jìn)階設(shè)問(wèn),引導(dǎo)學(xué)生在試錯(cuò)中漸悟。
教師引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀課本“杠桿平衡”部分,通過(guò)提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生深入思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
問(wèn)題1:閱讀課本中的“杠桿平衡”內(nèi)容后,你認(rèn)為圖3中兩幅圖中的杠桿都處于平衡狀態(tài)嗎?
圖3
教師提醒:杠桿平衡不單是指杠桿水平平衡。
問(wèn)題2:在探究平衡條件時(shí)應(yīng)選擇以上哪一幅圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?為什么?
學(xué)生:第2幅圖,便于測(cè)出力臂。
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),教師拍攝學(xué)生實(shí)驗(yàn)的圖片。
問(wèn)題3:老師發(fā)現(xiàn)幾乎所有同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置的支點(diǎn)都在中間,有什么好處?
學(xué)生:避免杠桿自身重力的影響。
問(wèn)題4:如圖4所示,在實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)在一邊多個(gè)位置懸掛鉤碼,杠桿也能水平平衡(杠桿上每格等距),但該同學(xué)實(shí)驗(yàn)后不建議大家采用這種方式。這主要是因?yàn)樵摲N方式( )。
圖4
A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作
B.需要使用太多的鉤碼
C.力臂與杠桿不重合
D.力和力臂數(shù)目過(guò)多
問(wèn)題5:圖4中還有什么操作不妥?
學(xué)生:在實(shí)驗(yàn)中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母。
問(wèn)題6:從記錄的表格中能找到什么規(guī)律?
學(xué)生:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。
問(wèn)題7:我們已經(jīng)利用如圖4所示的裝置實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。但有同學(xué)認(rèn)為,為了得出普遍結(jié)論還需要( )。
A.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉
B.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉
C.去掉一側(cè)鉤碼,換用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉
D.增加鉤碼個(gè)數(shù),多次實(shí)驗(yàn),使結(jié)論更具普遍性
問(wèn)題8:換用彈簧測(cè)力計(jì)做實(shí)驗(yàn)時(shí),拉力如何變化?你能解釋為什么嗎?
學(xué)生:斜向下拉時(shí),動(dòng)力臂變小,阻力和阻力臂不變,動(dòng)力變大。
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的科學(xué)探究過(guò)程,方能不停留在知識(shí)和解題的層面,真正培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。吳加澍老師認(rèn)為:學(xué)生的再發(fā)現(xiàn)過(guò)程與科學(xué)家的原發(fā)現(xiàn)過(guò)程十分相似(圖5),盡管起點(diǎn)、水平以及方向上都存在較大差異,但兩者在認(rèn)識(shí)論的本質(zhì)意義乃至思想方法上卻是相通的。設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的目的就是讓學(xué)生重走科學(xué)家發(fā)現(xiàn)之路,在“曲折”中體會(huì)科學(xué)前輩建立物理模型和概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的艱辛過(guò)程,促進(jìn)學(xué)生物理觀念的形成和科學(xué)思維能力的提升。
圖5
基于生活的初中物理教學(xué)是學(xué)生從物理學(xué)的視角解釋實(shí)際生活現(xiàn)象、解決真實(shí)問(wèn)題、形成物理觀念的重要途徑,在解決實(shí)際生活問(wèn)題的過(guò)程中能較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理和質(zhì)疑創(chuàng)新能力。實(shí)際生活中各種工具、技術(shù)蘊(yùn)含著勞動(dòng)人民的智慧,也蘊(yùn)含著優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化和正確的價(jià)值觀念。在教學(xué)中深入挖掘生活素材的文化內(nèi)涵,注重學(xué)科育人,有效培育學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。
案例3:“杠桿的應(yīng)用”教學(xué):解決生活問(wèn)題,滲透文化教育。
稱(chēng)量肥豬時(shí)用的桿秤示意圖及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖6所示,調(diào)節(jié)秤砣所在位置,使桿秤水平平衡,你能求出肥豬的質(zhì)量嗎?
圖6
質(zhì)疑創(chuàng)新1:在生意中使用桿秤時(shí),有“平稱(chēng)”“低秤”“旺秤”之說(shuō),“旺”一點(diǎn)兒的意思就是秤尾適當(dāng)翹起,這樣做實(shí)際上對(duì)買(mǎi)賣(mài)哪一方有利?
學(xué)生:買(mǎi)方。
教師提醒:杠桿如何轉(zhuǎn)動(dòng)取決于F1l1和F2l2的大小,當(dāng)F1l1>F2l2時(shí),杠桿會(huì)沿F1的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)F1l1 圖7 質(zhì)疑創(chuàng)新2:民間故事“秤大生意旺”說(shuō)的是制秤者對(duì)面館老板家的秤砣做了手腳,顧客們吃面時(shí)都覺(jué)得很劃算,從而老板生意很旺,你覺(jué)得制秤者做了什么手腳? 學(xué)生:加大了秤砣的質(zhì)量。 教師:從上面的例子看出使用桿秤做買(mǎi)賣(mài)更需要良知和正義。 隨著技術(shù)的發(fā)展,由于桿秤讀數(shù)不方便,現(xiàn)在我們漸漸都不用桿秤了,取而代之的是電子秤,那么電子秤示數(shù)就一定準(zhǔn)嗎? 教師演示將物體放電子秤上不同位置,發(fā)現(xiàn)示數(shù)不同。 教師問(wèn):無(wú)論什么秤其實(shí)都可以作弊,但做生意真的可以不誠(chéng)信嗎? 學(xué)生:不可以,不誠(chéng)信的生意不長(zhǎng)久。 老師:做生意不誠(chéng)信,于人于己都不利。 緊接著教師介紹我國(guó)的桿秤文化,桿秤制作需要一百多道工序,桿秤上原有十三顆星,代表北斗七星和南斗六星,后來(lái)為防止商家缺斤少兩,增加“?!薄暗摗薄皦邸比w星,規(guī)定一斤為十六兩,缺一兩少福,缺二兩少祿,缺三兩少壽。桿秤也可算作華夏“國(guó)粹”(圖8),體現(xiàn)了中國(guó)勞動(dòng)人民勤勞、善良的美好品質(zhì)。 圖8 設(shè)計(jì)意圖:桿秤是在物理課堂上培養(yǎng)學(xué)生的“文化自信”的好素材,將“稱(chēng)豬”這一以前的鄉(xiāng)村生活情景編成題目,學(xué)生在解題過(guò)程中,感受到了生活化的氣息和物理的實(shí)用性,將誠(chéng)信利人的美好品德和認(rèn)識(shí)植入學(xué)生的心中,讓學(xué)生意識(shí)到:中國(guó)傳統(tǒng)文化的精髓不會(huì)隨著科技發(fā)展而不合時(shí)宜,中國(guó)勞動(dòng)人民的美好品德要一代代傳承下去。 基于生活開(kāi)展初中物理教學(xué),能很好地拉近物理與生活的距離,讓學(xué)生感知物理來(lái)源于生活,又應(yīng)用于生活,體會(huì)物理學(xué)的趣味性和實(shí)用性,體現(xiàn)了“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”的課程理念。生活中包含著豐富的物理知識(shí)和物理規(guī)律,也蘊(yùn)含著豐富的傳統(tǒng)文化和正確的價(jià)值觀念,深入挖掘生活素材,開(kāi)展基于生活的初中物理課堂教學(xué),可切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。4 結(jié)語(yǔ)