關(guān)注科學(xué)思維 培養(yǎng)關(guān)鍵能力
——以“力 彈力”教學(xué)為例

(江蘇省海門市東洲中學(xué)，江蘇 南通 226100)

盧瑟福是原子物理學(xué)的奠基者，一天深夜，他偶然發(fā)現(xiàn)一位學(xué)生還在埋頭實(shí)驗(yàn)，便好奇地問：“上午你在干什么？”學(xué)生回答：“在做實(shí)驗(yàn)?！薄跋挛缒?？”“做實(shí)驗(yàn)?！北R瑟福不禁皺起了眉頭，繼續(xù)問：“那晚上呢？”“也在做實(shí)驗(yàn)。”勤奮的學(xué)生本以為能得到導(dǎo)師的一番夸獎，沒想到盧瑟福居然大為不滿，問道：“你一天到晚都在做實(shí)驗(yàn)，什么時(shí)間用于思考？”勤奮的學(xué)生看似受了委屈，實(shí)際上大師是在傳授真經(jīng)??！很多時(shí)候，我們教師也會犯同樣的錯誤，日復(fù)一日的勞作，總是在低水平的層次上重復(fù)備課、上課、批作業(yè)，卻不情愿拿出時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)和自我反思，只顧埋頭走路，忘了抬頭看路，工作沒有起色，時(shí)間一長，自己似乎也變成初中生的水平，談何職業(yè)幸福！如何改變物理教學(xué)生態(tài)？教師要做實(shí)踐的反思者、反思的實(shí)踐者，重視物理思維教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生終身有用的科學(xué)思維能力。下面以“力 彈力”教學(xué)為例，談?wù)勛约旱膶?shí)踐體悟。

1 由物說理，在物理情境中學(xué)會實(shí)踐思考

物理是最重要的基礎(chǔ)學(xué)科，初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)與高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)相匹配、關(guān)聯(lián)，包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面?；貧w物理學(xué)科本質(zhì)，從學(xué)科自身特點(diǎn)以及相應(yīng)學(xué)段學(xué)生的年齡特點(diǎn)出發(fā)，重視物理思維方法，凸顯過程分析，在不斷的思考中琢磨回味、理性過濾，學(xué)生才能有真正意義上的科學(xué)思維能力的提高。

比如“力”這個詞，學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)，并不陌生，到底什么是力？學(xué)生不知道，就像小孩子會數(shù)1、2、3等具體的數(shù)字，但不知道“整數(shù)”這一抽象概念一樣。如何幫助學(xué)生從司空見慣的生活現(xiàn)象、日常語言出發(fā)，揭示本質(zhì)共性，體悟真知灼見，生成物理概念？這個問題值得我們?nèi)ニ伎?。奧蘇貝爾曾說過：如果“教育心理學(xué)”用一句話來概括的話，就是“兒童已經(jīng)知道了什么”，抓住學(xué)生的興趣和需要，進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。

如何初識力，并建構(gòu)抽象的力的概念？可通過知識問題化、問題情景化、情景生活化來實(shí)現(xiàn)。首先，可以親身體驗(yàn)力。兩人一組，同學(xué)之間玩“扳手腕游戲”?！鞍馐滞蟆辈恢皇菫榱嘶钴S氣氛，調(diào)動學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意力，使其專注到課堂上來，更要引發(fā)問題思考，追問學(xué)生：“比的是什么？你知道贏的原因嗎？”設(shè)疑激趣，促進(jìn)學(xué)生思考，學(xué)生回答：“比的是力，贏是因?yàn)榱獯?。”把學(xué)生的注意力集中到“力”的主題上。

接著，抓住學(xué)生喜歡動手的天性，提問：你能對桌上的物品(彈簧、鐵絲、海綿、氣球、橡皮泥、橡皮筋)施加力嗎？做一做，把施力的方法用文字表達(dá)出來，讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中體悟，做中學(xué)，學(xué)中思，思中悟，把體驗(yàn)感知的信息及時(shí)用文字準(zhǔn)確記錄下來。

“手壓氣球，手壓彈簧，手拉橡皮筋，手捏橡皮泥，手扳鐵絲……”學(xué)生列舉的都是人施加的力。教師在學(xué)生匯報(bào)的基礎(chǔ)上追問：其他物體也能施力嗎？倘若學(xué)生一時(shí)回答不出，教師可以示范舉例：壓路機(jī)碾壓路面，起重機(jī)吊起重物，狗拉雪橇……

