江蘇省常熟市古里中學 王志平
作為一門應用型科學,生活元素為學生的物理實驗探究提供了肥沃的土壤。為實現教學效果的提升,在進行抽象的物理知識學習中,我們教師應當重視生活元素與學生實驗探究素養培養相結合的教學實踐。
生活元素顧名思義是生活中的內容、情境、事物等。生活元素在教學中的應用源自陶行知先生的生活即教育。陶行知認為知識源自生活,他認為教育要為生活服務,生活的一切就是教育,同時生活不能脫離教育。因此具體到學生物理實驗教學中,教師應當將生活中的物質、情境、內容等融入到物理實驗教學中,去啟迪學生的心智與靈感,提高學生的生活觀察與感知能力,增強學生對物理學習的興趣。
實驗探究能力是學生對知識理解、辯證、分析、應用的能力,物理實驗探究能力是目前初中階段物理學科教學中教師著重培養學生的重要能力素養之一。在培養初中階段學生物理實驗探究能力方面,生活元素有著顯著的指導意義和價值。它能夠將生活中的場景、事物與物理聯系起來。讓學生借助生活元素去感知其中的物理抽象知識,從而獲得對物理本質的認知,提高學生的探究能力。
以生活元素作為課堂導入,一方面可以降低學生的理解難度,增強學生對物理實驗的探究參與興趣;另一方面可以引導學生將物理知識與生活聯系起來,培養學生實踐應用思維,增強學生的核心素養。常見的有:一是結合當前社會生活中的熱點事件作為引入,如此可以提高學生對社會的關注;二是依據學生的認知理解水平,引入學生可以看得懂、能理解的生活元素;三是依據物理的內容,引入聯系度密切的生活元素情境,只有這樣才能夠增加學生物理實驗的獲得感。
例如在蘇科版初中物理《光的折射規律》實驗教學組織中,教師就可以設計生活問題來激發學生的探究熱情。首先,教師拋出一個描述:最近有網友在M 地區上空拍到了一個神奇的場景,它是什么樣的未解之謎呢:教師為學生展示海市蜃樓的神奇場景。這節實驗課就揭開它的神秘面紗!這一課堂導入將生活中神奇的光折射現象——海市蜃樓與章節內容結合起來,有效提高了學生對本節課學習的積極性。緊接著教師指導學生進行硬幣觀察實驗、筷子入水實驗,在一個一個簡單有趣的實驗中,學生逐步理解了海市蜃樓現象發生的原因。可以說在本節實驗課中,生活化的導入起到了開篇點題的作用。
生動真實的生活情境能夠讓學生置身于特定的環境之中,進行知識的理解或技能的學習。這對學生提高物理實驗探究水平有重要促進作用。因此教師在組織初中物理實驗教學時要重視對學生生活情境的建構,在生活情境中凸顯學生主體學習地位,增強學生的學習興趣,提高學生的實驗探究素養。
例如在蘇科版初中物理“自制水滴顯微鏡”實驗教學組織中,教師可以為學生進行有趣的生活情境創設,調動學生實驗興趣。本實驗中教師預設是通過多媒體、廢舊礦泉水飲料瓶、純凈水、葉片等器材,來組織學生在顯微鏡下觀察葉片情況。利用廢棄的礦泉水瓶子裁剪,制作塑料玻片(具體過程如下圖1 所示)。“醫療器械供應師”負責剪裁礦泉水瓶子,“化驗師”負責量取純凈水,“護士”負責固定蜜蜂,“外科醫生”負責對“水滴顯微鏡”下的蜜蜂進行觀察。在“救治蜜蜂”的主題情境下,“自制水滴顯微鏡”實驗組織完成,學生通過這一實驗探究對凸透鏡的呈現原理認知進一步加深。
問題是激發學生對物理學科實驗深入探究的主要動力之一,因此在物理學科實驗教學中教師要十分重視實驗探究。在生活問題設計中,一是教師要注重問題的難度。二是教師要重視問題與實驗的邏輯聯系。教師要確保所設置的問題是立足于所學章節知識和實驗主題的。三是教師要做好問題的導入,是在實驗剛開始階段導入問題還是在實驗過程中導入問題,抑或是在實驗結束環節導入問題。
