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【摘要】教学做合一,行是知之始,知是行之成。这体现了陶行知先生向社会学习、向实践学习的治学态度,也蕴含着“认识源于实践,实践是认识的基础”的唯物主义哲学思想,同时恰好与物理学的认知规律相吻合。本文结合“平面镜”的教学片段,阐述在物理实验课教学中如何做到知行合一,进而培养学生的物理核心素养。
【关键词】物理实验;核心素养;知行合一
【基金项目】本文系江苏省南通市教育科学“十三五”规划2018年度课题“基于活动视域的初中物理教学设计案例研究”(课题号:XC2019027)的阶段性研究成果。
实验教学是物理教学的重要形式和方法。物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的、适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。初中物理核心素养包含概括理解、实验探究、實践应用和求实创新四个方面。下面笔者以“平面镜”一课的教学实录为例,就课堂中如何落实学科素养谈谈自己的做法。
【片段一:引入课题】
师:同学们,俗话说水火不容,但我能做到水火共生。你们信吗?不信请看。(课件展示视频“浇不灭的蜡烛”——水火共生的动态画面)这就是水火共生。你们想知道其中的奥秘吗?
生:想。
师:好,今天老师就满足你们的愿望。(课件展示视频“镜头逐渐拉远,至出现玻璃结束”)看明白了吗?实现“水火共生”的最大功臣是谁?
生:玻璃。
师:我们将表面光滑平整的镜子称作平面镜。这节课,我们就一起去探索平面镜的奥秘。(课件展示或板书课题:3.4 平面镜)
反思一:实验引路,培养学生概括理解的能力
概括理解指学生在学习物理知识的过程中表现出来的能力,包括观察与建模、概括与推理、辨析与梳理等能力。教师应通过多种形式的演示实验、贴近生活的体验活动,借助学生已有的知识储备,设置各实验环节,逐步引导学生深入课题,使其了解事物的一般现象和本质特征。
在“引入课题”环节,笔者首先通过视频引入的方式,为学生呈现“水火共生”的神奇画面,再随着镜头的推动,让学生了解到实现“水火共生”的最大功臣是透明的玻璃,由此快速切入课题。此时,学生根据已有的生活经验,能够快速提炼玻璃的基本特征,形成初步的认识,再通过观察、触摸等体验活动,概括并理解平面镜的定义。
【片段二:做出猜想】
师:快乐其实很简单,就像这只小猫(课件展示快乐的小猫动态图)看到镜子中的自己也能乐上半天。今天我们在课堂上来照一回镜子。(课件展示体验活动的要求:拿出器材盒中的镜子照一照,观察镜中自己的像,与自己做比较;然后将镜子前后移动,再次观察比较。根据观察到的现象,提出“关于像与物”的猜想,并将你的猜想与伙伴交流。)学生小组活动、做出猜想。
猜想①:像和物大小相等;像和物大小不相等,近大远小,远离镜子像变小,远离看到的像范围变大。
猜想②:像与物到平面镜的距离相等,物体远离像也远离,像与物运动同步。
猜想③:左右相反。
反思二:放手实验,培养学生实验探究的能力
实验探究指学生在观察、实验和科学探究过程中表现出来的能力,包括问题与猜想、设计与操作、证据与论证等能力。实验探究是实验教学的主体,教师要精心设计实验环节,在有限的时间内发挥出实验的无限可能[1]。教师应针对初中生好奇心强的特点,放手实验,充分满足学生的动手欲望。
在“做出猜想”环节,教师先与学生一起照镜子,在愉悦的氛围中提出关于“像与物”的猜想。在随后的实验设计环节,教师放手让学生设计实验,让学生挑选需要的器材,验证猜想。设计中如果学生遇到困难,教师要组织学生互帮互助、师生共同探讨,逐一解决问题。在展示汇报环节,各组上台展示设计方案,在交流中碰撞出思维的火花,最终形成完善的实验方案。
【片段三:成像应用】
师:同学们,物理源于生活,又应用于生活。请大家回忆一下,在你的生活中,哪些地方用到了平面镜?
生:照镜子、牙医用的牙镜、舞蹈房……
师:这些例子中,运用了平面镜成像的哪些特点?
