淺談初中物理實驗教學的顯化范式實施途徑

陸裕仲

(江蘇省新沂市邵店中學,江蘇 新沂 221400)

當前,有關顯化范式教學的研究大多集中在理論層面上,通過這些研究分析與實踐,初步顯化了物理知識的獲取過程以及實踐應用方法,但是這些研究并未得到推廣.在初中物理實驗教學中,教師很少采用顯化范式教學方法,一部分教師雖然使用了顯化范式教學,但是在具體的操作過程以及數據處理上,表現出的方法較少,方式相對單一,不能做到根據具體的實驗內容使用最為合適的科學方法,從而影響了初中物理實驗教學效果的提升.物理學知識是一個完整的知識體系,想要保障物理課教學的質量與效率,需要教師通過科學的、有效的教學方法,確保物理實驗教學的每一個操作流程以及數據處理過程顯化,將其中蘊含的物理知識與物理方法以更加直觀的、具體化的方式表現出來,是優化物理實驗教學的有效途徑.

1 顯化范式在初中物理實驗教學中的必要性

1.1 提升顯化范式教學的地位

韓愈曾經表示:“師者,所以傳道授業解惑也.”這里強調的“傳道”,即為“傳授方法”,這里面的“道”指向“方法”,而在古希臘語中“道”還有“道路”“沿著”的含義[1].由此可見,在不同階段的各個學科教學中,都需要教師做到“授業”的同時,也能夠肩負起“傳道”的重任,不僅讓學生理解、記憶前人在科學研究領域獲得的重大成果,還能夠習得認識客觀世界過程的有效方法.實驗是物理學科教學中的重要組成部分,是發展學生科學素養的主要途徑之一,在初中物理實驗教學中運用顯化范式教學,可以促進初中生在這一學習階段掌握人類探索物理科學的過程與成果,對于科學思想、科學態度、科學精神等方面的發展有著十分重要的作用.顯化范式教學在初中物理實驗教學中的運用,對于學生物理實驗能力的提升、科學素養的形成、良好思維習慣的養成以及科學方法的掌握有著重要的影響,在提升物理實驗教學質量以及課程改革落實等方面,有著極為重要的作用.

1.2 改善初中物理實驗教學現狀

隨著課程改革的逐漸深化,對于初中物理實驗教學的要求也有所提升,物理實驗教學過程中采取的教學方法正在經歷從“隱性”到“顯性”的轉變過程,要求教師在物理實驗教學中創新教學方式,不再是淺顯的知識滲透,而是更明了地讓學生看到、經歷以及掌握科學方法.目前,初中物理教材在編寫中已經將其中的科學方法進行了顯性化處理,為教師的顯化范式在實驗教學中的實踐運用提供了合理的依據,但是,大多數教師堅守傳統的教學方法,教育理念過于陳舊,無法發揮出物理教材的顯性化作用.為了解決初中物理實驗教學的這一現狀,需要教師樹立顯化教學的意識,能夠通過顯化范式的實踐運用,讓初中物理實驗課堂走出困境,促進物理實驗教學的變革.

1.3 促進學生掌握不同的科學方法

經過大量實踐證明,顯化范式在物理實驗教學中的運用,有助于學生掌握不同的科學方法,但是不同的科學方法對學生的學習影響程度存在差異,如觀察法對學生的學習效果影響并不明顯,這說明觀察法的科學方法掌握并不完全得益于顯化范式教學,而是觀察法本身就具備通俗易懂的特點[2].又如,歸納法的掌握在較大程度上來自教師的顯化范式教學,在教師采取顯化范式教學之前,大部分學生對歸納法的概念認識模糊,沒有掌握歸納法的有效實施方法,而在顯化范式教學之后,學生對歸納法形成了清晰的認知,在經歷物理實驗學習活動時,學會靈活地運用歸納法.由此可見,顯化范式教學的實施對于初中生掌握不同的科學方法以及學習效果的提升有著顯著的作用.

2 顯化范式在初中物理實驗教學中實施的有效途徑

2.1 提升教師自身的科學方法素養

顯化范式在初中物理實驗教學中的運用,對教師的專業能力提出更高的要求,需要教師提升自身的科學方法素養,能夠在物理實驗教學中將科學方法從“隱性”不斷過渡到“顯性”階段,提升教師對科學方法顯化的重視程度,促使教師自身的科學方法素養達到一個全新的高度[3].

當教師對物理學科科學方法的理解與掌握達到一定水平之后,其會主動對自身實踐教學中所采用的策略、方法等進行摸索和反思.就目前初中物理教師對科學方法的掌握情況來看,大多不清楚教什么,不知道怎么教,教學策略不完善,缺乏對教學方法的科學規劃,當進入到實驗教學的操作以及總結歸納環節,科學方法就會被擱置一旁,不利于顯化范式在物理實驗教學中落實.相反,若教師具有較高的科學方法素養,就可以在實驗教學中顯化科學方法,靈活運用科學方法引領學生操作實驗、觀察實驗、處理數據、總結歸納,促使教師在不斷的自我充實與成長中,將科學方法顯化在物理課堂中.例如,學校可以定期組織開展培訓活動,邀請專家蒞臨授課,能夠讓初中物理教師在講座中學習到新的方法,接受新的教育思想,積極學習優秀教師的先進理念.又如,建立地區教師互動交流平臺,在互動平臺中教師可以隨時隨地交流經驗,表達疑惑,說出自身在顯化范式教學中遇到的問題,問題討論的過程,就是教育思想交流的過程,對于教師的科學方法素養提升有著重要的作用.

