作者简介:阮享彬,重庆市教育科学研究院中学物理教研员,人民教育出版社新课标教材培训专家组成员,西南大学、四川师范大学、成都师范学院、重庆师范大学物理“国培班”主讲教师。曾获得重庆市教学成果二等奖、全国基础教育优秀成果三等奖、全国首届中学物理课堂教学名师赛一等奖,数次荣获中国教育学会物理专委会和中国物理学会中学教学专委会组织的教学设计、自制教具和教学论文评比一等奖。受聘全国物理青年教师优质课大赛、物理教师优秀论文大赛和物理课堂教学名师赛等赛事评委。受邀到全国多省市上现场课、做教材培训和学术讲座,深受一线教师和与会专家的广泛赞誉。
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摘 要:《义务教育物理课程标准(2011年版)》(以下简称《新课标》)较以前的实验稿,特别重视实验教学和日常生活的联系。在《新课标》的61条“科学内容”的描述中,有33条知识的获得需要“通过实验”等手段来实现,有29处要求“联系生活实际”“列举生活中实例”等来展开教学。实践证明,将实验设计与生活实际结合起来,用生活化实验创设科学探究情景,用生活用品经历探究过程,用身边趣味小实验突破科学生活误区,不仅能激发学生的学习兴趣、提高实践意识、培养实事求是的科学态度,还能增进学生热爱科学的情感。
关键词:生活化;实验;情感目标
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)1-0001-3
实验教学不仅是物理教学的重要组成部分,还是全面提高学生科学素养的重要途径。在新课程理念下,实验在教学中起着更加重要的作用。特别是生活化实验,不仅是获取知识的过程,还对落实物理新课程三维目标中的情感、态度、价值观目标有着特殊作用。
1 生活化演示实验有利于激发学生的强烈兴趣
学习兴趣是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的倾向。新课程标准要求我们在教学活动中,要从培养学生“有学习物理的兴趣,有对科学的求知欲,能保持对自然界的好奇,乐于探索自然,能领略自然界的美妙与和谐,对大自然有亲近、热爱及和谐相处的情感”[1]等方面去实现情感、态度、价值观的目标。在实践过程中,兴趣对人的活动将产生巨大的推动作用,学生一旦对学习产生兴趣,就会充分发挥自己的积极性和主动性。采用生活化的自制教具开展实验演示,往往更能达到兴趣激发的效果。
笔者曾在《空气的“力量”》的教学时,自制一个“两心壶”(如图1)做情境导入的演示。第一次什么都倒不出来。第二次倒出的白色的奶茶,耶!有的同学开始要求“老师慢点”,个别还没有从下课的休整中回过神的同学一下子也被吸引了,个个都瞪大眼睛看着老师演示的茶壶。第三次居然还倒出了红茶。啊!同学们惊呆了,老师追问一句“同学们,还想喝什么茶?”全班齐声回答“绿茶”,笔者说:“很遗憾,老师今天倒不出绿茶,等同学们学习了今天的课程,你们就能制作一个茶壶,还能倒出三种、四种甚至更多种类的茶。”
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正视图 俯视图
图1 两心壶
将生活中普通的洒水壶稍加改装就成了具有神奇功能的“两心壶”或“多心壶”,化平常为神奇的生活化的演示实验,不仅能吸引孩子们的注意力,培养观察力,还能启发他们去思考,激发浓厚的兴趣,感受生活中物理的神奇和美妙。学生只有对物理感兴趣,才会想学、爱学,才能学好、用好物理。
2 生活化实验探究利于增强学生的实践意识
《新课标》以提高全民科学素养为目标,其中科学探究是科学素养形成的重要途径。修订后的各种版本的初中物理教材,都用了大量的篇幅开辟了“迷你小实验”“想想做做”等栏目,倡导师生充分利用身边的常见物品展开一些实验探究。这些生活化的实验探究,更有利于培养学生“有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,乐于探究日常用品或新产品中的物理学原理,乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动。”[1]
教师在课堂教学设计中,也可以因地制宜地结合课堂教学实际,开展生活化的实验探究,让学生在真实的探究和设计活动中产生自己的科学思想和技术方案,增强实践意识的同时实现创新能力的培养。
在同学们学习了电磁感应知识后,我校物理组就组织初三年级各班级间开展了“摇绳发电”比赛活动。物理实验室只为各班提供一个微安表(300 μA规格),其余材料由同学们利用生活中的废旧物品准备。在不新增电源的前提下,根据电流表的指针偏转角度确定成绩。全年级的同学在这次活动中,投入了空前的热情,各班的创造力得到充分的体现,收到了意料不到的好效果。通过参与这次活动,同学们不但用行动体验了利用地磁场发电的可能性,还在参赛的准备过程中,发现了电流表指针偏转的最大角度与摇绳导线规格、摇绳方位、摇绳节奏等都有关,用实际行动体验到了科学的神奇和科学探究方法的重要性。
通过创设引人入胜且具有适度挑战性的问题,让学生持续投入能彰显个性特点的活动中,亲身经历设计方案、从事科学观察、基于证据形成理论假设等典型的科学探究过程,能使学生的实践意识得到增强,创新能力得到提高。
3 生活化的趣味实验培养实事求是的态度