生:像与物大小相等;像与物到平面镜的距离相等 ……
师:嗯,说得不错。(课件显示:平面镜成像的应用)这些都是利用平面镜能成像的作用。尤其是舞蹈房,既能矫正舞蹈者的舞姿,还能扩大视觉空间。老师想请你们帮个忙,老师不认识路,在开车来学校的路上要一边低头看导航,一边抬头看路况,觉得很不安全。明天老师又要开车来学校,你们能用今天所学的知识帮老师想个办法,让我可以抬头看着导航,安心回家吗?(教师适当提醒)经过摸索,我发现手机导航有一个HUD模式,它显示的画面是这样的(课件展示、学案呈现),在导学案上也有这个图案,但是我不知道怎么使用,你们能帮我一起想想吗?
生:(讨论,摸索,尝试)将平面镜与水平面呈45°摆放。
师:小汽车的前挡风玻璃大多就是45°倾斜安装的,可以将手机导航放在前挡风玻璃下。(课件展示动态效果图)谢谢你们的帮助,这下可以放心了,这个前挡风玻璃运用得恰到好处。
反思三:问题引领,培养学生实践应用的能力
实践应用指在应用物理知识解释自然现象和解决实际问题过程中表现出来的能力,包括分析与解释、思想与方法、反思与评价等能力。物理源于生活,又应用于生活。学生将所学知识运用到实际生活中,学以致用,才是学习的最终目的[2]。
在“成像应用”环节,对平面镜在日常生活中的应用,学生有很多想法:对着镜子梳妆打扮,在舞蹈房里矫正舞姿,扩大理发店的空间,等等。这时,教师抛出关于驾驶过程中看导航不方便的问题,让学生展开讨论。此时教师发现,学生能够想到利用平面镜成像的特点,但不知应如何操作。教师进一步提醒学生,手机导航有个HUD模式。这时,有些学生能想到使用平面镜,并不断尝试。还有的学生联系之前的作图练习,想到与水平方向成45°角的平面镜,水平面上的物体在其中能成竖直的像。这样,解决问题的办法便呼之欲出。
【片段四:物像关系】
师:确定了实验方案,接下来请大家根据方法,测量像与物到平面镜的距离,并进行比较。(学生分组实验,教师巡视,并适当指点)做完的小组来汇报你们的实验情况。
生1:我们得到像与物到平面镜的距离相等。
生2:我们也是这个现象。
师:真的都是一样的结论吗?
反思四:适时鼓励,培养学生求实创新的能力
求实创新指学生在学习与解决问题中要有证据意识,能够合理地进行知识迁移,以期有新的思考和发现,这要求学生具备质疑和实证、知识迁移的能力,包括求实与质疑、迁移与创新等能力。解决问题的关键在于发现问题,科学对待,我们应始终存有批判性思维,在务实的基础上敢于质疑、突破和创新。
在“平面镜”教学中,在设计比较像与物到平面镜的距离关系时,部分小组选用玻璃板进行实验,由于玻璃板有一定的厚度,在镜中出现了两个像,这些小组起初并未在课堂上提出,只是挑选其中较清晰的一个像进行重合,然后测量距离,结果发现像与物到平面镜的距离不相等。但看到大部分小组能得到“像与物到平面镜的距离相等”的结论,他们就将自己小组的实验数据问题归为测量问题,也直接得出了“像与物到平面镜的距离相等”的结论。发现这一现象后,笔者提问:“你们测量得到的数据真的能得到这个结论吗?还是有什么现象被你们忽略了呢?有谁愿意说一说吗?”在笔者的鼓励下,有学生提出了疑问。这时,笔者表扬了这几位学生,同时鼓励其他同学向他们学习,要敢于质疑、实事求是。还有的小组选用手机钢化膜做实验,就叠像问题来说,效果优于玻璃板。
实验是物理课堂的魅力所在,在物理教学中,实验教学占据着不可替代的重要地位。因此,依托物理实验教学,让学生在课堂上经历科学探究的各个环节,能较好地在物理课堂上培养学生的核心素养和关键能力。只有做到实验与理论并重,才能实现素养与知识同行。
【参考文献】
葛晓燕.初中物理教学中培养学生实验能力的对策[J].文理导航(中旬),2021(03):43-44.
