初中物理與小學科學有效銜接的探討

蔣園園

(江蘇省太倉市明德初級中學,江蘇 蘇州 215431)

1 引言

物理學科核心素養包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面，物理教學在培養學生核心素養,特別是在促進學生的理性思維、批判質疑、勇于探究方面,在為學生的終身發展奠定基礎、為人類科學事業的傳承與社會的發展做貢獻方面具有不可替代的作用。[1]有效銜接初中物理與小學科學,充分發揮物理教學的作用,更好地培育學生的核心素養,是值得我們深入研究的課題。

2 初中物理與小學科學有效銜接的必要性

美國《新一代科學教育標準》是新一輪科學教育改革的重要文件，[2]它明確提出：科學概念需要從幼兒園到12年級連貫地建構。[3]表1為教科版小學科學與蘇科版初中物理的相關聯的章節名稱,從中不難發現初中物理與小學科學是前后延續、高度相關的，初中物理中的聲、光、熱、電、磁、力、能量等知識在小學科學中都已初步涉及。

表1

初中物理教師在進行教學設計時要研究初中物理教材和小學科學教材,整合學生的新舊知識,幫助學生更好地構建科學知識體系,實現學習進階發展。同時,學生在小學科學中學到的知識也會成為學習初中物理時的前概念，物理教師在備課時要充分關注學生的前概念,在教學中采用有針對性的教學方法,同化或順應前概念,實現高效教學。小學生在科學學習中已經在嘗試運用科學方法探索問題,只是受其身心發展特點所限,基本都是定性探究,科學探究方法也未提煉出來。進入初中后,應進一步引導學生歸納并靈活運用各種探究方法,從定性探究走向定量探究,從形象思維走向抽象思維,持續推動學生科學思維能力的發展,培養學生的核心素養。

3 初中物理與小學科學銜接教學的現狀

目前初中物理與小學科學的銜接教學受到了很多教師的關注,也在實踐中進行了一定的探索,但仍存在諸多問題。

(1) 在教學內容上，一方面小學科學中一些概念的定義與初中物理存在差異，列舉部分差異如表2所示。另一方面,小學科學對現象的探究不深刻,學生還會受生活經驗的影響,對科學概念的理解存在偏差。而在初中物理教學中,有教師對學生前概念的關注度不夠,對學生出現概念理解錯誤的情況未深入思考原因,影響了教學效果。

表2

(2) 在學習難度上，小學科學通常以生活現象為研究對象,探究難度小、要求低、側重趣味性,語言表述比較直白、生活化,不要求用規范的科學術語來表述。對比之下,初中物理的知識容量和難度都有明顯增加,且表述更嚴謹。在初中物理學習中需要學生靈活運用科學方法，自主探究,對學生思維能力的要求大大提高,容易導致學生在學習初中物理時產生畏難情緒,影響學習興趣。

4 基于核心素養的有效銜接教學策略

為了促進初中物理與小學科學的有效銜接,達成物理學科核心素養的培養目標,筆者結合自身初中物理教學經驗,在實踐中總結出以下教學策略。

(1) 創設問題情境,激發學生興趣

有研究表明,學生在學習物理時產生學習困難的主要因素有學習興趣的缺失和科學素養的匱乏。[4]利用生活中的真實現象, 創設教學情境，提出問題,能激發學生的學習興趣。學生探究所得的物理結論最終也能解決問題，這樣可以拓展學生的科學知識體系,體現了“從生活走向物理,從物理走向社會”的課程理念。

案例1：“物體的浮與沉”的問題情境

觀察生活現象:鐵塊放入水中會下沉,用鋼鐵制成的輪船能漂浮在水面上,同樣用鋼鐵制成的潛水艇在水中既能下潛又能上浮。

提出真實問題:為什么同樣都用到了鐵,放入水中后的浮沉現象卻不同?物體的浮與沉由什么決定?

