立足背景知識(shí) 探索初中物理教學(xué)

王鵬鵬

(江蘇省如東縣曹埠鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué),江蘇 南通 226400)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022版)》指出,物理學(xué)科是人類探索大自然的知識(shí)結(jié)晶,其中蘊(yùn)藏著人們?cè)谔剿髯匀贿^程中體現(xiàn)出的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神[1].通過對(duì)新課標(biāo)內(nèi)容的分析,需要初中物理教師認(rèn)識(shí)到,物理不僅要完成基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)和基本技能的訓(xùn)練,更為重要的是要在教學(xué)過程中引入背景知識(shí),通過背景知識(shí)滲透科學(xué)思想與方法,促使學(xué)生樹立正確的科學(xué)態(tài)度,形成濃厚的科學(xué)探索精神.通過背景知識(shí)在物理教學(xué)中的運(yùn)用,引入生活背景、科學(xué)故事背景等方式,調(diào)節(jié)課堂教學(xué)的氛圍,讓學(xué)生在輕松的物理課中產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,從背景知識(shí)中了解到物理學(xué)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展歷程,幫助學(xué)生在科學(xué)方法的探索中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),挖掘物理現(xiàn)象的本質(zhì),學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法解決問題,進(jìn)而提升初中物理教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)初中生的全面發(fā)展.

1 選擇背景知識(shí)的原則

1.1 尊重史實(shí)原則

背景知識(shí)在物理教學(xué)中的運(yùn)用,不僅可以幫助學(xué)生掌握物理學(xué)知識(shí)以及科學(xué)方法,還可以發(fā)揮育人的價(jià)值,因此備受一線教師的關(guān)注.在物理教學(xué)中教師選擇的背景知識(shí)要遵循尊重史實(shí)原則,要求背景知識(shí)一定是客觀的、真實(shí)的,或能夠反映出現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象,或能夠正確地描述科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程等.同時(shí),教師所選擇的背景知識(shí)必須是正面的素材,要秉持實(shí)事求是的態(tài)度,精心、嚴(yán)格地篩選背景知識(shí)素材,為背景知識(shí)在物理教學(xué)中的運(yùn)用提供優(yōu)質(zhì)材料[2].

1.2 緊扣教材原則

背景知識(shí)屬于課程資源的一部分,也是對(duì)教材內(nèi)容的補(bǔ)充與延伸,教師在背景知識(shí)的選擇上,需要從實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容出發(fā),以教材為依據(jù).因此,教師通過多種途徑搜集到的背景知識(shí),需要與教學(xué)內(nèi)容高度貼合,這對(duì)教師提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求,教師只有全面了解教材內(nèi)容,掌握教材知識(shí)重點(diǎn),才能精準(zhǔn)選擇背景知識(shí)素材.

1.3 符合學(xué)情原則

學(xué)生是教學(xué)的重要對(duì)象,背景知識(shí)選擇需要依據(jù)學(xué)生現(xiàn)階段的發(fā)展情況,從學(xué)生的學(xué)習(xí)需求出發(fā),符合不同階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展能力.部分背景知識(shí)相對(duì)復(fù)雜,需要學(xué)習(xí)者具備大量的知識(shí)儲(chǔ)備,這顯然不符合初中生的認(rèn)知能力.因此,教師在背景知識(shí)的選擇上,一方面可以選擇難度較低的材料,另一方面可以對(duì)復(fù)雜材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?讓背景知識(shí)素材可以符合初中生的學(xué)習(xí)需求與認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn),只有這樣才能夠發(fā)揮出背景知識(shí)的教學(xué)作用.

2 背景知識(shí)視角下的初中物理教學(xué)優(yōu)化策略

2.1 融入生活現(xiàn)象,調(diào)動(dòng)已有經(jīng)驗(yàn)

