基于建構主義理論的初中物理體驗式教學實踐策略

倪文倩

(江蘇省淮陰中學新城校區,江蘇 淮安 223001)

體驗式教學旨在將抽象的物理知識教學通過直觀可見的物理現象,增強學生在學習過程中的體驗感,通過強化對物理現象的直觀認知深化對物理現象本質原理的理解,是一種以學生為課堂主體,教師適當引導的新教學模式.在體驗式教學中學生能夠體驗并參與到物理知識的觀察、分析和原理形成各個階段,體驗知識形成過程中的成就感,從而全面提高學生的綜合素養,下面就如何開展體驗式教學,提以下三點策略.

1 拓展生活資源,體驗學科觀念

體驗式課堂的開展應結合學生的認知水平和思維特點,以學生容易接受并且樂于解決的問題為切入點可以更充分調動學生的積極性.因此,教師應結合生活資源拓展,引導學生觀察分析生活現象,利用物理原理解決生活問題,從而加深學生的物理學習體驗,培養物理學科核心素養.

1.1 觀察生活現象,建構認知模型

物理來源于生活,各種物理現象和對應的物理規律與生活息息相關,所以觀察生活現象建構與之相關的物理認知模型是增強學生物理學習體驗的最佳手段.因此,教師應結合教學內容,合理地拓展生活資源,引領學生以物理學視角觀察分析并解釋生活中的物理現象,從而建構物理認知模型.

比如在講解八年級上冊《光的折射》這一節內容時,結合生活中常見的光的折射現象開展體驗式教學,首先結合PPT展示生活中可見的折射現象,如“盛滿水的玻璃杯中折斷的筷子”“變淺的泳池池底”“天空中出現的三日同輝”等,然后結合前幾節所學的光的傳播相關知識引領學生分析出現上述現象的原因,通過分析會發現在上述幾種現象中都是光線經過了不同的介質,學生清楚同種均勻介質中光沿直線傳播,所以老師可提出是不是因為不同介質交界處不再沿直線傳播?在此基礎上教師引導,介紹光的折射原理,并給出典型的折射光路圖,讓學生更加直觀地感受到折射現象.

由此可見,結合生活現象分析物理知識原理,可以有效地提高學生的課堂參與性,讓學生積極主動探究分析,結合已有的知識儲備分析出現物理現象的本質原因,在探究的過程中形成相應的知識體驗,完成認知模型的建構.

1.2 解決生活問題,深化抽象認知

學生畏懼物理的一個主要原因在于難以實踐應用,不會運用物理知識解決實際問題,體驗不到基于物理學習解決生活問題的成就感.因此,教師要創設問題解決情境,引導學生利用所學物理知識解決生活中遇到的問題,從而深化對物理抽象知識的認知,提升學生的物理應用水平.

比如在講解《家庭安全用電》這一節時,引入生活問題:“小明家臥室的電燈開關接在火線上,當開關接通后電燈不亮,小明基于所學的物理知識用測電筆分別測量了開關兩端以及燈泡兩端,三處氖泡都發光,那么問題出現在哪一段電路呢?”首先引領學生回憶測電筆的原理,當其接在火線上時氖泡發光,在這一問題中閉合開關后,開關兩端以及燈泡兩端測電筆的氖泡均發光,說明從火線到燈泡這一段電路不存在問題,但是燈泡沒亮說明并沒有構成閉合回路,因此只可能是燈泡到零線這一段導線出現斷路,電流無法從火線流向零線,燈泡不亮.

由此可見,在解決生活問題的過程中,同學們需要將所學的物理知識融會貫通,將其中的抽象原理與實際生活問題相結合,找出解決問題的方法,同時基于生活問題的挑戰性能夠有效激發學生的探知欲望,戰勝畏難心理,在實際解題過程中提升物理體驗,助力物理學科觀念的形成.

2 設置驅動問題,體驗科學探究

物理具有很強的科學探究性,所以在學習過程中不能忽視學生的自主探究過程,需要讓同學們在自主探究中獲得物理知識形成體驗,并養成科學探究的習慣.因此,教師應結合問題驅動式教學方法,合理地設計探究驅動問題,適當引導探究方向,加強科學探究體驗,提升物理核心素養.

2.1 層進式,由淺入深

物理科學探究需遵循遞進的規律,由淺入深地從物理現象表面逐漸深入分析現象的本質原因.所以驅動問題的設置也應當具備層進式特點,充分考慮物理探究的規律和學生的認知發展特點,將復雜的問題拆解為具有遞進的分層問題,引導學生逐漸深入探究,體驗其中蘊含的物理規律.

比如在講解《物體的浮與沉》這一節時,設計驅動問題引領學生探究物體浮與沉的條件.提出層進式問題如下:“首先觀察物體在水中的浮沉現象,對物體受力分析并總結規律,根據規律探析其中的異同,最后分析得出物體浮與沉的條件.”對于第一個問題,引導學生觀察相同重量不同體積的物體在水中的現象會發現體積較小的物體沉底而體積較大的物體飄浮在水面,兩者都靜止,對其受力分析可以發現漂浮的物體僅受到重力和浮力作用,二力平衡,而沉底的物體同時受到重力、彈力以及浮力的作用,并且浮力加彈力等于重力.對比兩種情況可以得出規律,物體的沉與浮與物體受到浮力和重力大小的關系存在物理關聯.進一步總結分析可以得出結論當F浮大于燈油mg時物體漂浮或懸浮,當F浮小于mg時,重力大于浮力,物體下沉,最后物體沉在水底.

