初中物理概念的探究式引入

為進(jìn)一步貫徹新課程的教育理念，筆者大膽嘗試，將課堂自主權(quán)逐步下移給學(xué)生，總結(jié)出物理概念教學(xué)的探究式引入模式.

一、識別學(xué)生已有的認(rèn)知圖式，巧構(gòu)生活問題

學(xué)生在碰到新問題時(shí)，往往會(huì)借助原有的經(jīng)驗(yàn)，對新的問題作解析或假設(shè)，有的假設(shè)或解析并不科學(xué)、不全面，需要轉(zhuǎn)化，但有的假設(shè)卻比較接近科學(xué)概念，對形成科學(xué)概念有較大的幫助.因而從某種意義來說，物理概念教學(xué)的主要任務(wù)就是將學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)水平提升至科學(xué)概念水平.如果教師在教學(xué)中善于識別和充分利用學(xué)生已有的認(rèn)知圖式來進(jìn)行概念教學(xué)，因勢利導(dǎo)，教學(xué)效果也許會(huì)事半功倍.

如筆者在進(jìn)行“壓強(qiáng)”概念的教學(xué)設(shè)計(jì)前，已意識到學(xué)生常用小刀切削水果等物品，意識到學(xué)生對如何有效地切削物品有一定的經(jīng)驗(yàn)，并懂得用更大的力氣或鋒利的小刀容易切削物品，這種經(jīng)驗(yàn)對于順利建立“壓強(qiáng)”的概念無疑是有益的.于是筆者在課前要求每個(gè)學(xué)習(xí)小組至少準(zhǔn)備一個(gè)馬鈴薯和細(xì)繩，每人一把小刀(重約0.2～0.5N)和一把毫米刻度尺(三角板)，并為每組配備重5N和重10N的鐵塊各一個(gè)、一把彈簧測力計(jì)，在課堂中以“切馬鈴薯中的學(xué)問”為主題引入新課.

二、將綜合性問題分解，有效降低難度

“切馬鈴薯”運(yùn)用了豐富的物理知識，與“壓強(qiáng)”的關(guān)聯(lián)度很高，所以利用好該示例對學(xué)生準(zhǔn)確構(gòu)建“壓強(qiáng)”的概念是很有幫助的.但該問題又是一個(gè)綜合性的問題，如果教師沒有分解好，學(xué)生就會(huì)無從下手.因此，在教學(xué)中筆者將該問題進(jìn)行了分解，要求學(xué)生采用多種切法，并安排了兩個(gè)任務(wù).

任務(wù)一:使用刀口分別用不同的力切馬鈴薯，認(rèn)真體會(huì)用不同的力切的效果有什么不同.這一級別的問題絕大多數(shù)學(xué)生能輕而易舉地解決，并感受到切痕越深，需要的力氣越大，當(dāng)用力到一定程度時(shí)，馬鈴薯被切斷.這與學(xué)生平時(shí)生活中的感受一致，只需教師引導(dǎo)學(xué)生用物理的語言描述出來即可.

任務(wù)二:用同樣的力(約5N)分別使用刀口和刀背切馬鈴薯，比較切痕的深度，感受切痕深度與受力面積的關(guān)系.這與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)有沖突，但關(guān)聯(lián)度很高，只需教師適當(dāng)點(diǎn)撥，學(xué)生就容易找到解決的方法.在教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn):學(xué)生在如何運(yùn)用同樣的力時(shí)遇到一定困難，但經(jīng)過小組討論后，絕大多數(shù)學(xué)生解決了此問題.

這過程學(xué)生將外在的信息順利地納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性..

三、啟迪思路，催生猜想，建立模型

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)過充分討論后，問題得到初步解決，多數(shù)學(xué)生能基本確定壓力的作用效果與“壓力大小和受力面積”的大小有關(guān)，也能總結(jié)出“受力(接觸)面積相同時(shí)，用的壓力越大，切痕越深”和“使用壓力相同時(shí)，受力(接觸)面積越小，切痕越深”的結(jié)論.

此時(shí)教師設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵的問題:“用5N的力用刀口切馬鈴薯和用10N的力用刀背切馬鈴薯，怎么對比兩個(gè)力的作用效果呢?”這個(gè)問題與學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重沖突，不容易得到想要的結(jié)論，有些魯莽的學(xué)生干脆直接實(shí)驗(yàn)，但得到的結(jié)果卻難以對比，甚至有的學(xué)生懷疑前面結(jié)論的正確性，這正是筆者樂意看到的.

課程進(jìn)入了最關(guān)鍵的時(shí)刻，此時(shí)學(xué)生的思路最亂，也是思維最活躍的時(shí)候，只需要教師適當(dāng)引導(dǎo)，收窄思維切口，就可以讓他們從混沌中走出.此時(shí)教師可以強(qiáng)調(diào)任何事物都受一定條件約束、限制，任何的公式、定理、結(jié)論都在一定的條件下成立，順便引入“控制變量法”.接著提醒他們回憶以前有沒有已解決過的相類似的問題(如速度)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真整理已解決問題的思路，然后仔細(xì)分析、比較從尚未解決的問題中已獲得的數(shù)據(jù).通過學(xué)生的認(rèn)真對比和討論，部分學(xué)生想到了“也許可以根據(jù)壓力大小與受力面積大小的比值來判斷壓力作用效果的大小”.

但多數(shù)學(xué)生還不認(rèn)可，此時(shí)教師可以鼓勵(lì)學(xué)生對提出的猜想進(jìn)行論辯，討論“壓力大小和受力面積的比值”的物理意義，引導(dǎo)他們得到“不同的受力面積上受到的不同壓力大小可以轉(zhuǎn)換成相同的受力面積(1m2)上的壓力大小”的模型，再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè):將同樣的壓力分散作用在更大的受力面積上，作用效果將會(huì)很不明顯;將同樣的壓力集中作用在很小的受力面積上，作用效果將會(huì)很明顯.

此時(shí)教師只要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真測量數(shù)據(jù)并進(jìn)行比較，驗(yàn)證猜想，“壓強(qiáng)“的概念將會(huì)順利建立.

責(zé)任編輯羅峰