生活是物理學(xué)科知識(shí)的來(lái)源,在物理教學(xué)中教師可以將生活現(xiàn)象作為背景知識(shí),結(jié)合生活創(chuàng)設(shè)物理情境,調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn),促使學(xué)生從生活的背景出發(fā),從物理學(xué)習(xí)中感受到生活與物理學(xué)科之間存在的聯(lián)系,能夠?qū)⑸罱?jīng)驗(yàn)遷移到新知學(xué)習(xí)中,促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的思考[3].同時(shí),融入生活現(xiàn)象的物理教學(xué),還有助于促進(jìn)學(xué)生形成物理實(shí)踐運(yùn)用意識(shí),引領(lǐng)學(xué)生將習(xí)得的物理知識(shí)與技能運(yùn)用于解決生活問題中.通過對(duì)初中生的物理學(xué)習(xí)情況分析發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生在抽象的物理概念學(xué)習(xí)中存在困難,常常無(wú)法做到全面且深入地理解物理概念,產(chǎn)生這種問題的主要原因在于學(xué)生無(wú)法將生活經(jīng)驗(yàn)與物理知識(shí)有效地結(jié)合,要想幫助學(xué)生攻克概念性知識(shí)理解的難關(guān),教師可以利用生活化的物理背景知識(shí),促進(jìn)學(xué)生對(duì)抽象性物理知識(shí)的理解.以“浮力”的概念為例,教師可以利用多媒體設(shè)備給學(xué)生展示救生圈飄在水面上,公園中的游船在水面運(yùn)行,樹葉掉落并停留在水面等畫面,引領(lǐng)學(xué)生通過直觀的畫面聯(lián)系生活實(shí)際,教師此時(shí)可以提出問題:“你在生活中還看到過哪些物體漂浮在水面上?石頭被扔到河里會(huì)漂浮嗎?為什么?”由生活現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生對(duì)物理問題的思考,進(jìn)而引出“浮力”的概念,降低學(xué)生對(duì)物理概念的理解難度,帶領(lǐng)學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)以及生活現(xiàn)象的分析中,感受物理與生活是緊密相關(guān)的.

2.2 引入探索歷程,學(xué)習(xí)科學(xué)方法

基于背景知識(shí)的物理教學(xué),必不可少的就是科學(xué)家探索過程的引入,教師可以通過引入科學(xué)家的探索故事,讓學(xué)生從中感受到每一個(gè)物理規(guī)律的總結(jié)都經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的探索、推敲、驗(yàn)證.如果說(shuō)物理知識(shí)的發(fā)展脈絡(luò)是一條沒有盡頭的線,那么科學(xué)家的探索歷程就是組成這條線的點(diǎn),在初中物理教學(xué)中,教師可以科學(xué)家的探索歷程為背景,讓學(xué)生在物理課的學(xué)習(xí)中了解科學(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象以及物理知識(shí)探索的困難和曲折,能夠從科學(xué)家探索歷程的分析中學(xué)習(xí)到科學(xué)探索的有效方法,促使學(xué)生在物理背景知識(shí)的分析中習(xí)得新的科學(xué)思想與方法.如在“磁場(chǎng) 磁現(xiàn)象”一課的教學(xué)中,教師可以結(jié)合本節(jié)課教學(xué)的主要知識(shí)點(diǎn),引入法國(guó)科學(xué)家德馬立克對(duì)磁場(chǎng)探索的歷程,在這個(gè)過程中,德馬立克在磁場(chǎng)的周圍放置了小磁針,并用磁針的方向連成一條條線,用這些線描述磁場(chǎng),此時(shí),德馬立克運(yùn)用的科學(xué)方法就是理想模型法,教師應(yīng)著重引領(lǐng)學(xué)生在科學(xué)探索故事中學(xué)習(xí)理想模型法,積累科學(xué)方法.當(dāng)科學(xué)家在探索磁場(chǎng)的過程中,發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)是一種看不到、摸不著的物質(zhì),但是卻又真實(shí)存在,如何證明磁場(chǎng)是真實(shí)存在的,困擾了許多物理研究者,德馬立克在磁場(chǎng)的研究中運(yùn)用了理想模型這種科學(xué)方法,可以將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為一種有形的并且可以讓人們?cè)诖裴樀闹赶蛑懈惺艿酱努F(xiàn)象.

2.3 還原經(jīng)典實(shí)驗(yàn),參與科學(xué)探究

科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的主要組成部分,也是學(xué)生必備的物理學(xué)習(xí)能力,物理學(xué)科的背景知識(shí)中記錄了科學(xué)家對(duì)物理學(xué)知識(shí)以及規(guī)律的探究過程,教師在教學(xué)過程中可以借助背景知識(shí)還原經(jīng)典實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)家科學(xué)探究相似的實(shí)驗(yàn)過程,可以促使學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中感受物理學(xué)的魅力,在后續(xù)的學(xué)習(xí)以及生活中主動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究[4].在初中物理教學(xué)中利用背景知識(shí)還原經(jīng)典實(shí)驗(yàn),需要教師創(chuàng)設(shè)與實(shí)驗(yàn)探究課題相關(guān)的情境,驅(qū)動(dòng)學(xué)生形成科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索的動(dòng)機(jī),能夠在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)猜測(cè)、假設(shè),在親自動(dòng)手操作中培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和合作意識(shí).例如,牛頓的棱鏡分解太陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)、托里拆利測(cè)量大氣壓實(shí)驗(yàn)等,這些都是物理學(xué)史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),教師可以在課堂教學(xué)中還原這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中經(jīng)歷科學(xué)家遇到的問題,嘗試通過科學(xué)方法解決問題,促使學(xué)生在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的探究中產(chǎn)生各種不想的想法,在這個(gè)過程中學(xué)生們會(huì)產(chǎn)生和牛頓、托里拆利類似的想法或科學(xué)探究行為,為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確,主動(dòng)搜集信息、操作實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證猜想,提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度.將經(jīng)典實(shí)驗(yàn)作為背景知識(shí),通過還原經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的方式,可以將學(xué)生置于科學(xué)探索的真實(shí)環(huán)境中,促使學(xué)生經(jīng)歷一系列的科學(xué)探索活動(dòng),并在實(shí)踐探索中將探索過程、科學(xué)方法、操作步驟、科學(xué)結(jié)論、注意事項(xiàng)根植于大腦,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的形成.

