蔣晨


[摘 要]“知行合一”是明朝思想家王守仁提出的哲學理論,其將認識客觀事物的內在規律和實踐行動聯系起來,是一種科學的認識論。初中物理知識和生產、生活聯系緊密,“知行合一”應成為初中物理教學的指導思想。在初中物理教學中踐行“知行合一”,可以提升學生對物理概念和規律的認知能力,促進學生物理核心素養的發展。文章結合具體實例從力學、熱學、光學、電學四個方面探討在初中物理教學中踐行“知行合一”的策略。
[關鍵詞]初中物理;知行合一;物理核心素養
[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2023)15-0050-03
“知行合一”是明朝思想家王守仁提出的哲學理論。“知”是指內心的覺知,對客觀事物的認知;“行”是指人的實踐活動。“知行合一”是指人認識客觀事物的內在規律和實踐行動密不可分、相互融合。“知行合一”對人類認識世界、改造世界有重要的指導意義,對教育教學同樣有重要的參考價值。初中物理融合了理論學習和實踐活動,是一門綜合性十分強的學科。在初中物理教學中應用“知行合一”,可以提升學生對物理概念和規律的認知能力,促進學生物理核心素養的發展。在初中物理教學中,教師可以實驗為載體,以探究為核心,引導學生格物致理,進而實現“知行合一”。下面結合具體實例從力學、熱學、光學、電學四個方面探討在初中物理教學中踐行“知行合一”的策略。
一、在初中物理力學教學中踐行“知行合一”
力在日常生活中十分常見,力的形式多種多樣,各有特點。力學是物理學的基礎。由于力學知識點多,內涵豐富,因此學生在理解力學的概念和規律時常出現偏頗。為了解決這一問題,在初中物理力學教學中,教師以“知行合一”思想為指導,引導學生積極參與相關實踐活動。“知”即為學生對力學知識的理解,是學生開展實踐活動的基礎;“行”即為學生參與的力學實踐活動,是發展學生物理核心素養的途徑。通過實踐活動,學生能夠辨析力學的相關概念和規律,加深對力學知識的理解。教師可結合學生的思維設計實踐活動,在實踐活動中,提出相關問題讓學生思考。通過實踐與思維的融合,可助力學生突破思維障礙,實現對力學知識的認知飛躍。在初中物理力學教學中踐行“知行合一”,可使學生獲得良好的學習體驗,促進學生深入思考,發展學生的物理核心素養。
例如,在蘇科版教材“摩擦力”的教學中,教師引導學生開展實踐活動來突破“摩擦力是否都是阻力”這一疑難點。本次實踐活動的主題是要求學生制作可以傳送物體的傳送帶模型。學生利用電動機、電池、導線、齒輪、皮帶等器材制作了傳送帶模型。在學生制作完成傳送帶模型后,教師讓他們進行活動探究。探究1:使用傳送帶模型將物體從低處傳送到高處(見圖1)。在這項探究中,學生需要將物體放置到傳送帶的低處,利用傳送帶將物體傳送到高處。如果摩擦力在這一過程中是阻力,那么物體將在傳送過程中下滑,顯然摩擦力在這個過程中充當了動力。探究2:使用傳送帶將物體傳送到低處。在這項探究中,學生仍然要將傳送帶裝置如圖1所示放置,但是傳送物體的方向與探究1的相反。將物體放置在傳送帶的高處,利用傳送帶將物體傳送到低處,如果摩擦力在這一過程中不是阻力,那么物體將會很快滑到低處,顯然摩擦力在這個過程中充當了阻力。將摩擦力當成阻力是片面的,摩擦力也可以作為動力。有些學生認為靜摩擦力是靜止物體受到的力,而這個實踐活動也可糾正學生這一錯誤的觀點,如教師可讓學生分析物體和傳送帶之間的摩擦力屬于哪種類型的摩擦力。通過分析,學生發現雖然物體在這兩個探究中受到傳送帶施加的靜摩擦力,但是物體是運動的。因此,靜摩擦力不一定是靜止物體受到的力,運動的物體同樣可以受到靜摩擦力。
由于受生活經驗的干擾,學生形成了“摩擦力一定是阻力”的錯誤認識。通過實踐活動,學生認識到摩擦力不僅可以作為阻力,還可以作為動力。“知行合一”的力學實踐活動使學生能夠全面地認識摩擦力的作用。“知行合一”是重要的思想方法,是解決學生疑難問題的重要突破口。如果學生在學習力學知識時出現了理解上的偏差,教師可以引導學生參與實踐,通過實踐活動讓學生自主糾正思想偏差,形成正確的認知。
