張貴鵬
(甘肅省通渭縣馬營鎮黑燕山學校,甘肅通渭 743306)
實驗探究是學生學習物理知識、鍛煉操作技能的過程,物理是一門源于生活、用于生活的科目,生活教育思想在新時期的教學改革中備受推崇,加強物理實驗課與生活化教學的整合,有利于緩解學生對物理知識的陌生感,激發學生參與實驗探索的主觀能動性。教師在優化中學物理實驗教學模式的過程中,應該密切結合學生的生活實際,基于生活化教學理念,深入地開發生活資源,設計開展創新、有趣的物理實驗教學活動,使學生感知到生活中無處不在的物理元素,從而提升實驗教學的有效性。
在中學物理實驗教學中,學生最根本的內在需求是渴望體驗實驗探索的趣味性。興趣對學生的學習有很強的促進作用,也是學生在實驗學習中不可或缺的心理動因。學生的物理素養正處在起步階段,對于一些淺顯的實驗原理,學生認知理解起來會存在一定的障礙。在傳統的實驗教學中,教師往往忽略學生的認知經驗和內在需求,從學科的角度出發向學生灌輸物理實驗原理,致使其感到索然無味,削弱了對物理實驗的探索動機。在中學物理實驗教學中應用生活化教學,主要優勢是能夠點燃學生的實驗探究熱情。首先,生活事物符合學生的經驗基礎,教師在實驗導入、解釋原理等環節,都可以引入相關的生活現象,帶給學生親切感和熟悉感,化解他們的認知壓力。其次,生活化素材富有趣味性,可以為學生提供新奇的實驗學習體驗,同步刺激感官和情緒,使學生站在生動、感性的生活角度,積極自主地對實驗課題展開研究,使物理與生活之間搭建起一座橋梁。實驗教學既貼近學生的認知,又滿溢趣味,能夠讓學生感受到物理實驗課的精彩,迸發強烈的探究熱情。
中學物理實驗對教學內容的豐富性有著較高的要求,但是就以往的教學而言,物理實驗無論是在形式還是在器材選擇上,都缺乏足夠的資源支持。部分教師在制訂實驗教學方案時,主要應用實驗室中的標準化器材,過分強調實驗用具的通用性和一致性,一方面會導致實驗教學內容單一,另一方面學生一旦脫離了實驗室和課堂,就不再與標準化儀器發生交集,相關的實驗知識只留存于課本之中,學生很難體會到它們的廣泛存在。在中學物理實驗教學中應用生活化教學,能夠拓展資源、豐富實驗教學的內容。首先,中學階段的大部分物理實驗,都是定性類的,對器材精密度的要求不高。實驗裝置的構造簡單,很多生活物品、廢舊材料都是適用的,教師可以將它們作為實驗器材,擴大取材范圍后,實驗內容自然會更加豐富多樣。其次,生活化器材的課堂應用十分靈活,對器材、場地、開展形式等都沒有太過嚴格的要求,無須進行煩瑣的準備過程,教師可以按照實驗教學需要,即時設計和演示小型實驗,打破常規實驗的諸多限制因素,從而改善實驗教學內容單一的局面。
物理知識來源于生活,又服務于生活,中學物理實驗教學的主要宗旨,除了幫助學生掌握基礎性的物理知識和實驗技能之外,還要培養學生的實踐應用意識與能力。以往的物理實驗教學受應試教育的影響,與日常生活存在脫節的問題,缺少實踐應用方面的教學設計,致使學生只能對物理知識形成表層的理解,難以從理論延伸到實踐。新課標指出,“物理應該從生活中走來,從現實生活中有目的地將物理問題提煉出來,同時要讓物理回歸生活,使學生感受生活化的物理,應用物理知識解決生活中的實際問題。”從這項思想指導來看,在中學物理實驗教學中引入生活化教學,是培育學生物理應用意識的主要途徑。教師可以結合實驗課程的要點,嘗試將生活現象物理化,將實驗現象生活化、社會化,配合真實的生活資料,向學生滲透物理規律和原理,延展學生對物理的認知面,體會物理知識、物理現象在生活中的實用性和廣泛性。基于具體的生活問題設計物理實驗練習,促進學生學有所獲、學以致用,使其樹立“學習物理有用”的觀點,養成良好的應用意識。
