基于生活化情境的初中物理力学实验教学改进策略探析
刘旭 刘彦荣
临沂第九中学南昌路校区 山东临沂 276034;临沂第十七中学 山东临沂 276037
一、引言
物理知识与学生的实际生活具有不可分割的联系,而力学又是初中物理的重点学习内容。新课程标准认为,需针对初中生的实际情况,为其创建生活化学习情境,通过真实的生活案例切实提高初中生的综合技能,使初中生在力学实验学习中学会创新。在过去较长时期内,初中物理力学实验教学过于关注教材设计,教学过程较为抽象,不能紧密结合学生实际生活,以致初中生不能将所学知识应用于实际,甚至挫伤了学生的学习主动性。在力学实验教学中根据学生实际情况,为其创建生活化情境,是当前物理力学实验教学最为合理的选择。
二、当前初中物理力学实验教学中暴露出的不足
(一)实验内容空洞
在过去较长时期内,力学实验教学过多关注教学仪器的应用,如在教学“二力平衡条件”时,学生在实际生活中根本没有见过所用器材,只是完全依据教师要求进行操作,而对“二力平衡”并不能真正理解,以致不能将生活与学习联系在一起。
(二)学生参与度过低
在过去的实验教学中,教师重视自身演示,要求学生认真观看并做好记录。如在“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,学生进入实验室时,教师已经设置了所需器材,学生只观察数据即可,而不能亲自动手进行操作,更不能依据自身意愿进行设计,学生参与主动性不高,思维能力得不到提升。
(三)评价方式欠妥
在开展实验评价时,教师过于关注“实验报告是否完整”、“数据填写是否准确”等,而不能引导学生在实验中进行观察、思考。如在“测量物质密度”实验中,教师通过审核学生的测量数据来评定其是否成功,而不能引导学生将密度知识应用于实际生活(如判断黄金是否是真的),以致实验评价失去了目的。
三、初中物理力学实验教学融入生活情境教学的措施
开展生活化情境教学是为了引导学生将所学知识应用于实际生活,为学生真实呈现生活中的力学情景,使学生在观察与体验中接触物理知识,从而将知识转化为自己的能力。主要方法有:
(一)引入生活化实验器材
在选择实验器材时要考虑学生的真实生活,使用学生经常看到或用过的物品,使学生产生良好的学习体验,可以自“家庭”、“学校”、“社会”中选择器材:
家庭器材包括:厨房中的碗、筷子、水杯等,如在研究“浮力与排开液体体积的关系”时,可以将鸡蛋分别放在清水与盐水中,看其是否飘浮在水面上,而不再使用弹簧秤;借助筷子提起装满米粒的水杯,同时引导学生观察物体间的摩擦力,这就是“压力与摩擦力的关系”。
学校器材包括:使用体育课与课间活动时的器材,如在研究“影响动能大小的因素”时,用质量不同的篮球自相同的高度落下,看二者弹起的高度是否相同,而不再使用教材中的斜面与小球;借助学生间的拔河比赛来学习“力的相互作用”与“摩擦力与物体运动的关系”。
社会器材包括:使用人们平时交通或建筑等各种器材,如在研究“惯性”时,鼓励学生观察人们乘坐公交车时,如果公交车突然刹车,人们都会倒向相反的方向这一现象,而不再使用小车、木块等器材;借助桥梁模型对“平衡条件”进行研究,帮助学生理解桥梁承重的知识。
在为学生创建生活化学习情景后,学生就能认识到力学知识就在身边,从而对力学实验产生深厚的探索欲望,也会主动寻找生活中的物理现象。
(二)引进新型教学方法
借助生活化情境,创新教学模式,让学生主动参与实验过程:
1. 设计问题情境:根据学生接触的生活为学生设计问题,从而将学生引入思考情境中,如在学习“压强”时,可以创建这样的情境:“穿平底鞋与穿高跟鞋的人同时在沙子上行走,谁的脚印更深?你的书包背带是一条绳子还是一条带子,为什么?”学生会立刻投入到思考当中,从而引出“影响压力的因素”实验主题。
2. 学生设计方案:支持学生在实验中使用生活中的物品,如在研究“压强与压力、受力面积的关系”时,学生可以自由使用铅笔、课本、气球、海绵等物品,使用一头削尖的铅笔按住海绵,再使用另一头按住海绵,观察二者陷下深度是否相同;将一本厚书与一本薄书分别放在气球上,观察气球压下程度是否相同。教师亲自指导学生实验细节,帮助学生学会思考。