二、在初中物理熱學教學中踐行“知行合一”
熱現象和我們的生活密切相關,是人們最早觀察和認識自然的現象之一。初中物理熱學教學內容包括溫度、物態變化、比熱容等。針對這些教學內容,教師可以開展許多實踐活動。以知識為本,以教材、課堂、教師為中心的教學方式,顯然不能全面促進學生物理核心素養的發展,也不利于學生創新精神、實踐能力、合作意識等的培養。而實踐活動可以改變這一教學方式。熱學現象十分豐富,充滿了我們的生活。在初中物理熱學教學中,教師可以“知行合一”思想作為指導,引導學生認識熱現象,厘清熱學現象與生活的關系,最終理解熱學規律。
在初中物理熱學教學中,“知行合一”主要集中在對熱學現象的解釋上。例如,在教學蘇科版教材“物態變化”時,教師引導學生開展主題為“調查生活中的物態變化”的實踐活動,要求學生觀察并解釋生活中的各種物態變化。學生在研究液化時觀察到了兩種現象:(1)燒水時,水壺口噴出白霧;(2)打開冰箱門時,冰箱門附近出現白霧。對于第一種現象學生的解釋為:燒水時,水壺口噴出氣體,其中含有大量溫度很高的水蒸氣,水蒸氣遇到較冷的空氣后放熱液化,形成許多小水滴,從而出現白霧現象。對于第二種現象學生的解釋為:打開冰箱門時,空氣中的水蒸氣遇到冰箱中冷的氣體放熱液化,形成許多小水滴,從而出現白霧現象。雖然兩種情況都是液化現象,但是水蒸氣的來源不一樣:第一種現象中水蒸氣來源于水壺內部,第二種現象中水蒸氣來源于冰箱外部的空氣。學生通過對比后發現,不管是什么形式的液化現象,其本質都是一樣的,即由氣態放熱變為液態。在實踐活動中,學生對比兩種現象,能夠更為清晰地認識液化的本質。對于其他物態變化,學生同樣可以找到對比的實例,并進行分析,從而加深理解。比如,在冬天,頭盔擋風玻璃內部會出現霧氣;在夏天,開空調的房間其窗戶玻璃外部會出現霧氣。教師可以引導學生對這兩種現象進行對比分析,學生通過對比分析可知,這兩種現象都屬于液化現象,但是液體的來源不同。
通過學習,學生已經知道了六種物態變化的規律,學生應用物態變化的規律解決實際問題的能力還比較薄弱。教師可讓學生去調查實際生活中的各種物態變化。學生不僅需要應用對應的物態變化規律去發現生活中的物態變化,還要對生活中的物態變化進行對比、解釋,發現其內在的規律。學生將新學知識應用到實踐中,在實踐中又發現了新的知識,兩者相互促進,在這一過程中學生的認知水平得到不斷提升。初中物理熱學知識較少,但是對學生的能力要求十分高,要求學生能夠熟練應用熱學知識解釋生活中的各種熱學現象。“知行合一”作為提升學生的應用物理能力的抓手,可促使學生在應用知識的過程中提升自身的能力。
三、在初中物理光學教學中踐行“知行合一”
光學現象繽紛多彩,容易引起學生的探究興趣。在初中物理光學教學中,部分教師會做一些演示實驗來提升課堂教學的效果,但是給予學生的實踐活動偏少,無法有效調動學生的學習積極性。利用“知行合一”,可以解決這個問題。在初中物理光學教學中,教師可以指導學生制作各種與光學知識相關的手工作品。學生在制作與光學知識相關的手工作品的過程中,感受到光學知識的應用價值,對光學知識有了更為深刻的理解。“知行合一”是進行光學教學的一種思想方法,教師要根據具體的光學內容引導學生去學習、踐行。
例如,在教學蘇科版教材“光的直線傳播”時,教師首先讓學生將激光筆貼在長方體玻璃磚一側上,然后打開激光筆的開關,這時學生觀察到激光在長方體玻璃磚中沿著直線傳播(見圖2),接著讓學生調整激光的方向,學生發現:不管激光沿著什么方向射入玻璃磚中,它在玻璃磚中都沿著直線傳播。這一實踐活動所得到的結論和教材給出的結論一致。教師將兩塊材質不同的長方體玻璃磚疊在一起,讓學生打開激光筆,讓激光從其中一塊玻璃磚射向另一塊玻璃磚。學生發現激光在從一塊玻璃磚進入另一塊玻璃磚時發生了偏折。顯然,“光沿著直線傳播”這一結論需要加限制條件。教師讓學生思考并加上限制條件。學生認為光線只有在同一種物質(介質)中才能沿著直線傳播。加上限制條件后的定義準確地描述了光沿直線傳播這一物理規律。最后,教師讓學生挖掘生活中有關光在同一種介質中沿著直線傳播的實例。實例的探究為驗證結論提供了依據。如果教師想讓學生能夠進一步理解光沿直線傳播的規律,則可以指導學生制作小孔照相機,如讓學生利用硬紙片制作一個有底的圓筒,在圓筒的底部開一個小孔,打開手電筒使光照向小孔。教師還可以引導學生通過改變小孔的大小和形狀來探究像和小孔的關系。
