探物究理思辨求真

戴玲娟

摘 要：為幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的物理觀念，延展學(xué)生的科學(xué)思維，本文從“明晰導(dǎo)向——實(shí)踐創(chuàng)新——強(qiáng)學(xué)提能”三個方面闡述了浮力一課的教學(xué)設(shè)計(jì)，適切的問題情境創(chuàng)設(shè)、適時的自制器材提醒，讓學(xué)生在探物究理中厘清真?zhèn)我蛩兀嬲龑⑺仞B(yǎng)落地.

關(guān)鍵詞：課程導(dǎo)向，探物，究理，求真

文章編號：1008-4134（2020）08-0041 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

素養(yǎng)時代，筆者認(rèn)為：物理的“物”即物理觀念，是物質(zhì)、能量、運(yùn)動及相互作用等的形象化信息，“理”則是抽象化的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度及責(zé)任.物理的課堂是以科學(xué)探究為載體，探物，以能力發(fā)展為立意，究理.“浮力”是初中力學(xué)中一節(jié)很重要的探究課，筆者通過明晰課標(biāo)、教材導(dǎo)向，結(jié)合學(xué)情，精準(zhǔn)施教，改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，在問題情境中思辨求真，在學(xué)生質(zhì)疑中強(qiáng)學(xué)提能.下面是筆者教學(xué)設(shè)計(jì)時的一些做法及思考，在此拋磚引玉，以期能對同仁教師有所啟發(fā).

1 明晰導(dǎo)向 精準(zhǔn)施教

課程標(biāo)準(zhǔn)是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的唯一依據(jù)，教材是具體落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和內(nèi)容的主要文本資源，蘇科版“浮力”一節(jié)，主要包含了兩部分內(nèi)容：浮力的概念和阿基米德原理，課標(biāo)對浮力的認(rèn)識既有過程要求，又有結(jié)果的衡量.

學(xué)生是課堂活動的主體，八年級的學(xué)生好奇心強(qiáng)，對生活有一定的積累，但這些認(rèn)識很多是感性的，甚至是錯誤的，如：浮的物體受到浮力，沉的物體就不受浮力，輕的、小的物體就浮在水面上，重的、大的則沉在水底等等，而且浮力的大小與多因素有關(guān)，無論是從實(shí)驗(yàn)前的設(shè)計(jì)、還是實(shí)驗(yàn)中的操作、以及實(shí)驗(yàn)后的評價，對學(xué)生而言，是一種手腦并用的挑戰(zhàn).

針對以上問題，筆者認(rèn)為首當(dāng)其沖的是：搭建教學(xué)框架，如圖1所示是筆者手繪的思維導(dǎo)圖，也是本節(jié)課的板書設(shè)計(jì)，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程中物理核心素養(yǎng)的培育可視化.

2 實(shí)踐創(chuàng)新 指向素養(yǎng)

要給學(xué)生一杯水，教師應(yīng)尋覓一泓清泉.教師應(yīng)借力豐富多彩的知識、形式多樣的教學(xué)活動吸引學(xué)生的有意注意，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過創(chuàng)新體驗(yàn)情境、積累感性經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，發(fā)散學(xué)生的靈動思維，聚焦學(xué)生的核心素養(yǎng).

2.1 創(chuàng)設(shè)情境 豐富體驗(yàn)

實(shí)踐表明：在教學(xué)中，教師如能創(chuàng)設(shè)沖突的、但又緊密聯(lián)系生活的情境，更能激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力.仔細(xì)觀察生活中的現(xiàn)象：新鮮的雞蛋放在清水中會沉在水底，不新鮮的則浮在水面上.憑借沖突的情境引入，讓學(xué)生帶著問題步入課堂，通過核心問題引領(lǐng)：（1）雞蛋放在清水中，會怎樣？（2）為什么這枚雞蛋會浮在水面上？（3）生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？（4）沉在水底的雞蛋是否受浮力？學(xué)生暢所欲言，那么“探究下沉的物體是否受浮力”就水到渠成了.基于學(xué)生對浮力的前認(rèn)識，本實(shí)驗(yàn)完全放手讓學(xué)生自主探究，筆者乘勢追問：為什么測力計(jì)示數(shù)減小，就表明物體受浮力？有的學(xué)生展示用手托物體（如圖2所示），巧妙地運(yùn)用類比法分析，相較平時教學(xué)中簡單的模仿（教師先用手托重物，學(xué)生再類比測力計(jì)示數(shù)變小，則說明下沉的物體受浮力），雖然只是小小的改變，但更能啟迪學(xué)生領(lǐng)悟物理的思想、方法，也有的學(xué)生融匯新知與舊學(xué)，對浸在液體中的物體進(jìn)行受力分析，并總結(jié)出一種測量浮力的方法，雖然三力平衡課標(biāo)不做要求，但學(xué)生能切實(shí)領(lǐng)會到，至此，學(xué)生對“浸在液體中的物體受浮力”的認(rèn)識漸趨完善，浮力的概念已觸手可及.

氣體中的物體受浮力的作用，學(xué)生往往易輕視，筆者現(xiàn)場創(chuàng)造了一個真實(shí)的情境：獎勵學(xué)生一個氦氣球，一不小心氣球飛了.在活躍課堂氣氛的同時，豐富了對浮力的體驗(yàn)，完善了對浮力的認(rèn)識.

