金利民


[摘? ?要]培育物理學科核心素養需要一系列具體、有效的教學策略。在初中物理教學中,以學生經驗為抓手,通過找準學生經驗起點,利用經驗,滲透方法,提煉經驗,建構概念,進而培養學生的證據意識等策略,可以優化物理教學,促進學生物理學科核心素養的培育。
[關鍵詞]學生經驗;核心素養;初中物理;磁體與磁場
[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2019)11-0044-02
物理學科核心素養是物理學科育人價值的集中體現,是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的關鍵能力和必備品格,是學生科學素養的重要構成。物理學科核心素養主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面構成。本文以“磁體與磁場”教學為例,談談初中物理教學中培養學生物理學科核心素養的方法和策略。
一、找準學生經驗起點,培養探究能力
“科學探究”是指提出科學問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并做出解釋,以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。科學探究是物理學科核心素養中的關鍵要素。而學生都是帶著經驗走進課堂的。因此,我們的探究活動要基于學生的經驗去設計,這樣才能增強學生的體驗,通過自主探究,培養學生的科學探究能力。本節課通過表格的形式,呈現了學生學習前對磁體、磁性、磁極、磁化等概念的認識,如表1所示。
然后讓學生自主設計并完成實驗來驗證自己的認識,或者糾正錯誤的認識,使原有的經驗得到生長。例如,在學習對磁極的認識時,磁體哪個部位磁性最強?學生為了驗證學習前基于經驗的認識。首先,提出問題“如何探究磁體哪個部位磁性最強?”然后,設計實驗方案。同學甲:手拿大頭針靠近條形磁體不同部位,感受條形磁體不同部位對大頭針吸引力的大小,來判斷條形磁體哪個部位磁性最強。同學乙:在條形磁體的不同部位放大頭針,觀察哪個部位吸引的大頭針數目最多,來判斷條形磁體哪個部位磁性最強。同學丙:把條形磁體和許多大頭針放在同一個塑料水槽中搖晃幾下,拿出條形磁體觀察哪個部位吸引的大頭針數目最多,來判斷條形磁體哪個部位磁性最強。學生通過交流、評估、反思能夠得到更加科學合理的方案。最后,學生根據觀察到的實驗現象很容易分析得出條形磁體的兩端磁性最強,我們把這兩端叫磁極。學生在整個自主實驗探究的過程中,培養了科學探究的能力。
二、利用經驗進行類比,培養科學思維
“科學思維”是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用;是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論質疑、批判、檢驗和修正,進而提出創造性見解的能力與品格。馮·勞厄說過:“教育給予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下來的東西。”剩下的東西就是研究和解決問題的方法,這屬于物理學科核心素養中科學思維的范疇,而科學思維是學生通過物理學習應具備的關鍵能力[1]。因此,在初中物理教學過程中,要不斷滲透科學思維的培養。
本節課中,磁場概念的學習既是重點,又是難點。但同時也是培養學生科學思維,形成物理觀念的優質教學資源。通過演示實驗,讓學生觀察到磁體不接觸回形針也能吸引回形針,并提出問題:“磁體周圍是否存在著某種物質?”再次演示磁體靠近小磁針時,同樣對小磁針有力的作用。學生通過對兩個實驗現象的分析、歸納,得出磁體周圍雖然看不見有什么東西,但確實存在著某種物質,這種物質叫磁場。在此過程中,培養了學生分析、歸納的思維。磁場看不見,摸不著,我們怎么認識它?在這個問題上,本人設計了一個類比實驗:教師做一個吹氣的動作,讓學生判斷有沒有風產生。學生有的猜有風,有的猜沒有風。教師接著提問:“風看不見,摸不著,我們怎么認識它?”引導學生思考因為風對放入其中的布條有力的作用,可以通過布條飄動的方向和幅度來認識風的方向和大小,所以,我們也可以類似地通過放入磁場中的小磁針去認識磁場。通過類比,培養了學生的推理能力。在探究磁體周圍的磁場時,讓學生把小磁針放在磁體周圍不同位置,畫出小磁針靜止時N極的指向,讓學生觀察并尋找規律,從而認識到磁體周圍的磁場是有方向的。在此基礎上,教師又演示了磁體周圍鐵屑的分布,并引導學生建立磁感線模型,培養學生建構模型的思維能力。
三、提煉經驗建構概念,形成物理觀念
“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識;是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華;是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎。物理觀念是物理核心素養的重要組成部分。物理觀念的培養是物理教育的重要目標之一。因此,培養學生的物理觀念是非常必要的。
在學生學習了磁場概念之后,再次利用類比法對磁場進行提煉和升華。磁場這種物質雖然看不見,摸不著,但是它確實存在。如,地球周圍也存在一種看不見,摸不著的物質,地球就是通過這種物質對放在其周圍卻不與其接觸的物體施加力的作用。又如,電荷之間不接觸也可以產生力的作用,也就是通過電荷周圍一種看不見、摸不著的物質來實現的。這種物質就叫作“場”。從而幫助學生形成場的觀念,為以后重力場、電場的學習打下基礎。
四、培養學生證據意識,關注科學態度
“科學態度與責任”是指在認識科學本質,理解科學、技術、社會、環境關系的基礎上,逐漸形成應有的科學態度和社會責任感。科學態度與責任的教學不能生硬地單獨說教,而應該通過探究的形式融入科學觀念和科學思維教學之中,力求做到“隨風潛入夜,潤物細無聲” [2]。
本節課中,在探討“怎么認識磁場”這個問題時,教師用類比方法做了一個吹氣的動作(嘴邊沒有布條),讓學生判斷有沒有風產生,有的學生猜有風,有的猜沒有風。緊接著教師追問道:“你判斷的根據是什么?”并請持不同觀點的學生來回答。學生說不出支持自己觀點的證據,說明學生發表的觀點是缺乏證據和邏輯性的。教師通過追問的方式,讓學生嘗試用證據證實自己的見解,培養了學生的科學態度。另外,在判斷磁感線上某一點的磁場方向時,教師在利用鐵屑的分布描繪出磁感線后,在磁感線上的不同位置放上小磁針,讓學生判斷磁感線上某一點的磁場方向。隨后教師再次追問:“你是怎么判斷出來的?”學生通過觀察發現,小磁針靜止時N極所指的方向均是磁感線上該點的切線方向。最后得出:磁感線上某一點的切線方向就是該點的磁場方向。這樣的結論,學生是基于證據和邏輯得出的,能夠很好地培養學生的科學態度。
物理知識的學習固然重要,但如果只局限于知識的學習,我們培養出來的學生將無法適應個人終身發展和社會發展的需要,只有在學習知識的過程中不斷滲透物理學科核心素養的培養,才能體現物理學科育人的價值,為此,我們教師要不斷地探索,不斷優化我們的教學設計。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
[1]? 劉偉,黃顯敏.基于核心素養的科學思維培育探索[J].中學物理教學參考,2017(10):52-54.
[2]? 彭前程.談對“學生發展核心素養及物理學科核心素養”的理解[J].中學物理教學參考,2017(10):1-4.
(責任編輯 易志毅)