初中物理与小学科学有效衔接的探讨

蒋园园

(江苏省太仓市明德初级中学,江苏 苏州 215431)

1 引言

物理学科核心素养包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面，物理教学在培养学生核心素养,特别是在促进学生的理性思维、批判质疑、勇于探究方面,在为学生的终身发展奠定基础、为人类科学事业的传承与社会的发展做贡献方面具有不可替代的作用。[1]有效衔接初中物理与小学科学,充分发挥物理教学的作用,更好地培育学生的核心素养,是值得我们深入研究的课题。

2 初中物理与小学科学有效衔接的必要性

美国《新一代科学教育标准》是新一轮科学教育改革的重要文件，[2]它明确提出：科学概念需要从幼儿园到12年级连贯地建构。[3]表1为教科版小学科学与苏科版初中物理的相关联的章节名称,从中不难发现初中物理与小学科学是前后延续、高度相关的，初中物理中的声、光、热、电、磁、力、能量等知识在小学科学中都已初步涉及。

表1

初中物理教师在进行教学设计时要研究初中物理教材和小学科学教材,整合学生的新旧知识,帮助学生更好地构建科学知识体系,实现学习进阶发展。同时,学生在小学科学中学到的知识也会成为学习初中物理时的前概念，物理教师在备课时要充分关注学生的前概念,在教学中采用有针对性的教学方法,同化或顺应前概念,实现高效教学。小学生在科学学习中已经在尝试运用科学方法探索问题,只是受其身心发展特点所限,基本都是定性探究,科学探究方法也未提炼出来。进入初中后,应进一步引导学生归纳并灵活运用各种探究方法,从定性探究走向定量探究,从形象思维走向抽象思维,持续推动学生科学思维能力的发展,培养学生的核心素养。

3 初中物理与小学科学衔接教学的现状

目前初中物理与小学科学的衔接教学受到了很多教师的关注,也在实践中进行了一定的探索,但仍存在诸多问题。

(1) 在教学内容上，一方面小学科学中一些概念的定义与初中物理存在差异，列举部分差异如表2所示。另一方面,小学科学对现象的探究不深刻,学生还会受生活经验的影响,对科学概念的理解存在偏差。而在初中物理教学中,有教师对学生前概念的关注度不够,对学生出现概念理解错误的情况未深入思考原因,影响了教学效果。

表2

(2) 在学习难度上，小学科学通常以生活现象为研究对象,探究难度小、要求低、侧重趣味性,语言表述比较直白、生活化,不要求用规范的科学术语来表述。对比之下,初中物理的知识容量和难度都有明显增加,且表述更严谨。在初中物理学习中需要学生灵活运用科学方法，自主探究,对学生思维能力的要求大大提高,容易导致学生在学习初中物理时产生畏难情绪,影响学习兴趣。

4 基于核心素养的有效衔接教学策略

为了促进初中物理与小学科学的有效衔接,达成物理学科核心素养的培养目标,笔者结合自身初中物理教学经验,在实践中总结出以下教学策略。

(1) 创设问题情境,激发学生兴趣

有研究表明,学生在学习物理时产生学习困难的主要因素有学习兴趣的缺失和科学素养的匮乏。[4]利用生活中的真实现象, 创设教学情境，提出问题,能激发学生的学习兴趣。学生探究所得的物理结论最终也能解决问题，这样可以拓展学生的科学知识体系,体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念。

案例1：“物体的浮与沉”的问题情境

观察生活现象:铁块放入水中会下沉,用钢铁制成的轮船能漂浮在水面上,同样用钢铁制成的潜水艇在水中既能下潜又能上浮。

提出真实问题:为什么同样都用到了铁,放入水中后的浮沉现象却不同?物体的浮与沉由什么决定?