學生通過一系列探究,得出物體的浮與沉由物體所受的重力和浮力共同決定,并總結出物體的浮沉條件,運用此結論解釋生活現象。

設計意圖：從生活中常見的浮沉現象入手,創設真實的問題情境,引發學生思考。探究的問題來源于生活,使得學生的探究具有目標性,激發了學生實驗探究的熱情。

(2) 注重實驗設計，鍛煉科學思維

從小學科學過渡到初中物理,課堂容量在增大,對學生的思維要求高,因此要重視學生科學思維能力的培養。而實驗過程就是鍛煉科學思維的重要途徑之一，教師在教學中要重視科學探究的過程設計,有意識地培養學生的實驗設計能力。

案例2：“二力平衡實驗”研究對象的選擇

如圖1所示,以木塊為研究對象設計實驗。

圖1

師:如果左端放1個鉤碼,右端放幾個鉤碼可以使木塊平衡?

生:1個。

教師演示,學生發現現象與猜想一致。

師:如果左端放2個,右端放1個,木塊仍能靜止嗎?如果會運動,往哪邊運動?

生:向左運動

教師演示,發現木塊仍保持靜止,現象與猜想不符,引發思維沖突,引導學生分析木塊的受力,發現木塊在水平方向上除了受左、右兩側繩的拉力作用外,還受摩擦力作用。

師:如何減小摩擦力的影響?

學生思考,重新設計實驗，給木塊裝上輪子,變滑動為滾動減小摩擦力(圖2)。

圖2

教師演示,在左、右兩側放上數量不等的鉤碼,發現木塊仍靜止,說明摩擦力仍對實驗有影響。

生：將木塊懸空,與桌面脫離接觸(圖3)。

圖3

教師演示,學生發現了新的問題:木塊受重力作用下墜,使得左右兩側拉力不在同一直線上。

師:如何減小物體所受重力對實驗的影響?

學生思考后提出:要減小木塊所受的質量,使它所受重力遠小于左右兩側的鉤碼所受重力。由此進一步改進實驗,用輕質小卡片替代木塊進行實驗(圖4)。

圖4

設計意圖：物理教材中直接以小卡片作為實驗對象,不利于學生科學思維的培養。我們從學生最容易想到的木塊入手,利用學生的經驗激發認知沖突,由淺入深解決問題,優化實驗方案。嚴謹的實驗設計過程能有效培養學生的科學思維能力,養成實事求是的科學態度。

(3) 合理利用前概念,引發認知沖突

正確的前概念有助于學生學習物理知識,理解科學概念;錯誤的前概念會阻礙物理學習,不利于科學概念的構建。初中物理教師要了解小學科學課程內容,做好學情分析,明了學生的前概念。教師可以利用實驗、生活素材等課程資源,暴露學生的錯誤前概念,引發認知沖突,建構科學概念。

案例3：體驗大氣壓的存在

實驗教具制作：取一只礦泉水瓶，用剪刀截去底部，在瓶蓋上戳一個洞。

師:在瓶中裝滿水,將紙片緊密覆蓋在瓶子底部,倒置瓶子,紙片會掉下來嗎?

生:在重力的作用下,水會流出來,紙片也會掉下來。

教師用手指堵住瓶蓋上的洞,在瓶里裝滿水，蓋上紙片后倒置，觀察現象:水未流出來,紙片也沒有掉下來(圖5)。

圖5

圖6

師:為什么紙片沒有掉下?

生:水和紙片之間有吸引力。

此時，教師再松開堵在小洞處的手指,學生發現:紙片掉下來，水流出來(圖6)。

學生得出結論:是大氣壓托起了紙片。

設計意圖：學生憑借經驗認為水因受到重力作用,倒置后會流出，這是錯誤的前概念。 教師堵住瓶蓋上的洞時，實驗現象與學生已有經驗不符,產生認知沖突,引發學生去猜想導致紙片和水不掉下去的原因，而認為水和紙片之間有吸引力也是典型的錯誤前概念。 教師松開手指, 再次實驗,引發新的認知沖突,推動學生進一步思考,促使他們的錯誤前概念轉變為科學概念。

5 結語

初中物理在知識的廣度和深度上都比小學科學有所提高,兩者是連續統一、螺旋上升的課程體系。做好初中物理和小學科學的有效銜接,能充分運用學生在小學階段積累的科學知識儲備,提高教學效率,更好地培育學生的核心素養。廣大初中物理教師應重視將小學科學和初中物理緊密相聯,在實踐中不斷探索,提升初中物理教學效率。