苏涛
【摘要】自然和生活现象、实验现象、科学常识与原理等,都可以被称作证据,教师应当合理指导学生运用各类证据学习物理。下面主要以“超重和失重”教学为例,落实:创设情境提出问题,引导学生猜想假设;指导小组共同探究,收集物理数据证据;借助物理科学知识,分析辩证物理科学原理;联系生活生产实践,评价成果交流感想。通过有效落实以上培养策略,可以更好地培养学生高中物理证据意识。
【關键词】高中物理;证据意识;超重和失重;收集证据;科学原理
物理是以实验为基础的自然科学学科,因此在物理教学中教师要指导学生做各种各样的实验,而实验最讲求证据,因此证据对于物理学科具有重要的意义。高中物理教学中培养学生证据意识,能够更好地培养学生科学探究精神,启发学生质疑精神,提高学生创新创造能力,更好地提高物理学科教学的有效性。过去的高中物理教学中,教师多是以单独讲授为主的教学方式,常常否定学生猜想与假设,有时还会干预一些问题证据,不利于培养学生证据意识与学科核心素养。新课改背景下的高中物理教学中,教师要根据课程的主题内容,指引学生通过自主学习与合作探究,探寻各类证据,更好解决问题,进而达成培养目标。
一、创设情境提出问题,引导学生猜想假设
物理与现实生活有着密切的联系,高中物理教学中培养学生证据意识,教师可以先根据物理课程主题与内容,借助图片以及视频资源,制作教学课件与微课视频,在课堂上展现这些内容,创设生动的情境,提出若干问题,进而引导学生进行猜想、作出假设,为进一步探究知识打好基础[1]。
例如,新人教版必修一的“超重与失重”的教学中,结合课程的主题内容和教学目标,教师先展现火箭升空、太空舱活动、电梯升降等情境。教师结合重力知识先提问:何为重力?为何航天员在太空舱内能飘起来?电梯升降中物体质量有何变化?是不是物体的重力发生了变化?通过这些提问引发学生思考,以弹簧测力计为例,解释视重和实重的概念,让学生明确:超重是视重比重力大,失重是视重比重力小。结合学生回答情况,教师先总结超重现象:物体对水平支持面的压力(或对悬挂物的拉力),大于物体所受重力,让学生自己总结失重现象。
二、指导小组共同探究,收集物理数据证据
通过前期对与物理相关的生活内容的思考与探索,总结生活与生产现象,引导学生初步进行猜想与假设。物理作为自然科学学科,讲求证据,要在科学证据的基础上进行推理和判断,进而得出科学论断[2]。因此,教师要继续指导小组参与共同探究,通过演示实验或者探究实验,收集物理数据证据。
例如,关于“超重与失重”的课程中,结合以上学习基础,教师可以继续提出问题:在什么情况下会发生超重或者失重呢?有的学生说在太空中、在月球上,还有的学生说在电梯运行中。根据电梯运行过程,进行受力分析,得出根据不同运动过程,与V方向、a方向相关,FN和G具有不同关系,发生的现象各有不同。教师播放电梯中放置称量物体的天平和弹簧测力计的视频,不同运动过程的所测质量各有不同,要求学生:记录不同阶段超重与失重现象,根据关系物理量记录不同阶段数据,探寻其中规律。教师先让学生自主探究,然后将电梯运动过程分加速上升、匀速上升、减速上升、加速下降、匀速下降、减速下降共6个过程,V方向、a方向、FN和G的关系和物体状态各不相同,如加速上升时V、a方向向上、FN>G,物体处于超重状态。最后,教师指引学生得出结论:加速度方向向上时,物体发生超重现象,反之发生失重现象。
三、借助物理科学知识,分析辩证物理科学原理
在高中物理课程教学中,教师还要引导学生利用物理科学知识,分析问题和解答问题,这样的学习效果更好,能够培养学生思维能力和自主学习能力,更好发展学生物理学科核心素养。教师先让学生自主进行分析与解答,然后予以点评和总结,运用物理科学原理进行分析辩证[3]。
例如,对于上述的“超重与失重”的课程,对超重和失重原理进行分析,教师可以让学生利用F=ma的公式进行分析和解答。一段时间后,根据学生解答的情况,教师结合图文予以总结:超重原理,当电梯向上运动或向下运动,F-mg=ma,所以F=m(g+a)>mg;失重原理,当电梯向下运动或向上运动,mg-F=ma,所以F=m(g-a) 四、联系生活生产实践,评价成果交流感想 高中物理学科知识与现实生活联系紧密,在培养学生证据意识的过程中,除了结合实验探究和公式推导培养,还可以让学生与生活实践联系起来,结合生活感受物理,进而提高证据意识的培养效果。课程最后,教师评价学生的学习成果,引导学生交流感想,以此完善物理课程教学。 例如,在“超重与失重”的课程中,主体内容结束后,教师可以准备体重计,让几名学生按照老师的指导测量自己的体重,以此体验超重和失重。比如:先测量自己现在的体重,然后在体重计上迅速下蹲到静止过程,观察体重计示数变化,再迅速起立,观察示数变化。教师还可以结合航天员在太空中的失重状态资料,讲述完全失重,评价学生学习成果。最后,教师让各小组交流本课学习成果。 结语: 综上所述,物理学科教学的核心是科学探究活动,学科核心素养中的物理观念、科学思维、实验探究等都需要以证据为基础,因此教师教学应当高度重视证据,引导学生通过猜想与假设、实验探究、联系生活等,全面探寻证据,共同合理解释证据,解决物理问题,进而有效地培养学生证据意识。 参考文献: [1]冯丽, 贾剑. 高中物理证据意识培养策略——以”超重和失重”教学为例[J]. 中学物理教学参考, 2021(8):13-15. [2]陈允怡. 高中物理教学中培养学生核心素养的策略——以”超重和失重”教学为例[J]. 中学物理教学参考, 2019(18):10-11. [3]吕立龙. 基于核心素养生成的物理课堂教学设计——以”超重和失重”为例[J]. 湖南中学物理, 2018(11):82-84.