民族特色課程資源與物理課堂教學的融合

卓 嘎 戴林詩 須 萍

(1.西藏拉薩師范高等專科學校數科系,西藏 拉薩 850000; 2.蘇州大學物理科學與技術學院,江蘇 蘇州 215006)

課程資源是新課程改革提出的一個重要概念.義務教育物理課程標準(2022年版)中關于物理課程資源做了如下界定:“物理課程資源是指學習物理知識可利用的所有資源,包括文本資源、實驗室資源、多媒體資源和社會資源.”同時指出,“要根據本校實際,結合學生發展的需要,推薦、指導選擇或開發適合學生發展所需要的各種學習材料,充實學生的學習資源.”[1]

地域性特色課程資源是學生所處地域的獨特的社會資源,它是學生生活經驗在課程中的具體體現,也是在國家課程基礎上,結合地域差異進行校本化實施的“抓手”.因此,依據地域特點開發利用適合本地域、學校和學生的課程資源,一方面可以提高教師對教學資源的認識和開發水平;另一方面,對于提高學生物理學習興趣、把握對客觀事物的本質屬性的深度認識、提升創新思維乃至培養全面發展的人都具有重要意義.本文立足西藏高海拔地域文化特征,結合西藏物理課堂教學,圍繞物理學科核心素養4個維度,分析如何利用地域特色資源創設真實情境進行教學.

1 民族特色課程資源及其在物理教學中的運用

1.1 高原太陽能資源在物理教學中的應用

西藏常年見太陽,晴天率是89%,太陽能源的廣泛使用是該地區的顯著特征.其中太陽灶是藏區普遍使用的一種熱能源,如圖1所示.其物理學原理在于凹面鏡會聚光線將光能轉化為熱能,教學中這是“光現象”的一個很好的課程資源素材.以人教版八年級上冊物理“平面鏡成像”中“凸面鏡和凹面鏡”的教學內容為例.

圖1 太陽灶煮飯

【觀察思考】課前布置:認真觀察家里的太陽灶,思考太陽灶實現燒水功能的原理.

【啟發探究】教師將太陽灶的凹面部分畫在黑板上啟發學生探究:當一束平行光照在凹面鏡的一點上,光的傳播方向應該如何確定?學生展開小組合作,通過觀察,學生可以發現平行于凹面鏡主軸的光線經凹面鏡反射后,反射光線會聚于焦點處,凹面鏡對光線起會聚作用,而無數光線會聚在焦點處就會產生大量的熱,通過探究,學生明白了生活中的太陽灶是如何生熱實現燒水做飯的.

【綜合實踐】觀察家中的太陽灶,學生進一步發現太陽灶必須每隔一段時間手動調整朝向位置,是否有辦法讓太陽灶像葵花一樣自行繞著太陽轉動?教師提供自動跟蹤太陽裝置的相關材料,學生自由討論并做實驗探究.

案例資源既可以達到學生理解課本知識內容的目的,也能促使學生將知識與生活經驗融會貫通,達到學以致用,真正實現新課標提倡的從生活走向物理、從物理走向社會的教育理念.

1.2 高海拔地理特征在物理教學中的應用

西藏平均海拔在3 000～4 000 m,高海拔的地理特征導致藏區氣壓相對較低,水的沸點基本保持在85～86 ℃之間,高壓鍋也因此成為高原地區普遍使用的一種鍋具,如圖2所示.以人教版八年級下冊物理“大氣壓強”中“大氣壓隨高度的變化”教學為例.

圖2 高原常用鍋具高壓鍋

【觀察思考】學生細心觀察平鍋和高壓鍋燉牛肉的過程,思考問題:為什么用平鍋煮肉要煮很長時間,而用高壓鍋卻很快就能煮熟?

【啟發探究】教師引導學生重新回顧重力概念,引發思考.通過回顧學生意識到地球周圍的大氣層也會受到重力的作用.隨著海拔的增高,所受到的重力也逐漸減小,產生的壓力也就隨之減小了.教師組織學生開展測量拉薩地區大氣壓強實驗,學生利用注射器、吸盤、刻度尺等器具開展動手探究,通過實驗探究,測出氣壓值低于標準大氣壓數值,從理論上進一步證實了海拔越高氣壓越低的結論.接下來教師順勢講解,高海拔導致氣壓降低,氣壓的降低引發水沸點降低,因此只有增高沸點,才能加速食物煮熟過程,這便是高壓鍋的功能.