要想高質量地達成物理實驗教學目標,做好激趣工作是最為關鍵的。從構建主義學習理論的視角來看,學生借助于有效的學習情境完成對知識的意義構建,教師在導入物理實驗新課題時,如果用學科語言平鋪直敘,學生往往會感到抽象難懂,不易產生深入探索的欲望。物理知識在生活中隨處可見,教師依靠生活背景揭示實驗課題,能夠迅速喚起學生的已有經驗,會大幅提高他們的學習注意力和主動性。為此,在中學物理實驗教學中應用生活化教學,教師應該分析實驗內容和學生的日常生活,挖掘生活中的真實現象,為學生創設新穎、具體的生活化情境,以生活為線索,使學生感受到物理就在他們的身邊,了解實驗課題的內容和目標,樹立問題意識,從而激發學生的物理實驗探索興趣。
1.精選生活化情境素材。這一步需要在備課階段完成,教師應該綜合考慮物理實驗目標、學生的認知經驗和興趣愛好,立足因材施教、因學定教的原則,創設實驗情境所用的素材。其一要與實驗知識點具備針對性,使學生通過情境觀察和分析,能夠自主發現問題;其二要在學生的生活范圍之內,具有一定的通識性,確保是學生所熟悉的,避免帶來額外的認知壓力,比如一些常見的生活現象、案例、物品,等等,都符合生活化情境素材的選擇標準,教師可以根據實際教學所需,進行篩選、甄別和應用[1]。
2.創設生活化導入情境。在物理實驗教學的課堂上,教師應該采用直觀的方式和手段,呈現課前選擇的生活化導入素材,如果教師準備的是生活物品,就可以直接演示與物理實驗有關的現象,給予學生最形象的感知,拉近學生與陌生實驗課題的距離;如果教師準備的是案例、現象類的生活素材,教師可以利用信息化資源和設備加以呈現,比如說通過圖文、短視頻、模擬動畫等,通過有聲有色的外部刺激,增強學生的感性體驗。另外,在創設生活化導入情境的同時,師生互動也是尤為重要的,教師必須精心設計問題或導入語,引導學生圍繞情境,回顧自己的生活,開展觀察、思考、討論等活動,把物理實驗的核心課題提煉出來,產生“為什么、是什么、怎么辦”等類型的疑問,從而通過生活化情境的創設,順利地引出物理實驗課題,喚醒學生參與探索的積極情感[2]。
器材是開展中學物理實驗教學的必備物質保障,但是由于受到教學條件等因素的制約,現階段的物理實驗器材存在短缺的問題。一方面是器材數量不足,無法滿足全體學生的動手操作需求;另一方面是教材中的部分實驗,在實驗室里沒有相應的標準化儀器,教師常常省略這類實驗,讓學生通過讀教材、看資料等方式,了解實驗現象,因為器材的局限性直接影響學生的物理實驗學習質量。生活是一座得天獨厚的物理實驗“器材庫”,生活化器材具有成本低、易獲取的優點,對現有的實驗教學條件能起到良好的補充作用。同時,生活化器材取自生活,學生應用這類器材做實驗,能夠自然而然地聯想到有關的生活場景,加強理論和實際的銜接。因此,在中學物理實驗教學中應用生活化教學,教師應該針對實驗器材和條件匱乏的現狀,大力引入生活化器材,把隨處可見的生活物品轉變成實驗工具和設備,使每個學生都能擁有體驗和操作的機會,從而豐富物理實驗教學資源[3]。
1.生活化器材的選擇。教師應該根據物理實驗的內容,對教學所需的器材建立大致的構想,明確器材的外觀、結構、功能等,然后到生活中“按圖索驥”,立足因地制宜、環保再利用等出發點,選擇具有可操作性、安全性和經濟性的生活化器材,確保器材滿足實驗所需,在操作上不存在危險因素,盡量選擇生活中最常見的閑置物、廢舊物,比如玻璃瓶、飲料瓶、廢舊紙箱、麻線、鐵絲,等等,實現對生活閑置資源的充分開發與利用,通過變廢為寶的方式使學生形成廢物利用、環保集約的綠色實驗意識。另外,在選好生活化器材之后,教師可以提前公布器材清單,讓學生根據自己的實際條件,按照清單收集、準備齊全,這樣學生人手一套實驗器具就不再是夢想。學生經常性地收集生活化器材,久而久之也會形成關心、觀察生活的好習慣,看到某個生活物品,就會從物理實驗的角度,自然而然地想到它的功能和用途,增強自主開發生活化實驗器材的能力[4]。