在本次教學伊始,教師讓學生動手做兩個實驗。學生通過兩個實驗,認識了“光在同一種介質中沿直線傳播”的光學規律。在教學末尾,學生“知行合一”,不僅進行了動手實踐,還進行了知識的抽象和驗證,全面地建構了知識。“知行合一”為學生全面認識光學規律奠定了基礎。光學知識比較有趣,“知行合一”將光學知識的趣味性凸顯出來,促使學生積極參與學習。
四、在初中物理電學教學中踐行“知行合一”
電學是初中物理的重點和難點,也是中考的熱點。我們在日常生活中要用到許多電學知識,因此電學知識具有很強的實踐性。在初中物理電學教學中,教師可以在“知行合一”思想的指導下實施教學。一方面,讓學生在實踐活動中驗證所學的電學知識,如讓學生通過測量鉛筆芯的電阻來驗證歐姆定律;另一方面,讓學生在實踐活動中學到教材外的電學知識,如學生通過測量二極管的電阻了解半導體的電阻特性,知道了半導體的概念。
例如,在蘇科版教材“歐姆定律”的教學中,首先,教師讓學生自主設計實驗,探究電流和電壓、電阻的關系,總結得出歐姆定律。在這個過程中,學生需要調動電路的串聯、并聯知識,電流表、電壓表的使用等相關知識,以及滑動變阻器的應用。學生在實踐過程中還可以體會到控制變量法的應用價值。然后,教師讓學生測量小燈泡的電阻,學生使用伏安法測量通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓,學生將所測量數據記錄在一張表格上。接著,教師要求學生利用表格中的數據作圖,學生通過作圖發現:當通過小燈泡的電流不變時,小燈泡的電阻隨著電壓的增大而增大。通過這個實踐活動,學生認識到物體的電阻可以發生變化。最后,教師指導學生制作一個可以調節亮度的臺燈。學生使用滑動變阻器改變電路中的電流,從而起到控制臺燈功率(亮度)的作用。教師讓學生改用其他方法來控制小燈泡的亮度,學生嘗試改變干電池的個數來實現對小燈泡亮度的控制以及利用太陽能電池代替干電池。通過新的實踐,學生可以理解其中的能量轉化規律。充電過程:太陽能轉化為電能,電能轉化為化學能。放電過程:化學能轉化為電能,電能轉化為光能。新的實踐活動拓展了學生的物理觀念,使學生建立了能量守恒思想。
在本次教學中,教師引導學生自主探究了歐姆定律,自主測量了小燈泡的電阻。如果完全由教師講解,學生很難對歐姆定律的內容產生深刻的印象,然而學生的自主實踐讓他們對歐姆定律形成了深刻的認識。“知行合一”思想的應用促進學生將認識客觀規律和實踐活動完美地結合起來。“知行合一”思想還與深度學習理論相吻合,共同促進了學生物理學習能力的提升。
通過科學探究的完整過程,學生將掌握物理學科思想,學會物理科學方法,養成質疑和創新能力并形成科學精神。“知行合一”思想的踐行正是要達到這一效果。初中物理教學并不排斥教師的講解,而是要教師轉變教學觀念,將學生放置到中心地位,如此,學生的核心素養才可以得到有效發展。“知行合一”思想的應用必將改變初中物理課堂教學的面貌,教師在教學中應以“知行合一”為教學思想和基本策略。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
[1]? 許幫正.“知”“行”合一:初中物理探究教學實踐路徑:以“機械運動和力”單元學習為例[J].物理教師,2022(10):37-40,45.
[2]? 羅瑩,蔡天嬌.從科學探究到跨學科實踐:初中物理教學的新變革:基于新舊課標的比較分析[J].物理教師,2023(2):38-43.
[3]? 徐穎.指向學科核心素養的初中物理學科育人策略[J].中學物理,2022(22):2-5.
(責任編輯? ? 黃春香)