【綜合實踐】教師提供幾種高壓鍋的相關材料,學生討論總結出評判高壓鍋好壞的標準以及家里選購高壓鍋時有哪些注意事項.

案例資源不僅加深了學生對大氣壓強概念的理解,同時自然地與重力、沸點及大氣含氧量等知識點聯系起來,對于遷移運用知識、牢固建立知識體系,促進科學思維的培養具有重要意義.

1.3 傳統民族樂器在物理教學中的應用

“扎木念”是流行于西藏的常見傳統樂器,如圖3所示.在講授人教版八年級上冊物理“聲音的產生與傳播”和“聲音的特性”等聲學內容時,教師可以就此取材展開教學.

圖3 藏區常見的彈弦樂器扎木念

【觀察思考】教師將“扎木念”這一常見民族樂器帶進課堂,邀請學生彈奏一首民曲,引發學生興趣.學生觀察、感受并思考聲的來源.

【啟發探究】通過觀察、思考,學生得出聲音是由扎木念上的弦線振動傳導到樂器體而產生的,加深了對“聲音是由物體的振動產生的”概念的深度理解.在教學過程中,學生在教師的指導下還可以自己撥動琴弦,切身感受弦的振動快慢、大小與音調、音色之間的聯系,從而探究得到樂器發出的聲音不僅與弦線有關,其音量、音色與琴體的材質、共鳴箱的形狀大小也有直接的聯系.

【綜合實踐】教師邀請專家進學校講授扎木念的制作過程,感興趣的同學可以試著制作扎木念,在夯實基礎知識的同時陶冶情操,體會優秀傳統文化的魅力.

從觀看、感受到親自體驗學習,抽象的聲學概念也變得具象化,學生的學習興趣迅速提升.不僅有助于強化聲的概念,同時可以激發學生承擔傳承民族優秀文化的科學態度和責任.

1.4 民族傳說故事在物理教學中的運用

西藏有很多生動有趣的傳說,這些傳說可以開發成特色課程資源幫助學生理解知識和培養情感態度價值觀.例如,俗稱“雪域”的西藏,高山林立、白雪皚皚,不少地方極易發生雪崩,如圖4所示.老人們認為:雪崩是因為穿行于雪山間的行者大聲高歌或高喊,觸怒雪山之神,便制造雪崩以示懲罰.這一素材可以在人教版八年級上冊物理“聲的利用”“聲與能量”教學中加以開發和利用.

圖4 藏區雪崩

【觀察思考】課外布置學生搜集雪崩傳統故事的任務.

【啟發探究】教師引導,小組探究解釋雪崩產生的原因:回顧重力概念,學生認識到雪山上的雪因重力應該保持向下運動的趨勢.教師進一步引導,積雪的內聚力將積雪團在周圍,兩種力量均衡時通常積雪就可以保持穩定狀態.由于聲音能夠傳遞能量,一旦外界產生足夠大的聲音,如動物奔跑、石塊滾落、高聲呼喊等,那么聲音的能量便會傳遞給雪山.學生小組討論:當這種能量高于雪粒凝結成團的內聚力時,初始的平衡狀態就極易被打破,瞬間就會出現大團雪塊塌落或滾落的現象,從而引發災難性的雪崩.學生理解聲音的能量引發雪崩現象后,師生共同再對雪崩的傳統故事展開深層分析:藏族先民通過祖祖輩輩積累的生活經驗已經認識到聲音是具有能量的,不過受限于當時的科技發展,在解釋高聲呼喊與雪崩產生的因果關系時,先民只能將其附和到傳統宗教文化中去理解,主觀地認為雪山具有生命.

【綜合實踐】調查區域發生雪崩的情況及已采取的控制措施,提出有效避免雪崩發生的應對措施.

案例資源可以加深學生對聲的振動、聲的能量概念的進一步認識,同時也引發學生對傳說故事與科學解釋進行深度比較和思考,培養科學思維,激發學生熱愛自然、探索自然的內在動力.

