發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的情智物理教學(xué)

黃 華

科學(xué)思維是物理四大核心素養(yǎng)之一，是指從學(xué)科視角對客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式。教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)思維，教會學(xué)生如何思考，促使其形成有益的心智習(xí)慣，遠(yuǎn)比教會學(xué)生內(nèi)容更有價值。那么，如何發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維呢？筆者以初中物理“特殊法測電阻”一課的教學(xué)為例，談?wù)勛约旱那橹俏锢韺嵺`。

一、復(fù)習(xí)實驗，誘發(fā)認(rèn)知沖突

情智理論提出課堂教學(xué)要創(chuàng)設(shè)貼近日常生活的真情境，引發(fā)具有認(rèn)知沖突的真問題，才能有效地引導(dǎo)學(xué)生投入真探究?！疤厥夥y電阻”教學(xué)中怎樣把空洞的“一個電表壞了”的假設(shè)性情境變?yōu)檎鎸嵉?、可觸摸的呢？我們進(jìn)行了以下設(shè)計。

師：回顧前面所學(xué)，我們可以怎么測量電阻？請畫出電路圖。

生：伏安法。

師：請利用桌面器材連接電路，測量出這個未知電阻的阻值。

（學(xué)生動手實驗）

師：同學(xué)們，測量遇到困難了嗎？

生：電流表指針幾乎不動。

師：電路中是否發(fā)生了短路？你的依據(jù)是什么？排除短路，可能是什么原因造成的？……

這樣的設(shè)計，教學(xué)的起點(diǎn)是學(xué)生的知識儲備，學(xué)習(xí)的展開、思維的積淀扎根于認(rèn)知的沖突，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、序列提問，促進(jìn)自主建構(gòu)

教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的思維，不僅是指讓學(xué)生知道“是什么、為什么、怎么解題”，更需要教師通過合理的預(yù)設(shè)，引問、設(shè)問、追問、反問、駁問，暴露學(xué)生學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)難點(diǎn)，進(jìn)而為學(xué)生鋪設(shè)思維的路徑，使學(xué)生明白“做什么，怎么做，為什么這么做”?！疤厥夥y電阻”教學(xué)中，學(xué)生遇到的最大的困難是：為什么去掉電表后需要加用一個定值電阻？為什么這個電阻會時而串聯(lián)時而并聯(lián)？設(shè)置以下的問題鏈就能很好地幫助學(xué)生理解這些問題。

師：只用電壓表能測量嗎？結(jié)合測量電阻的原理分析，少了電流表，我們會遇到什么問題？

生：電壓能測，電流難求。

師：依據(jù)歐姆定律，電流可以怎么求？還需要知道什么條件？

生：I=U/R。還需要一個已知阻值的定值電阻。

師：可以用計算出的定值電阻的電流取代我們需要的待測大電阻的電流嗎？怎么做到？

生：將兩個電阻串聯(lián)，兩者的電流時刻相等。

師：將設(shè)計的電路圖畫出來，并嘗試推導(dǎo)出電阻。

（學(xué)生畫出電路如圖1、圖2所示）

師：觀察歸納，沒有電流表時，怎樣的組合可以轉(zhuǎn)化為電流表？

生：電壓表和已知電阻并聯(lián)，如圖3所示。

師：（歸納總結(jié)）電壓表和定值電阻的組合相當(dāng)于電流表。我們需要測量兩個電壓值，其中一個電壓的測量，實質(zhì)是為了求出電流。

（圖1）

（圖2）

（圖3）

教師在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置序列化問題，既幫助學(xué)生撥開云霧，找準(zhǔn)思維的切入點(diǎn)，又合理分解學(xué)習(xí)難點(diǎn)，推理歸納出解決方案。

三、進(jìn)階拓展，驅(qū)動遷移應(yīng)用

情智課堂提倡創(chuàng)設(shè)“樂學(xué)善思”的生本課堂?！疤厥夥y電阻”一課中電路形式多樣，對學(xué)生的綜合能力要求高，教師需要引導(dǎo)學(xué)生手到、眼到、口到、心到，在觀察、實驗、思考、表達(dá)的過程中，主動參與學(xué)習(xí)，鍛煉科學(xué)思維。

師：若只有一個電壓表且不移動電表位置，提供多個開關(guān)或單刀雙擲開關(guān)，能嘗試完成電阻值的測量嗎？

（學(xué)生討論交流后，小組展示設(shè)計的電路及實驗步驟）

師：對比幾種設(shè)計，你有何發(fā)現(xiàn)？……

本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)是實驗器材多變、電路變式復(fù)雜，因此，教師需要弱化講授，將課堂的重點(diǎn)放在促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展上，通過創(chuàng)設(shè)真實情境讓學(xué)生遷移應(yīng)用所學(xué)知識。

四、整合反思，達(dá)成思維提升

情智課堂提出“學(xué)科立場與學(xué)生立場”融合、“情感與智慧”融合、“創(chuàng)新與審美”融合的觀念。好的物理課堂可以讓知識擁有情感的溫度，引起學(xué)習(xí)、生活與生命共鳴。

師：回到伏安法電路，如果僅僅拿掉電流表，利用余下器材能測量大電阻的阻值嗎？如圖4所示。

（圖4）

生：閉合開關(guān)，滑片移到最左端，電壓表測出Rx的電壓Ux；滑片移到最右端，電壓表測出總電壓U，Rx=UxR0/（U-Ux）。

師：不用電流表，我們依然可以有很多方法來測量出電阻?；仡櫛菊n，讓你感觸最深的是什么？

（學(xué)生發(fā)言）

師：（歸納總結(jié)）今天，在伏安法測電阻遇到困境時，我們依靠歐姆定律來轉(zhuǎn)化解決。歐姆定律就是電路中的交通規(guī)則。有規(guī)則，出現(xiàn)問題時我們才有解決問題的依據(jù)，才能靈活變通。生活中也一樣，規(guī)則的制定不是為了限制束縛你，而是生活更安全、更美好的保障。

課堂中引導(dǎo)學(xué)生對自己和他人學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思、總結(jié)、評價，不僅能促進(jìn)學(xué)生理清知識的結(jié)構(gòu)和邏輯，亦能幫助學(xué)生更好地把握學(xué)科思維，促進(jìn)學(xué)生思維向高階發(fā)展。