由此可見,設置層進式問題驅動,將復雜的物理探究過程拆分為便于學生理解簡的單步驟,不僅可以引導學生由淺入深進行規律探究,還可以增強學生在探究過程中的體驗感,調動學生的探究積極性,打造更加高效的課堂.

2.2 實驗式,由表及里

教師需要結合初中物理當中的實驗內容開展實驗活動,在活動中通過實驗問題的設置,引領學生掌握物理實驗探究的方法,學會如何分析實驗現象并總結其中蘊含的物理規律,由表及里實現物理規律教學.

比如在講解《物質的密度》這一節時,開展實驗活動引領學生自主實驗探究密度的計算公式,并掌握用實驗測量物體密度的方法.首先提出問題:“分析物體的密度與什么因素有關?如何在實驗中測量物體的質量和體積?”根據所學內容學生直觀地認為密度ρ必然與質量m以及體積V之間存在某種關聯.然后設計實驗測量相同質量的不同物體的體積,最后根據實驗數據分析其中的數據關系.根據以往的實驗經驗,同學們確定用天平測量物體質量m,用量筒排水測量物體的體積V.通過分析實驗結果同學們發現,相同物體質量與體積的比值為一個定值,從而可以得出結論為物體的密度ρ=m/V.

由此可見,實驗探究作為物理學科不可或缺的重要內容,教師應有意識地提升實驗教學的效率,加強學生在實驗過程中的體驗感,以問題驅動的方式引領學生由表及里經歷從現象到本質的過程,獲取相應的實驗體驗的同時,實現物理規律和實驗探究方法的體系建構.

3 聯系學史知識,體驗責任態度

科學責任和態度是物理學科的核心素養之一,學史教育中可滲透引導學生觀察歷代物理學家發現并總結相應物理規律,是培養科學責任和態度的最佳手段,教師在教學過程中應聯系學史內容,開展體驗式課堂,幫助學生體驗物理學科的責任態度.

3.1 了解曲折過程,懂得持之以恒

物理規律的發現和建立都是一個曲折且漫長的過程,這恰好體現出了物理規律探索中蘊含的持之以恒的責任感和態度.

比如在講解八年級下冊《氣體的壓強》這一節時,結合大氣壓強的發現、證明以及測量的發展過程開展體驗式課堂,讓學生了解物理規律發展的艱辛歷程.首先是在1654年,馬德堡格里克市長進行了著名的“馬德堡半球實驗”,用16匹馬向相反方向拉開兩個抽出球內空氣的金屬半球,向學生展示這一實驗的原理樣圖,兩個半球沒有其他連接結構,僅受到大氣壓力的作用緊緊貼在一起,需要很大力氣才能拉開,從而證明了大氣壓的存在.第二階段,“托里拆利實驗”成功地利用水銀柱得到了大氣壓強的表現形式,該實驗將一個裝滿水銀的玻璃管口朝下放進裝有水銀的槽中,發現試管中的水銀有所下降但是并沒有完全流入下方的槽內,這一實驗在證明了大氣壓強的作用的同時,根據試管內剩余水銀的量可以測量出大氣壓強的大小F=mg,也就是在平衡后試管內水銀的重量等于此時大氣壓強作用力的大小,進一步地根據F/S=G/S可以估計出P大氣壓=P水銀,從而可以直接計算出大氣壓強的大小.

由此可見,物理學史知識中蘊含著豐富的情感態度及責任意識,在教學過程中充分地發揮物理學史的作用,將其作為體驗式教學的素材,既可以加強學生在學習過程中的體驗感,實現物理學史的滲透,培養學生情感態度價值觀.

3.2 借鑒典型案例,嘗試遷移應用

物理學史中蘊含著豐富的案例,每一位科學家最后得出結論的實驗過程和思維方式都具有很強的代表性,教師應有意識地引導學生發現和理解典型物理學史當案例,嘗試在典型案例中進行思考,實現學史內容的遷移創新,同時增強學習過程的體驗感.

比如在講解“浮力”這一部分內容時,引入阿基米德原理相關學史.首先引導學生理解阿基米德發現并提出該原理的過程以及實驗的思路,在理解的基礎上引導學生遷移應用,同學們得到了一種測量液體密度的方法,利用測力計分別測量入水前后的示數即可得到浮力大小F浮,基于阿基米德原理可以指導F浮=m排g,而m排=ρ×V排,所以當根據測力計計算出浮力大小之后,讀出入水前后液體體積的變化得到排水量體積大小,就可以根據ρ=F浮/gV排計算出此液體的密度,從而實現了對阿基米德原理的遷移應用.

由此可見,物理學史中的典型案例是學生學習進步的基石,教師應引領學生充分對學習當中的典型案例進行分析理解,掌握歷代物理學家科學探究的思路方法,在此基礎上,實現相關物理原理的遷移應用,增強體驗感的同時,培養學生的物理應用意識.

綜上所述,建構主義理論下物理體驗式教學對增強學生的體驗感,提升學生的物理核心素養有著十分積極的作用,教師應把握體驗式教學的實踐策略,通過拓展生活資源、設置驅動問題以及聯系物理學史知識等方式增強學生學習體驗感,激發學生的學習熱情.