陆建忠.初中物理课堂实验教学分析[J].名师在线,2020(33):24-25.
【关键词】物理实验;核心素养;知行合一
【基金项目】本文系江苏省南通市教育科学“十三五”规划2018年度课题“基于活动视域的初中物理教学设计案例研究”(课题号:XC2019027)的阶段性研究成果。
实验教学是物理教学的重要形式和方法。物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的、适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。初中物理核心素养包含概括理解、实验探究、實践应用和求实创新四个方面。下面笔者以“平面镜”一课的教学实录为例,就课堂中如何落实学科素养谈谈自己的做法。
【片段一:引入课题】
师:同学们,俗话说水火不容,但我能做到水火共生。你们信吗?不信请看。(课件展示视频“浇不灭的蜡烛”——水火共生的动态画面)这就是水火共生。你们想知道其中的奥秘吗?
生:想。
师:好,今天老师就满足你们的愿望。(课件展示视频“镜头逐渐拉远,至出现玻璃结束”)看明白了吗?实现“水火共生”的最大功臣是谁?
生:玻璃。
师:我们将表面光滑平整的镜子称作平面镜。这节课,我们就一起去探索平面镜的奥秘。(课件展示或板书课题:3.4 平面镜)
反思一:实验引路,培养学生概括理解的能力
概括理解指学生在学习物理知识的过程中表现出来的能力,包括观察与建模、概括与推理、辨析与梳理等能力。教师应通过多种形式的演示实验、贴近生活的体验活动,借助学生已有的知识储备,设置各实验环节,逐步引导学生深入课题,使其了解事物的一般现象和本质特征。
在“引入课题”环节,笔者首先通过视频引入的方式,为学生呈现“水火共生”的神奇画面,再随着镜头的推动,让学生了解到实现“水火共生”的最大功臣是透明的玻璃,由此快速切入课题。此时,学生根据已有的生活经验,能够快速提炼玻璃的基本特征,形成初步的认识,再通过观察、触摸等体验活动,概括并理解平面镜的定义。
【片段二:做出猜想】
师:快乐其实很简单,就像这只小猫(课件展示快乐的小猫动态图)看到镜子中的自己也能乐上半天。今天我们在课堂上来照一回镜子。(课件展示体验活动的要求:拿出器材盒中的镜子照一照,观察镜中自己的像,与自己做比较;然后将镜子前后移动,再次观察比较。根据观察到的现象,提出“关于像与物”的猜想,并将你的猜想与伙伴交流。)学生小组活动、做出猜想。
猜想①:像和物大小相等;像和物大小不相等,近大远小,远离镜子像变小,远离看到的像范围变大。
猜想②:像与物到平面镜的距离相等,物体远离像也远离,像与物运动同步。
猜想③:左右相反。
反思二:放手实验,培养学生实验探究的能力
实验探究指学生在观察、实验和科学探究过程中表现出来的能力,包括问题与猜想、设计与操作、证据与论证等能力。实验探究是实验教学的主体,教师要精心设计实验环节,在有限的时间内发挥出实验的无限可能[1]。教师应针对初中生好奇心强的特点,放手实验,充分满足学生的动手欲望。
在“做出猜想”环节,教师先与学生一起照镜子,在愉悦的氛围中提出关于“像与物”的猜想。在随后的实验设计环节,教师放手让学生设计实验,让学生挑选需要的器材,验证猜想。设计中如果学生遇到困难,教师要组织学生互帮互助、师生共同探讨,逐一解决问题。在展示汇报环节,各组上台展示设计方案,在交流中碰撞出思维的火花,最终形成完善的实验方案。
【片段三:成像应用】
师:同学们,物理源于生活,又应用于生活。请大家回忆一下,在你的生活中,哪些地方用到了平面镜?
生:照镜子、牙医用的牙镜、舞蹈房……
师:这些例子中,运用了平面镜成像的哪些特点?