学生通过一系列探究,得出物体的浮与沉由物体所受的重力和浮力共同决定,并总结出物体的浮沉条件,运用此结论解释生活现象。

设计意图：从生活中常见的浮沉现象入手,创设真实的问题情境,引发学生思考。探究的问题来源于生活,使得学生的探究具有目标性,激发了学生实验探究的热情。

(2) 注重实验设计，锻炼科学思维

从小学科学过渡到初中物理,课堂容量在增大,对学生的思维要求高,因此要重视学生科学思维能力的培养。而实验过程就是锻炼科学思维的重要途径之一，教师在教学中要重视科学探究的过程设计,有意识地培养学生的实验设计能力。

案例2：“二力平衡实验”研究对象的选择

如图1所示,以木块为研究对象设计实验。

图1

师:如果左端放1个钩码,右端放几个钩码可以使木块平衡?

生:1个。

教师演示,学生发现现象与猜想一致。

师:如果左端放2个,右端放1个,木块仍能静止吗?如果会运动,往哪边运动?

生:向左运动

教师演示,发现木块仍保持静止,现象与猜想不符,引发思维冲突,引导学生分析木块的受力,发现木块在水平方向上除了受左、右两侧绳的拉力作用外,还受摩擦力作用。

师:如何减小摩擦力的影响?

学生思考,重新设计实验，给木块装上轮子,变滑动为滚动减小摩擦力(图2)。

图2

教师演示,在左、右两侧放上数量不等的钩码,发现木块仍静止,说明摩擦力仍对实验有影响。

生：将木块悬空,与桌面脱离接触(图3)。

图3

教师演示,学生发现了新的问题:木块受重力作用下坠,使得左右两侧拉力不在同一直线上。

师:如何减小物体所受重力对实验的影响?

学生思考后提出:要减小木块所受的质量,使它所受重力远小于左右两侧的钩码所受重力。由此进一步改进实验,用轻质小卡片替代木块进行实验(图4)。

图4

设计意图：物理教材中直接以小卡片作为实验对象,不利于学生科学思维的培养。我们从学生最容易想到的木块入手,利用学生的经验激发认知冲突,由浅入深解决问题,优化实验方案。严谨的实验设计过程能有效培养学生的科学思维能力,养成实事求是的科学态度。

(3) 合理利用前概念,引发认知冲突

正确的前概念有助于学生学习物理知识,理解科学概念;错误的前概念会阻碍物理学习,不利于科学概念的构建。初中物理教师要了解小学科学课程内容,做好学情分析,明了学生的前概念。教师可以利用实验、生活素材等课程资源,暴露学生的错误前概念,引发认知冲突,建构科学概念。

案例3：体验大气压的存在

实验教具制作：取一只矿泉水瓶，用剪刀截去底部，在瓶盖上戳一个洞。

师:在瓶中装满水,将纸片紧密覆盖在瓶子底部,倒置瓶子,纸片会掉下来吗?

生:在重力的作用下,水会流出来,纸片也会掉下来。

教师用手指堵住瓶盖上的洞,在瓶里装满水，盖上纸片后倒置，观察现象:水未流出来,纸片也没有掉下来(图5)。

图5

图6

师:为什么纸片没有掉下?

生:水和纸片之间有吸引力。

此时，教师再松开堵在小洞处的手指,学生发现:纸片掉下来，水流出来(图6)。

学生得出结论:是大气压托起了纸片。

设计意图：学生凭借经验认为水因受到重力作用,倒置后会流出，这是错误的前概念。 教师堵住瓶盖上的洞时，实验现象与学生已有经验不符,产生认知冲突,引发学生去猜想导致纸片和水不掉下去的原因，而认为水和纸片之间有吸引力也是典型的错误前概念。 教师松开手指, 再次实验,引发新的认知冲突,推动学生进一步思考,促使他们的错误前概念转变为科学概念。

5 结语

初中物理在知识的广度和深度上都比小学科学有所提高,两者是连续统一、螺旋上升的课程体系。做好初中物理和小学科学的有效衔接,能充分运用学生在小学阶段积累的科学知识储备,提高教学效率,更好地培育学生的核心素养。广大初中物理教师应重视将小学科学和初中物理紧密相联,在实践中不断探索,提升初中物理教学效率。