提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力·培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)

蘇明澤

摘? 要：實(shí)驗(yàn)探究是物理教學(xué)的重要途徑，采用“創(chuàng)設(shè)情境-問題引導(dǎo)-自主探究-拓展延伸”的物理課堂教學(xué)模式，一定程度上發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。筆者以八年級教材中《壓強(qiáng)》為課例研究載體，逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，通過小游戲創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，構(gòu)建知識體系，滲透物理研究方法。使學(xué)生在輕松、愉悅、開放的氛圍中學(xué)習(xí)物理知識，提高科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)情境;問題引導(dǎo);自主探究;小組合作

一、選題背景

在義務(wù)教育物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出，科學(xué)探究式教學(xué)有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在探究過程中，教師要注重培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中，調(diào)查現(xiàn)有中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)活動(dòng)一線教師都不太滿意，八年級學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究的能力有待提高。當(dāng)然，物理探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最大障礙是實(shí)驗(yàn)時(shí)間太少、學(xué)生真正獨(dú)立動(dòng)手操作機(jī)會(huì)不多。因此，課堂中教師需要根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和內(nèi)容，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)良好的教育環(huán)境和氛圍，精心設(shè)置問題情景，有計(jì)劃性、針對性、啟發(fā)性地提問，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的欲望，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，使學(xué)生在輕松、愉悅、開放的氛圍中學(xué)習(xí)物理知識，提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、創(chuàng)設(shè)情境

環(huán)節(jié)一：師生共同完成小游戲：通過小游戲《壓不爆的氣球》，引發(fā)學(xué)生思考?xì)馇驔]被壓破的原因，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的興趣，從而引入新課。

該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖：通過小游戲環(huán)節(jié)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，把注意力集中在課堂上。

環(huán)節(jié)二：提供三張生活中的常見有關(guān)壓力的產(chǎn)生及應(yīng)用的場景，引導(dǎo)學(xué)生從壓力的方向、壓力的大小、壓力的作用效果（使物體產(chǎn)生形變）三要素來認(rèn)識壓力，并給出壓力的概念。

該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖：充分利用學(xué)生的原認(rèn)知，適時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)識。通過讓學(xué)生觀察歸納得出壓力的定義、產(chǎn)生條件、方向、大小。

三、問題引導(dǎo)

通過畫壓力示意圖及兩個(gè)問題的討論，學(xué)生可以由淺入深地，從感性到理性，從生活經(jīng)驗(yàn)上升到物理的角度認(rèn)識和理解壓力的概念。讓學(xué)生合作交流、思考討論，逐漸加深對壓力的認(rèn)識。并進(jìn)行如下兩個(gè)小活動(dòng)：

活動(dòng)一：讓學(xué)生用兩只手的手指尖按壓筆的兩端，感受指尖有什么不同。

活動(dòng)二：對一個(gè)氣球用手掌和手指按壓，用不同的壓力按壓，觀察氣球發(fā)生了哪些變化。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)這些問題情境，幫助學(xué)生提出壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？并進(jìn)行猜想。

四、自主探究

1.提出問題：壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)？

2.猜想：壓力的作用效果可能跟壓力的大小、壓力的作用面積等有關(guān)。

根據(jù)對問題的猜想，各小組先討論后，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主選擇實(shí)驗(yàn)器材，和老師交流論證，然后進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，并由學(xué)生歸納總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：充分考查學(xué)生對控制變量法的掌握情況和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，這種開放式教學(xué)有助于學(xué)生思維的拓展和遷移。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)器材：小桌子，碎泡沫，細(xì)沙，塑料薄膜，鉤碼若干。

（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯繅毫Φ淖饔眯Чc壓力和壓力的受力面積之間的關(guān)系。

（3）實(shí)驗(yàn)方法和步驟：采用控制變量法進(jìn)行研究。

①在受力面積相同的情況下，研究壓力與壓力的作用效果的關(guān)系。

a.把使小桌子的四腳朝下壓在碎泡沫塑料上，觀察壓力的作用效果，即此時(shí)桌子四腳陷入碎泡沫塑料里的深度。

b.在桌子上加上一個(gè)鉤碼，觀察此時(shí)桌子四腳陷入泡沫塑料里的深度，并與a的陷入情況對比。

②在壓力相同的情況下，研究壓力的受力面積與壓力的作用效果的關(guān)系。

c.使桌面朝下并在桌子上加上一個(gè)鉤碼，觀察此時(shí)桌面陷入泡沫塑料里的深度，并與b的陷入情況對比。

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生自行設(shè)計(jì)表格，并將實(shí)數(shù)據(jù)填入表中。

如果已知桌子重為G桌，鉤碼重為G碼，桌子腳總面積為S腳，桌面的面積為S面。

5.分析與論證。

分析：在受力面積相同的情況下，壓力越大，凹陷程度越大即壓力的作用效果越明顯。在壓力相同的情況下，壓力的受力面積小，凹陷程度越小壓力的作用效果越明顯。

結(jié)論：壓力的作用效果與壓力和壓力的受力面積有關(guān)。壓力越大，壓力的受力面積小，則壓力的作用效果越明顯。

6.評估與交流。

師問：通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你掌握哪一種研究問題的方法？

生答：我掌握了用“控制變量法”研究問題。當(dāng)研究的問題有三個(gè)或三個(gè)量以上之間的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法分別研究兩個(gè)量之間的單一關(guān)系，可以使研究的問題得以簡化。

7.設(shè)置問題活動(dòng)，讓學(xué)生在上面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上深入思考，自己動(dòng)腦構(gòu)建壓強(qiáng)的概念。學(xué)以致用，詮釋物理來源于生活又應(yīng)用于生活的真諦。

五、拓展延伸

物理來源于生活，又應(yīng)用于生活之中。本節(jié)知識在生活中應(yīng)用很廣泛，如為什么各種刀、斧、切削等工具都需要磨得很薄？為什么釘子、針、鋸齒等尖端需要加工得很尖？為什么剎車時(shí)必須用大力握住車閘剎車效果更明顯？為什么高樓大廈的墻基很寬？坦克、載重汽車裝有很大的輪子，鐵軌下鋪上枕木，滑雪時(shí)穿上滑雪板，在爛泥地上鋪木板？現(xiàn)代建筑中，采用空心磚有什么優(yōu)勢？這些生活中的例子需要引導(dǎo)學(xué)生去觀察發(fā)現(xiàn)，努力思考其中蘊(yùn)含的物理知識。

六、總結(jié)與反思

采用“創(chuàng)設(shè)情境-問題引導(dǎo)-自主探究-拓展延伸”的物理課堂教學(xué)模式，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。通過小游戲創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)會(huì)思考，然后自主設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，并逐步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程。通過小組合作討論交流實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，構(gòu)建知識體系，滲透物理研究方法。使學(xué)生在輕松、愉悅、開放的氛圍中學(xué)習(xí)物理知識，提高科學(xué)素養(yǎng)。

通過比較歸納法讓學(xué)生掌握影響壓強(qiáng)的因素及改變壓強(qiáng)的方法，這樣擺脫傳統(tǒng)的以老師為中心教學(xué)方法，把課堂充分還給學(xué)生，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，所學(xué)即所用，加強(qiáng)學(xué)生對本節(jié)知識點(diǎn)的掌握與運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]教學(xué)論視野下的物理教學(xué)設(shè)計(jì)[J].解世雄.福建論壇（社科教育版）.2008（06）