2.2 顯化教材中的實驗科學方法

教材是教師開展教學活動的主要依據,在顯化范式實驗教學中滲透科學方法,需要教師深度研讀教材,能夠結合具體的實驗內容,選擇使用相應的物理操作方法,運用不同的數據處理方法,這樣不僅可以提升實驗教學質量,也可以讓學生從中汲取經驗,認識到在不同的物理實驗中,其所使用的實驗操作過程以及數據處理方法是不同的,只有做到科學使用物理方法,才能夠達到預期的實驗探究結果,達到事半功倍的效果[4].

經過對初中物理實驗教學內容的分析,結合中考大綱的要求,顯化結果如下:

(1)在“探究聲音的發生”實驗中適合采用放大法、轉化法,在數據處理過程中適合使用列表法;

(2)在“探究聲音的特性”實驗操作中要使用控制變量法,在數據處理過程中使用列表法;

(3)在“探究平面鏡成像的規律”實驗中使用作圖法、等效替代法,數據處理過程使用列表法;

(4)在“探究固體熔化的規律”實驗中使用直接測量法,在數據處理過程中使用圖像法、列表法;

(5)在“探究通電螺線管的外部磁場”實驗操作中使用轉化法,數據處理過程使用描跡法;

(6)在“測大頭針質量”的實驗中采用累積法,數據處理過程使用列表法等.

通過對初中物理教學中的各個實驗過程操作方法使用頻率研究,發現使用最多的操作方法是控制變量法、轉化法、直接測量法、觀察法,很少會用到放大法、等效替代法、間接測量法、溢水法、留跡法;使用頻率較高的數據處理方法為列表法和圖像法,其中列表法使用頻率最高,平均值法與描跡法使用較少.在顯化范式的物理實驗教學中,需要教師著重顯化科學方法,能夠做到結合具體的實驗內容,選擇最適合本實驗的操作方法、數據處理方法,提升學生對科學方法的靈活使用能力.

2.3 在實驗教學過程中顯化科學方法

科學方法的顯化范式教學,缺乏在實驗教學中的有效應用,想要從真正意義上彰顯顯化范式的教學價值,需要教師在實驗教學流程中顯化科學方法,通過課堂實踐吸取經驗,能夠做到結合學情顯化科學方法,將抽象的、生澀難懂的物理知識與物理規律轉化為系統的、完整的科學方法,強調顯化范式教學“明了”的特點,將科學方法顯化于物理實驗教學的各個環節之中,讓學生獲得科學方法的訓練[5].

如在“探究光的反射規律”實驗教學中,主要需要學生掌握模擬法以及列表法,在實驗開展之前,教師要求學生準備好實驗設備,激光筆、平面鏡、硬紙板以及量角器.首先,教師提出能夠引發學生思考的問題:“同學們猜一猜,光為什么會發生反射,其遵循的是什么規律?”學生在猜想中發展了發散思維以及創新思維,在此基礎上,教師引入并講解理想模型法,例如,在生活中光的反射現象隨處可見,一束光照射在鏡子上會發生反射,但是,我們怎么研究這一物理現象呢?光是看不見摸不著的,想要看到光的反射就需要我們將看不見摸不著的光進行一些處理.在這個過程中引入了“光線”的概念,但是“光線”本身并不存在,是我們為了研究物理現象而抽象出來的理想化、簡單化模型,可以將其稱之為理想化模型.由此,可以讓學生在實驗中形成理想化模型的意識,加強學生在物理實驗中對理想化模型的理解.接下來,教師使用講授模擬法,以直觀的演示實驗,讓學生觀察光的反射現象,同時體會模擬法的奧妙,促進學生對模擬法的理解與掌握.在學生觀察實驗現象后,教師鼓勵學生說出幾個實驗猜想,并結合猜想設計實驗,完成實驗操作過程,記錄實驗數據,并將記錄的數據填寫到表格中,在這個過程中滲透列表法,提高學生對數據的整理與分析能力,引領學生從數據觀察中,總結出光的反射規律:(1)反射光線、入射光線、法線在同一個平面內;(2)反射光線、入射光線分居法線的兩側;(3)反射角等于入射角.

綜上所述,顯化范式教學在初中物理實驗教學中的運用,可以促進顯化范式教學的推廣,對轉變物理實驗教學現狀、提升學生的實驗學習效果具有重要的意義,因此,教師應積極探索顯化范式與初中物理實驗教學有機融合的途徑,最大限度地發揮顯化范式教學的功能與作用,助力初中物理實驗教學的改革與創新.