3. 合作动手操作:将学生分为若干个小组,分别赋予学生不同的学习任务。如在研究“杠杆平衡条件”时,学生可以使用筷子、硬币等物品演示简单杠杆,在改变硬币数量与支点位置时,分别记录测量数据。学生实验过程中,教师支持学生相互讨论,共同思考“杠杆平衡所需条件”以及“压缩数据误差的方法”等,以此使学生认识到相互合作的重要性,同时也提高了学生解决问题的能力。
4. 知识联系生活: 学生完成实验后,教师鼓励学生思考实验规律,同时联系生活中的情景。如在“杠杆平衡条件”实验后,鼓励学生思考“开啤酒瓶的工具、医用镊子”等杠杆知识,帮助学生将所学知识与实际生活联系在一起
(三)创新评价方式
对实验评价也要进行创新,使用多角度评价的方法,以考察学生全面发展为核心:
评价过程:观察学生在实验中的行为,如“观察能力、设计能力、合作能力、交通能力”等,如在开展“设计压强实验”教学中,通过考察学生选择使用的器材、方案设计的合理性等进行评价。
评价成果:根据学生完成的实验报告与实验收到的效果,同时考察学生收集的数据、对实验过程的分析、得到的实验结果等,如看学生是否思考了“数据误差的原因”“是否对实验方案进行完善”等,帮助学生形成良好的学习态度。
评价收获:看学生是否完成了教师赋予的生活任务,考察学生是否会用所学物理知识解决生活问题,如学生设计“省力开啤酒瓶的工具”、“如何减轻书包重量”等方案时,要求学生表达所用物理原理,从而将评价与学生生活联系在一起。
四、教学实践案例:“探究影响滑动摩擦力大小的因素”生活情境设计
(一)创建情境
将一个堆满书的桌子与一个空桌子放在学生面前,要求同一名学生分别推动它,并说出感受。再让学生思考在冰面上与马路上行走,哪一个更容易滑倒?然后思考:滑动摩擦力与哪些因素有关?
(二)选择器材
不再使用木板与弹簧秤等实验器材,为学生选择课本、不同材料的桌面、砝码等物品。
(三)实验过程
1. 摩擦力是否与压力有关:将课本放在光滑的桌面上,用弹簧测力计拉动并记录数据;将不同重量的砝码放在课本上,拉动弹簧测力计并记录数据,得到“重量越大,摩擦力越大”的结论。
2. 摩擦力是否与桌面粗糙度有关:将课本分别放在光滑的桌面上与粗糙的桌面上,使用弹簧测力计拉动并记录数据,得到“重量相同,桌面越粗糙,摩擦力越大”的结论。
3. 知识探索: 要求学生使用弹簧测力计拉动课本时,分别突然拉动、匀速拉动、倾斜拉动并记录数据,看摩擦力如何变化,得到“运动速度、拉力方向等与摩擦力有关”的结论,这就是引导学生进行了探索。
(四)科学评价
完成实验后,鼓励学生相互交流“运动鞋的鞋底都设计成深纹,汽车轮胎都不是平的,这是为什么?”这就是将知识与生活联系在一起;评价时要全面评价学生操作、学生思考、学生设计等,看其综合能力是否得到了提升。
五、教学效果与问题
(一)教学效果
在力学实验教学中为学生创建生活情境后,学生学习热情明显提升,课堂教学充满了活力,自学生学习效果可以发现, 80% 以上的学生都能说出生活中见过的力学现象,并说出所用物理原理;学生的实验设计能力与解决问题的能力都得到了提高。表明为学生创建生活情境使力学知识学习变得简单,同时有利于提高学生的综合能力。
(二)需要注意的问题
在物理实验教学中还需注意:一是谨慎选择生活器材,有的器材不够精确,还需引导学生注意误差;二是创建情境的合理性,要根据学生认知速度创建情境,不要过难过繁;三是兼顾不同基础的学生,要针对不同学生设计不同的实验任务,保证每一名学生都能得到提高。
六、结论
在初中物理力学实验教学中,通过为学生创建生活化学习情境,可以使力学实验学习变得简单具体。在使用生活器材、引进新型教学方法、创新评价等情况下,不但有效刺激了学生的探索欲望,而且也全面提升了学生的综合能力,帮助学生学会了思考,真正将所学知识应用于生活实践当中。在今后的物理实验教学中,教师还需思考多样化的生活实验方法,使物理实验更具吸引力,切实提高初中生的物理核心素养。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部 . 义务教育物理课程标准(2022 年版)[S]. 北京 :北京师范大学出版社,2022.
[2] 王道俊 , 郭文安 . 教育学 [M]. 北京 : 人民教育出版社 ,2016.
[3] 李吉林. 情境教育理论探究与实践创新[M]. 北京: 教育科学出版社,2019.