《新课标》的“情感态度价值观”目标要求通过初中物理教学,让孩子能“养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,不迷信权威,勇于创新,有判断大众传媒信息是否符合科学规律的初步意识,有将自己的见解与他人交流的意识,敢于提出与别人不同的见解,勇于放弃或修正不正确的观点。”[1]为实现这一目标,我们也可以针对初中生的心理认知特点,利用学生熟悉的物品,设计一些趣味性的小实验代替空洞的说教,往往能收到事半功倍的效果。 在《空气的“力量”》的新知教学中,笔者设计了一个趣味实验体会大气压与日常生活的联系。首先,给本节课表现优秀的同学奖励一瓶饮料,为鼓励与同学分享,老师打开盖子,把一根很粗的吸管(侧面开有小孔)交给他。“耶,怎么吸不上来?”这位同学感到很惊讶。老师鼓励他找一下问题出在哪儿。等这位同学发现了吸管上开的孔后,笔者就向全班播放了“蒙牛果蔬优酸乳”广告A(图2),并附旁白“欣赏广告,关注吸管”。广告刚播放完,就有不少同学高高举起手,争先恐后地发表他们的观点:“三叉管不可能吸上牛奶”,“这份广告是伪科学的”,“除非三叉管是不相通的”。于是,笔者就用另外两根细吸管,插入刚才同学用的粗吸管中,模拟了广告A中的情形,让同学们见证了他们的判断。“怎样能同时喝到多种饮料呢?”老师提出问题后,同学们很容易地就发现了三叉管的妙用,全班同学沉浸在幸福的发现中,笔者又让同学们欣赏了“蒙牛果蔬优酸乳”广告B(图3)[2]。
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图2 “蒙牛果蔬优酸乳”广告A截图
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图3 “蒙牛果蔬优酸乳”广告B截图
作为初中物理课堂教学的设计者,孩子快乐科学之旅的陪伴者,我们可以利用精彩的生活化实验突破教学难点,结合学生喜闻乐见的媒体信息,将对知识的学习融入到开心的话题中,不仅能激活物理课堂,还能让孩子们在愉快中品味生活的乐趣,享受成功的幸福,提高物理课堂教学的有效性,促进学生追求以知识的鉴赏力、判断力与批判力为标志的内在发展。
4 生活化实验能增进学生热爱科学的情感
《新课标》要求学生在物理学习过程中“有克服困难的信心和决心,能总结成功的经验,分析失败的原因,体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。”[1]在物理学的发展历程中,物理学家发现物理现象、建立物理概念、揭示物理规律,包括测量一个物理量的过程都不是一蹴而就的,常常是经历了无数次的方案失败、修正和调整,最终才逼近真理的。
在同学们设计出用盛满水的试管倒扣在水槽中,管中水面不掉下来的方案(如图4所示)能证明大气压存在后,笔者进行过如下课堂设计。老师出示问题:“大气压只能支持这么高的水柱吗?如何验证我们的猜想呢?”同学们七嘴八舌地展开方案讨论,尝试用更长的管子来验证,但毕竟可选的管子长度有限,感觉到有些无奈。这时,笔者就拿出事先灌满水并盘曲在桶中的透明塑料管和塑料瓶(如图5所示,上方的瓶中有显示水面的醒目的浮标),与同学们一起验证不断修订的猜想――“大气压真的只能支持这么高的水柱吗?”让协助演示的同学,慢慢地逐渐升高饮料瓶,全班同学都伸长脖子、翘首期盼大气压再也无法支撑水柱的那一刻。该同学在老师的帮助下,即便站到讲桌上,就算将饮料瓶升到天花板上(笔者曾在一个大礼堂上这节课,水瓶被举到了5米多高),浮标仍然处于瓶中最上面,说明水面没有下降。唉!太遗憾了,管子还不够长,空间还不够高。
同学们认为,瓶中的水面总有一个时候会相对顶部下落。接下来,老师引导学生进行实验原理的理论探究,得出大气压p0=p液=ρgh液。在高度受限的情况下,同学们很自然就想到了,换用更大密度的液体做实验的方法。这个设想就是在300多年前,托里拆利实验设计的巧妙之处。
本环节的设计,就是借助生活中的易得物品来体验一个具有历史意义的经典实验完成的部分过程,不但真正实现了教学元素的多元化,还激起了学生的科学好奇心和对科学家超人的智慧无比的崇敬。孩子们在一系列跃跃欲试的“猜想―设计―验证―再猜想―再设计―再验证”的体验中,那种勇攀科学高峰的欲望被点燃。消除科学研究在孩子们心目中的神秘感后,再结合理论探究手段,升华学生的科学情感。这样的科学情感教育目标仅通过语言文字介绍远不能达到如此的效果[2]。
由于我国基础教育发展的不均衡性,部分农村初中,由于各方面条件的限制,不少物理实验教学无法开展,从而导致孩子们缺乏物理学习的动机和兴趣,更谈不上感受学习的快乐和成功。因此,教学中实施情感态度价值观教育,有助于教师转变重知识、轻情感的教育观念和改变学生枯燥乏味的学习状况。
作为肩负提高学生科学素养重任的物理教师,可以结合教学需要,尽可能地开发适合自己学生实际的实验教学资源。采用生活化创新实验设计,激发孩子们对科学的浓厚兴趣;开展具有一定挑战性的科学实践活动,养成科学生活的习惯,增进他们热爱科学的情感,用情感目标的达成助推知识与技能、过程与方法目标的实现。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012.
[2]阮享彬.初中物理生活化课堂教学设计策略初探[J].物理教学,2014,(8):30.
(栏目编辑 廖伯琴)