以上構(gòu)建浮力概念的設(shè)計(jì)意圖：教材中先通過觀察圖片，歸納浮力的概念，進(jìn)而探究下沉的物體是否受浮力.這樣的處理尊重學(xué)生循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律，但對學(xué)生的吸引力不夠，抽象歸納浮力的概念也不全面，所以筆者將“探究下沉物體是否受浮力”融入概括浸在液體中物體的浮力觀念中，用可靠的證據(jù)支撐學(xué)生不確定的感知，旨在培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和完整性，聚力改善學(xué)生的科學(xué)思維.

猜想不是隨意地猜，而是有依據(jù)地想.課上，在學(xué)生“再探浮力影響因素”之前，筆者設(shè)計(jì)了“感受浮力”的體驗(yàn)活動，即將空塑料瓶壓入水中，為學(xué)生猜想浮力的影響因素（“深度h”“物體浸入液體的體積V浸入”）做鋪墊.此設(shè)計(jì)依托真實(shí)的情境，促成學(xué)生提出基于真體驗(yàn)的合理猜想，雖然此猜想可能只浮于表面，師者不能功利地直接否定，而應(yīng)激勵學(xué)生勇于表達(dá)自我，提倡敢于動手實(shí)踐，激發(fā)勤于積極思考、樂于科學(xué)探究的熱忱.

2.2 改進(jìn)器材 拓展思維

“探究浮力的影響因素”是本節(jié)課的重、難點(diǎn)，教材的意圖是期望學(xué)生經(jīng)歷像科學(xué)家一樣的探究過程，在手腦并用中學(xué)會方法、習(xí)得技能、延展思維，書本上用的是圓柱體（如圖3所示），它能很好顯示浸入的體積（V浸入）或排開液體體積（V排）的變化，但是對于深度這個偽因素而言，不能較好地完成探究，而且易引起學(xué)生不必要的認(rèn)知錯誤：浸沒前，浮力隨浸入深度的增加而增大.所以筆者選擇了長和高相差較多的物塊（如圖4所示），這種看似無意的器材提醒，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)：當(dāng)其平放和豎放一半入水中后（如圖5所示），只改變了深度，而浮力不變，從而得出浸沒前深度的變化，只是一種表象，再借助溢水杯（如圖6所示），將V浸入與V排建立關(guān)聯(lián)，此過程中學(xué)生的質(zhì)疑、分析、推理等科學(xué)思維得到了較好的提升.

關(guān)于阿基米德原理，教材中直接給出了文字的敘述，并進(jìn)行數(shù)學(xué)的推導(dǎo)，在章末的“反思與評價”中列出實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)并驗(yàn)證.如果能在探究浮力的影響因素之后，自然過渡到阿基米德原理，且又能啟迪學(xué)生的思維，豈不是一舉兩得？因此，筆者的做法是：（1）問題引發(fā)思考：對浮力的影響因素“ρ液、V排”你有哪些聯(lián)想？欲讓學(xué)生進(jìn)行逆向推理，得出F浮與m排或G排有關(guān)，（2）證據(jù)佐證推理：將重物掛在自制的圓盤測力計(jì)下（如圖7所示），并在指針處做標(biāo)記，隨著物體逐漸浸入液體中，不斷有水溢出，待液面穩(wěn)定后，將溢出的水倒回彈簧測力計(jì)下的小桶內(nèi)，發(fā)現(xiàn)指針回到標(biāo)記處，（3）解釋與交流碰撞智慧，學(xué)生討論互助，巧妙地運(yùn)用等效替代法分析原因，此實(shí)驗(yàn)中自制的測力計(jì)，可視性好，在指針處做標(biāo)記，突出主要的觀察對象，讓思維的發(fā)展有跡可循，同時，實(shí)驗(yàn)中為了使物體浸入液體時更穩(wěn)定，減小因物體的晃動而帶來排開液體體積的變化，筆者選用升降臺，它可以很好地控制物體緩慢浸入液體，大大地減小了實(shí)驗(yàn)誤差，且操作比較方便.

3 強(qiáng)學(xué)提能 思辨求真

皮亞杰認(rèn)為：活動是認(rèn)知的源泉，也是思維發(fā)展的基礎(chǔ)，學(xué)生是活動的主體，倘若外在的活動是觀察、操作等，那么思維便是大腦的內(nèi)在活動，而批判性、創(chuàng)造性的思維則是高階思維的核心.

古人云：“學(xué)貴有疑”.疑是思之源，思是智之本，課堂上，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，以疑激趣、以趣促學(xué)，本節(jié)課學(xué)生用空塑料瓶動態(tài)感受浮力的變化后，設(shè)疑：你能否提出一個有價值且可探究的問題？學(xué)生在合作、探究中析疑、解疑，在實(shí)驗(yàn)展示中，學(xué)生勇于提出自己的想法，如：實(shí)驗(yàn)結(jié)論不完整、實(shí)驗(yàn)操作過程中的不規(guī)范、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的思路缺陷……，既增長了學(xué)生的知識和技能，豐富了課堂的內(nèi)涵，又培養(yǎng)了學(xué)生的辨別力、洞察力等創(chuàng)新思維.

師者不能將課堂小結(jié)展現(xiàn)為句號，而應(yīng)演繹為省略號，引領(lǐng)學(xué)生體味“課雖終，究未了，趣不盡，情更濃”的意境.本節(jié)課畢，通過專家的一段視頻：解釋雞蛋在水中漂浮的原因，啟迪學(xué)生質(zhì)疑：雞蛋的浮與沉取決于什么？將探究引向課外，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人.

總之，探物究理必然始于課標(biāo)、教材的真導(dǎo)向、基于實(shí)際生活中的真情境、忠于探究過程中的真問題，臻于思辨求真中的智慧生長，唯此，物理的核心素養(yǎng)才能真正落地生根.

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（收稿日期：2020-01-08）