例如在蘇科版初中物理“燒不死的金魚”實驗教學組織中,教師就可以設計生活問題來調動學生參與的興趣。本節實驗中教師的預設計是設計一個生活問題導入,將學生帶入實驗情境中,調動學生實驗探究興趣;教師再設計生活問題,引導學生一步步深入實驗,推動實驗向前進行:首先,在實驗開始前,教師在黑板上顯示實驗題目——燒不死的金魚。并拋出問題——“這個實驗大家說可以實現嗎”。今天我們通過實驗來檢驗這一問題真實與否?學生積極呼應。教師指導學生將金魚放入試管中進行加熱實驗。在加熱過程中教師拋出問題——這個情景熟悉嗎?我們在生活中煮食物,是不是也是如此?大家注意觀察金魚的動態,金魚還會游動嗎……一個一個的問題讓學生步步深入實驗探究。當最后顯示金魚依然還在試管的水中游動時,教師們拋出問題——這是什么樣的物理現象,誰可以總結出來跟大家分享。這一實驗中,一個一個的問題形成了推動“燒不死的金魚”的“車輪”,在問題的助推下,學生有效完成了實驗探究。
游戲化的教學模式始終是學生喜聞樂見的方式。因此在初中物理實驗探究過程中,教師要注重生活游戲的關聯。首先,教師可以創設貼合學生生活經歷、生活經驗的游戲,降低學生參與的門檻。其次,教師在生活游戲與初中物理實驗結合的過程中,要把控好生活游戲的切入點,讓實驗氛圍與生活游戲產生更密切的融合,釋放生活游戲的價值,讓學生積累生活經驗,獲得游戲實踐技能。
例如在蘇科版初中物理“分解太陽光”實驗教學組織中,教師就可以導入生活游戲模式,增色物理實驗。首先,教師提出這樣一個求助:家住沙漠地區的小紅同學有一個生日愿望,就是親眼看見彩虹。大家都有常識,下雨后一般會出現彩虹。但是沙漠中的雨水十分稀少。那我們能不能利用物理知識幫助小紅實現這一愿望呢?接下來我們分小組實驗,哪個小組表現最好,我就將該組的實驗錄制成視頻發送給小紅。隨即教師拿出準備好的實驗器材——三棱鏡、光屏、帶狹縫的擋光板,為學生劃分實驗小組,引導學生開展實驗探究。當光屏中出現“彩虹”時,教師評選出最佳的實驗效果組,使用錄像機錄制整個實驗過程,之后進行剪輯和發送。
基于物理實驗技能所獲得的實踐技能向生活實踐技能的轉化是物理實驗教學的初衷和目標之一。因此在實踐中我們要重視對生活實踐的挖掘,讓學生從物理實驗中獲得生活實踐能力,促進物理學科教學目標的轉化與實現。首先,教師要嵌入生活實踐的內容元素,設計生活物理實驗,通過教師的語言引導、生活問題引導來促進學生將生活實踐與物理實驗結合起來,促進學生生活實踐與物理實驗之間的相互轉化。其次,教師可以從生活的角度對物理實驗進行探究和延展,讓學生自主鏈接生活素材,提升物理實驗的生活性。
例如在蘇科版初中物理“收集分子間存在吸引力的證據實驗”實驗教學組織中,教師就可以為學生創設“徒手感知分子間吸引力”的實驗。即讓學生在水面上放置一個塑料平板,并在平板上固定一個橡皮筋,學生嘗試用手拉橡皮筋,教師提示學生感覺手的力度(如下圖2)。在實驗結束之后,教師基于實驗情境,引導學生聯想和探索生活中常見的分子間吸引力的場景,如鍋蓋覆蓋在裝滿水的水盆里,垂直方向拿起鍋蓋,會感覺到十分吃力。這些源自生活的場景能夠調動學生挖掘生活資源、深入實驗探究的積極性。
綜上,生活元素是促進初中物理實驗理論向實踐技能轉化的重要元素。被賦予生活色彩的物理實驗顛覆了常態化物理實驗的組織模式與效果,實現了物理實驗效果最大化,增加了學生的實驗獲得感。因此在組織初中物理實驗教學中,教師要注重生活元素的引入。

圖2 分子間存在吸引力實驗