2.4 對(duì)比古今科技,感悟社會(huì)責(zé)任

無(wú)論是現(xiàn)代科技還是古代科技,都可以作為物理課教學(xué)中的背景知識(shí),物理科學(xué)技術(shù)在一代又一代人的研究中,提升人們的生產(chǎn)生活質(zhì)量.同時(shí),科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展又為物理學(xué)研究提供了有力的支持,促使當(dāng)代的科學(xué)家可以有更加優(yōu)越的條件完成物理學(xué)的研究,在這樣的背景下,我國(guó)的物理學(xué)大廈會(huì)建設(shè)得越來(lái)越高,越來(lái)越穩(wěn)固[5].為了適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要,需要初中物理教師在教學(xué)中關(guān)注物理學(xué)的本質(zhì),通過對(duì)比古今科技的方式,讓初中生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)進(jìn)步對(duì)于社會(huì)乃至國(guó)家發(fā)展所起到的重要作用.比如,在“杠桿”一課的教學(xué)中,教師可以給學(xué)生展示古代人在生活中使用杠桿原理制作的工具,如腳踏錐、打水用的桔槔等,讓學(xué)生從中感受古人的智慧,再給學(xué)生出示另一組圖片,讓學(xué)生看到杠桿原理在現(xiàn)代生活中的運(yùn)用,如核桃夾、蹺蹺板,杠桿原理還被運(yùn)用于現(xiàn)代制造業(yè)中,例如汽車變速箱、諧振式微加速度計(jì)等,帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)比古今科技,讓學(xué)生從中了解物理學(xué)原理在古代、現(xiàn)代中的運(yùn)用,認(rèn)識(shí)到物理學(xué)原理源于生活并運(yùn)用于生活,服務(wù)社會(huì),促使學(xué)生在“杠桿”原理的學(xué)習(xí)運(yùn)用中提升自我修養(yǎng),樹立社會(huì)責(zé)任感,進(jìn)一步創(chuàng)造美好生活,用科技改變社會(huì),促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步.物理背景知識(shí)中記錄了許多有關(guān)物理學(xué)的相關(guān)技術(shù),在教學(xué)中,教師以物理學(xué)技術(shù)為背景開展教學(xué)活動(dòng),有助于學(xué)生從中了解古代科學(xué)技術(shù)成就,感受古人的智慧,在了解現(xiàn)代科技產(chǎn)品的過程中感受物理技術(shù)的運(yùn)用價(jià)值,并且促使學(xué)生在古今物理學(xué)技術(shù)對(duì)比中,看到物理學(xué)技術(shù)水平正在隨著時(shí)代的進(jìn)步和人類的研究而不斷發(fā)展與運(yùn)用,幫助學(xué)生形成從生活中學(xué)習(xí)物理、讓生活走向物理、讓物理邁向社會(huì)的意識(shí),強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,樹立遠(yuǎn)大的理想.

總之,在傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)中,大部分教師只是關(guān)注書本中的知識(shí)點(diǎn)講解,卻忽視了物理背景知識(shí)的運(yùn)用,導(dǎo)致學(xué)生只是記住了物理學(xué)知識(shí),卻不知道物理學(xué)知識(shí)從何處而來(lái),物理學(xué)家在知識(shí)探索中經(jīng)歷了什么,無(wú)法從中體會(huì)到物理學(xué)家身上的科學(xué)精神.立足于背景知識(shí)視角下的物理教學(xué),主張讓學(xué)生了解生活中的物理,帶領(lǐng)學(xué)生在探索物理研究歷程、還原經(jīng)典物理實(shí)驗(yàn)、古今科技對(duì)比的過程中,形成物理學(xué)習(xí)意識(shí),總結(jié)科學(xué)方法,積極參與科學(xué)探究活動(dòng),樹立科學(xué)責(zé)任感,形成物理學(xué)科核心素養(yǎng).