生:像与物大小相等;像与物到平面镜的距离相等 ……
师:嗯,说得不错。(课件显示:平面镜成像的应用)这些都是利用平面镜能成像的作用。尤其是舞蹈房,既能矫正舞蹈者的舞姿,还能扩大视觉空间。老师想请你们帮个忙,老师不认识路,在开车来学校的路上要一边低头看导航,一边抬头看路况,觉得很不安全。明天老师又要开车来学校,你们能用今天所学的知识帮老师想个办法,让我可以抬头看着导航,安心回家吗?(教师适当提醒)经过摸索,我发现手机导航有一个HUD模式,它显示的画面是这样的(课件展示、学案呈现),在导学案上也有这个图案,但是我不知道怎么使用,你们能帮我一起想想吗?
生:(讨论,摸索,尝试)将平面镜与水平面呈45°摆放。
师:小汽车的前挡风玻璃大多就是45°倾斜安装的,可以将手机导航放在前挡风玻璃下。(课件展示动态效果图)谢谢你们的帮助,这下可以放心了,这个前挡风玻璃运用得恰到好处。
反思三:问题引领,培养学生实践应用的能力
实践应用指在应用物理知识解释自然现象和解决实际问题过程中表现出来的能力,包括分析与解释、思想与方法、反思与评价等能力。物理源于生活,又应用于生活。学生将所学知识运用到实际生活中,学以致用,才是学习的最终目的[2]。
在“成像应用”环节,对平面镜在日常生活中的应用,学生有很多想法:对着镜子梳妆打扮,在舞蹈房里矫正舞姿,扩大理发店的空间,等等。这时,教师抛出关于驾驶过程中看导航不方便的问题,让学生展开讨论。此时教师发现,学生能够想到利用平面镜成像的特点,但不知应如何操作。教师进一步提醒学生,手机导航有个HUD模式。这时,有些学生能想到使用平面镜,并不断尝试。还有的学生联系之前的作图练习,想到与水平方向成45°角的平面镜,水平面上的物体在其中能成竖直的像。这样,解决问题的办法便呼之欲出。
【片段四:物像关系】
师:确定了实验方案,接下来请大家根据方法,测量像与物到平面镜的距离,并进行比较。(学生分组实验,教师巡视,并适当指点)做完的小组来汇报你们的实验情况。
生1:我们得到像与物到平面镜的距离相等。
生2:我们也是这个现象。
师:真的都是一样的结论吗?
反思四:适时鼓励,培养学生求实创新的能力
求实创新指学生在学习与解决问题中要有证据意识,能够合理地进行知识迁移,以期有新的思考和发现,这要求学生具备质疑和实证、知识迁移的能力,包括求实与质疑、迁移与创新等能力。解决问题的关键在于发现问题,科学对待,我们应始终存有批判性思维,在务实的基础上敢于质疑、突破和创新。
在“平面镜”教学中,在设计比较像与物到平面镜的距离关系时,部分小组选用玻璃板进行实验,由于玻璃板有一定的厚度,在镜中出现了两个像,这些小组起初并未在课堂上提出,只是挑选其中较清晰的一个像进行重合,然后测量距离,结果发现像与物到平面镜的距离不相等。但看到大部分小组能得到“像与物到平面镜的距离相等”的结论,他们就将自己小组的实验数据问题归为测量问题,也直接得出了“像与物到平面镜的距离相等”的结论。发现这一现象后,笔者提问:“你们测量得到的数据真的能得到这个结论吗?还是有什么现象被你们忽略了呢?有谁愿意说一说吗?”在笔者的鼓励下,有学生提出了疑问。这时,笔者表扬了这几位学生,同时鼓励其他同学向他们学习,要敢于质疑、实事求是。还有的小组选用手机钢化膜做实验,就叠像问题来说,效果优于玻璃板。
实验是物理课堂的魅力所在,在物理教学中,实验教学占据着不可替代的重要地位。因此,依托物理实验教学,让学生在课堂上经历科学探究的各个环节,能较好地在物理课堂上培养学生的核心素养和关键能力。只有做到实验与理论并重,才能实现素养与知识同行。
【参考文献】
葛晓燕.初中物理教学中培养学生实验能力的对策[J].文理导航(中旬),2021(03):43-44.
陆建忠.初中物理课堂实验教学分析[J].名师在线,2020(33):24-25.