2.生活化器材的應用。生活化器材在物理實驗教學中的應用空間十分廣闊,教師可以在學生備齊工具的前提下,提供實驗計劃和流程指導,讓學生利用常見的生活用具開展獨立、分組等形式的實驗操作活動。比如說采用面團和尺子實施壓強實驗,采用鹽水雞蛋模型實施密度實驗等,這樣學生就會建立起物理和生活的一體化認知,親身體驗實驗現象,鍛煉動手技能,彰顯生活化器材的資源補充作用。
由于學生的生活環境、經歷,以及各自的技能優勢存在一定的差異性,所以在物理實驗學習中,每個學生看問題的角度、實驗設計理念、操作表現等,都是有區別的。在生活化教學思想下,實驗課堂應當是民主、開放的,力求讓每個學生都能從自己的生活經驗出發,開展個性化學習,通過互動交流和協作,進行思維和觀點的碰撞。合作實驗具有明顯的生活特征,能夠充分發揮學生的主體性,營造近似于生活的寬松氛圍,促進學生解放身心,參與深入研討,汲取彼此的優勢。為此,在中學物理實驗教學中應用生活化教學,教師應該關注學生個體和生活背景的差異,加強開展生活化探究,引領學生合作實驗,讓每個學生都能為實驗“建言獻策”、貢獻力量,從而提升物理實驗課堂的互動性和生成性。
在開展生活化物理實驗探究時,教師需要將學生合理地規劃成若干小組,依托生活情境和器材設計具有實踐性、創造性的合作實驗任務。比如說讓學生結合實驗課題和手頭現有的實驗工具、材料,合作設計物理實驗裝置、編制實驗方案,抑或研究如何改進教材中的必做實驗。在探究期間,教師應該注重引領各小組的研討方向,啟發他們密切地結合生活實際,對實驗提出觀點和意見,討論實驗方案的可行性,以及每個步驟的操作要領和控制措施,最后按照每個組員的操作技能優勢,民主地細化分工,根據預設方案,協力規范、嚴謹地完成實驗任務,這樣物理實驗活動就會滿溢生活氣息,學生養成主動參與、通力合作的好習慣,從而促進生活化教學的滲透,使學生真正成為物理實驗課堂的主人[5]。
在中學物理實驗教學中,歸納實驗原理是一個關鍵的步驟,雖然通過操作和觀察,學生對物理實驗現象已經了解,但是實驗原理具有一定的抽象性,如果教師解釋得不透徹,學生很容易形成錯誤的觀念,導致最后的知識構建難以實現。生活素材具有通俗易懂的特點,能夠有效輔助實驗原理的講解,因此在物理實驗教學中應用生活化教學時,教師應該繼續引入適宜的生活資源,實施生活化結論分析,引導學生歸納總結實驗原理,鞏固所學的物理知識。
在這一步,教師可以根據物理實驗的內容和原理,在生活中收集一些原型例子,與課堂實驗記錄整合到一起,引導學生進行綜合比較和分析,透過表面現象合作探討事物的本質屬性和內在聯系,不斷總結規律,概括得出課程實驗的核心原理,然后核對教材,對不嚴謹的用語加以完善,這樣學生就順利地在生活常識中自主提煉和深化實驗知識點。另外,教師還應該在學生理解實驗原理的基礎上,鼓勵他們回歸生活,對相關的現象展開思考,列舉能體現課程原理的生活現象,使其在生活中獲取知識,用知識去解讀生活,從而增強實驗原理的分析和總結質量,培養學生的科學精神和實踐意識[6]。
綜上所述,物理與生活息息相關,在中學物理實驗教學中應用生活化教學,不僅能夠點燃學生的實驗探究熱情,還能創新實驗教學的形式和內容,強化理論和實踐的聯系,培養學生的物理應用意識。教師應該根據物理實驗教學需求,積極地創設生活化情境,喚起學生的認知經驗,激發實驗探索興趣,廣泛地引入生活化器材,改變教學資源的匱乏現狀,開展生活化探究活動,引領學生在開放的環境下合作實驗,在歸納總結實驗原理的環節,注重真實生活現象的融入,從而全面實現物理實驗教學的生活化目標。