1.5 民族傳統生活中的事例在物理教學中的運用

人教版八年級下冊物理“杠桿”教學中,教師通常采用開門、開窗等事例引入“力和力矩”的概念.實際上對于西藏農區的孩子而言,家里用于制作糌粑的水力石磨機的工作原理也和“力和力矩”的概念緊密相關,如圖5所示.教師可以很好地開發這一資源開展教學.

圖5 制作糌粑的水力石磨機

【觀察思考】課前布置作業,就近觀看并拍攝當地磨糌粑的石磨機,思考運作原理.

【啟發探究】教師借助學生自制的視頻,介紹力、力矩等基本概念,幫助學生理解借助連桿傳動實現平動和轉動之間的轉化這一過程.學生以小組形式運用所學知識探究水力磨糌粑方便轉動的原因.學生通過探究,得出水力磨糌粑方便轉動的原因主要取決于力矩M=FL的大小,同時必須確保動力F和力臂L均不能為0的探究結果.此外,水力石磨糌粑的過程中也伴隨著多種能量的相互轉化,學生可以主動思考其中的能量轉化過程,例如流動水從高處落到低處,勢能會轉化為動能,形成的動能又轉化為石磨的機械能、聲能和熱能.學生認識到自然界不同能量之間是可以相互轉化的,各種事物之間是相互關聯的,從而樹立辯證地認識世界的價值觀.

【綜合實踐】小組合作,可以在工作坊內自制教具小型水力石磨機,培養學生小創造、小發明,提高學生學習物理的熱情.[2]通過實際動手操作,加深對知識的理解,讓抽象的問題變得直觀化,實現了跨學科實踐.

案例資源可以幫助學生從物理學視角重新認識熟悉的事物,建構科學思維,增強科學探究能力和解決實際問題的能力.

2 民族地區物理教學中融入特色課程資源須遵循的原則

民族地區因其獨特的地域條件和民俗文化特點,蘊含著大量與物理學科相關的特色課程資源,這需要引起教育部門、教師個體的關注與重視.在開發和利用地域性特色資源時,需注意和遵循以下4項基本原則.

2.1 生活性原則

特色資源要貼近學生生活.按照建構主義理論,新知識的納入是建構在學習者原有經驗基礎上的過程.教師選取利用的素材應是學生熟知的、經常在生產生活中利用或可以觀察、感受到的資源.這不僅可以幫助學生在新吸納的知識點與原有的認知之間建構起自然實質性的聯系,引發思想共鳴,更好地理解物理概念,而且可以更好地將形而上的物理知識具象化,拉近教師、教材與學生之間的距離,強化教學雙邊效應.

2.2 特色性原則

特色資源要突出特色.一是所選取的課程資源要有當地特色,教師可從當地自然特點、民族風俗、傳統故事、民俗諺語等方面挖掘地域資源;二是課程資源在選取和運用過程中也要注重體現物理學科特色,使當地學生既了解地方文化,也掌握了物理知識.[3]

2.3 探究性原則

特色資源要體現探究性.實踐證明,探究式學習方法是學習科學的一個強有力的工具,能使學習者保持強烈的好奇心和旺盛的求知欲.[4]因此,在特色資源的開發與挖掘中,需要關注所選取的素材是否有助于學生發現、產生問題,是否能進一步引發學生的探究意識和活動.這不僅可以讓學生重新審視身邊的物理現象、培養學生的問題意識,同時通過探究活動也能培養學生的持之以恒、不懈努力等良好科學品質.

2.4 適應性原則

特色資源要具備適應性.物理特色課程資源的選取和利用要符合民族地區學生的發展需求,即既要符合民族學生現有的知識儲備、技能水平和科學素養,遵循最近發展區原則,力求開發的內容能符合“跳一跳,摘桃子”的效應;也要遵循學生身心發展的規律,符合學生身心發展的特點.

總之,地域特色的課程資源,它是形成和優化課程的要素之一,也是課程有效實施必要條件.[5]不僅有利于民族地區學生形成科學的物理觀念,有效促進物理學科素養的形成,而且對于提升物理課堂教學效果、傳承民族優秀傳統文化也具有十分深遠的意義.