列舉豐富事例的目的是用學(xué)生熟悉的事例做鋪墊，帶領(lǐng)學(xué)生一起從司空見慣、具體經(jīng)驗(yàn)型的“力”的現(xiàn)象出發(fā)，做進(jìn)一步理性思考：產(chǎn)生力需要什么條件？它們有什么共同點(diǎn)？力是什么？教師拋出問題后，要適當(dāng)停頓，舍得給學(xué)生思考的時(shí)間，同中求異，異中求同，歸納總結(jié)，揭示共性，生成抽象的力的概念。

而有的老師在教學(xué)中同樣也列舉了這些事例，設(shè)置追問的環(huán)節(jié)如下。

問1：比較一下這些力，你會發(fā)現(xiàn)每個力有幾個物體？

問2：每個力的兩個物體之間有一個什么詞，它描述力的什么？

問3：現(xiàn)在你能給力下一個定義嗎？

相比較而言，這樣的設(shè)問，缺少思維含量，學(xué)生不加思考就能脫口說出答案。只有設(shè)置開放性的問題，優(yōu)化過程設(shè)計(jì)，才能讓學(xué)生“跳一跳，摘到桃”，才能激起學(xué)生思考的興趣，體驗(yàn)物理概念建構(gòu)的過程，“從具體到抽象，從感性到理性”，讓學(xué)生學(xué)會分析、比較、抽象、概括等思維方法，讓知識變得有血有肉，鮮活起來，使學(xué)生能深刻地理解概念的內(nèi)涵。

2 由物論理，在表達(dá)展示中學(xué)會理性思考

在教學(xué)中只是讓學(xué)生背概念，記概念，再去刷題，考出好分?jǐn)?shù)，這是有違我們物理教師職業(yè)道德、違背教育目標(biāo)的做法。在幫助學(xué)生掌握物理知識、技能的同時(shí)，物理教師更要關(guān)注知識學(xué)習(xí)的意義和情趣，助力學(xué)生在主動參與的思維過程中，自主推敲，對話質(zhì)疑，心神領(lǐng)會，水到渠成，生成新知，才會內(nèi)化為學(xué)生的核心素養(yǎng)。

如何幫助學(xué)生生成“形變和彈力”概念？可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)再探：“再對桌上的器材施加力。你又發(fā)現(xiàn)了哪些有趣的現(xiàn)象？這些現(xiàn)象有什么不同？可分成幾類？劃分的依據(jù)是什么？”語言是思維的工具，讓學(xué)生帶著好奇，帶著開放性的問題，通過實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)，進(jìn)行觀察、比較，記錄具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并用形象的語言表達(dá)出來：“手拉的彈簧伸長了，手壓的海綿變扁了，手壓的氣球變扁了，手拉的橡皮筋變長了，手扳的鐵絲變曲了，手捏的橡皮泥變扁了……”這些司空見慣的日常現(xiàn)象，是學(xué)生認(rèn)知的起點(diǎn)，也是新知的生長點(diǎn)，請學(xué)生把看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用語言表達(dá)出來，展示各組風(fēng)采。一組表達(dá)不完整的，其他組補(bǔ)充，這時(shí)課堂就會出現(xiàn):“我還發(fā)現(xiàn)了……我的依據(jù)是……”教師創(chuàng)造課堂精彩，就是把更多時(shí)空讓給學(xué)生，關(guān)注學(xué)生參與的主動性、思維的深刻性，讓學(xué)生動手操作、用眼觀察、動腦思考、動口表達(dá)，形成“相互交流、交鋒，最后達(dá)到交融”的良好狀態(tài)，從具體感性到抽象理性，概括得出形變的兩種情況，領(lǐng)會彈力的要義，而且發(fā)現(xiàn)“外力越大，彈性形變越大”的規(guī)律。

物理是就物論理，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理的活動情景、問題情景，啟迪物理思維，進(jìn)行現(xiàn)象的比較、分類、歸納，養(yǎng)成思維的條理化，讓學(xué)生感悟到抽象的物理概念、規(guī)律背后，都是有直觀、感性、鮮活的事物支撐，不需要死記硬背。朱正元先生說過：“離開具體的物，僅憑教師的語言和書本講抽象的理，學(xué)生學(xué)到的只能是口頭的和字面上的物理。”

一堂好課，就如講好一個故事，注意劇情的不斷變化，引發(fā)新的認(rèn)知沖突，讓思維不斷發(fā)展。我們用拉力器，比一比，誰的力氣大？請學(xué)生觀察體悟，再追問：“你是怎樣知道的？”學(xué)生會從彈簧伸長的長度得出結(jié)論，這是學(xué)生憑借生活經(jīng)驗(yàn)也能知道的。學(xué)習(xí)物理，教師就要提醒學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維，“為什么彈簧伸得越長，表明他的力氣就大呢？”在經(jīng)驗(yàn)背后進(jìn)一步啟迪學(xué)生理性的思考，生成新知：“彈性形變越大，外力越大?！边@里蘊(yùn)含著物理的轉(zhuǎn)化思想。對學(xué)生而言，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷已經(jīng)使其習(xí)慣于教師講什么就學(xué)什么，教師強(qiáng)調(diào)什么就注意什么，教師沒有明確強(qiáng)調(diào)指出的地方就不去思考，更談不上思維的積極加工，因此，教師的責(zé)任就要幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識、技能的同時(shí)，更能領(lǐng)悟其中上位的物理思想。

3 由物用理，在體驗(yàn)琢磨中學(xué)會創(chuàng)新思考

“物理教學(xué)的核心價(jià)值在于促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)三個轉(zhuǎn)化：一是把人類積累的知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生個體的知識，使他們知道世界是什么樣的，成為一個客觀的人；二是把前人從事智力活動的思想、方法轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)識能力，使他們明白世界為什么是這樣的，成為理性的人；三是把蘊(yùn)含在知識中的觀念、態(tài)度等轉(zhuǎn)化為學(xué)生的行為準(zhǔn)則，使他們懂得怎樣使世界更美好，成為一個創(chuàng)造的人?！?/p>

學(xué)習(xí)了力、彈力概念后，知道了彈性形變的規(guī)律、特點(diǎn)，在實(shí)際生活中有什么用呢？引發(fā)學(xué)生深入思考，教師不要直截了當(dāng)?shù)馗嬖V學(xué)生可以制成彈簧測力計(jì)?？赡軐W(xué)生一下子還想不出來，教師可以創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，將活生生的物理現(xiàn)象和物理過程返璞歸真地展現(xiàn)開來，多讓學(xué)生面對原汁原味的物理問題，引導(dǎo)他們?nèi)ビH歷物理概念、規(guī)律的建構(gòu)過程。

實(shí)驗(yàn)演示：彈簧下掛1個鉤碼，拉力大小是0.5N，再掛2、3個鉤碼，分別做彈簧伸長的記號。撤去鉤碼，用手拉彈簧，與掛2個鉤碼產(chǎn)生同樣效果，用的力大小是多少？同學(xué)們體悟到了等效思想。改變彈簧的伸長量，拉力又是多少？你能從這個裝置中獲得什么啟發(fā)？學(xué)生在親身體驗(yàn)中，琢磨推敲，相互對話，碰撞火花，生長靈感，領(lǐng)悟到“可以測量力的大小”。運(yùn)用科學(xué)方法合乎邏輯地推導(dǎo)出科學(xué)知識，讓學(xué)生感受到這種邏輯力量。

“現(xiàn)在你代表生產(chǎn)廠商，要把這個產(chǎn)品推銷到市場上，你認(rèn)為它有什么缺點(diǎn)？會做哪些改進(jìn)？”學(xué)以致用，制作發(fā)明，激起學(xué)生再思考，再對照書本，自主學(xué)習(xí)彈簧測力計(jì)的制作原理、構(gòu)造、使用注意點(diǎn)，展示、交流彈簧測力計(jì)的正確使用。

總之，物理教學(xué)要“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以過程為主線，以思維為核心，以問題為導(dǎo)向”，幫助學(xué)生從“司空見慣”的現(xiàn)象上升到“真知灼見”的獲取，切忌簡單下定義，過早給結(jié)論。要充分“還原稀釋”，把概念的形成與運(yùn)用過程盡可能完善、生動地展開，讓學(xué)生正確理解與消化；要堅(jiān)持“延遲判斷”，引導(dǎo)學(xué)生借鑒前人科學(xué)研究的方法，主動參與這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，突出物理思維方法，重視物理過程分析，切實(shí)提高學(xué)生解決物理問題的能力。