基于解题能力培养的初中物理深度教学策略

霍朦朦

(江苏省东海县实验中学,江苏 连云港 222399)

随着新课程标准的深入实施,构建以学科核心素养培养为核心的课程体系,实现课堂教学的提质增效,成为当下初中物理教学的根本任务之一.然而,以往的物理教学主要侧重以知识讲授为主的浅层教学,无法使学生对物理知识内在本质形成深刻认知,影响学习的实效性.如果可以贯彻深度教学理念,对整个物理教学过程进行优化设计,就可有效提高物理教学水平.

1 深度教学的含义与特征

深度教学是同深度学习相似的一种有效性教学理念,其不是对知识量与难度进行无限增加,而是突破简单的知识学习和机械化训练等束缚,注意结合内在知识结构,深刻完整地处理学科知识,指导全体学生在课堂中从学符号逐步走向系统化理解及掌控学科思想与方法,尤其是最终走向学科核心素养培养这一发展路径.对深度教学而言,其特征主要表现如下:一是生本性,即深度教学下学生是知识学习的主体,倡导教学的内容、进度、方法等安排都要围绕学生的“学”来进行,让他们充分发挥主观能动性来提高自身学习的实效性;二是启思性,在深度教学中,教师角色定位是学生“学”的扶持者,要充分发挥启发、引导及点拨作用,让学生切实、主动、深入地体会及感受学科知识的实用性和有效性;三是沉浸性,在深度教学中,要注意为学生创设良好的学习氛围,让他们充分运用自身的批判性及反思性等多样化的高阶思维能力来促进他们自身核心素养的养成,提高自身的自学能力.

2 基于解题能力培养的初中物理深度教学意义

物理作为初中课程教学体系的重要组成部分,具有抽象、繁杂、综合等基本特征,学习具有一定难度,同时,物理作为一门自然学科,其包含着诸多的自然规律和科学内涵,为促进学生解题能力发展,就必须要高度重视课堂的深度教学.另外,可在解题教学中渗透深度教学理念对解题教学的整个过程进行持续改进,引导学生由浅入深、由表及里进行物理题目的解答,最大程度助力学生物理解题能力的发展.

3 基于解题能力培养的初中物理深度教学策略

3.1 挖掘物理规律,培养有效推理能力

深度教学的一个根本任务就是指导学生在物理知识学习或物理问题分析中正向迁移所学物理知识.教学中需要高度重视指导学生对相关物理规律的内在本质及联系进行理解,要注意在全新情境下通过推理论证和分析的方式来简化整个问题分析过程,助力他们推理能力以及解题能力发展.

图1 串联电路R与U关系图

图2 动态电路R与U关系图

在指导学生对上述进行分析的基础上,可以结合如下联系学生生活实际的问题来指导学生利用串联电路下的电压基本分配规律来求解问题.

3.2 深度理解概念,培养缜密辨析能力

在深度教学下,初中物理教学必须要夯实根基,即让学生灵活掌握物理概念、定律、公式等基础知识.在实际的深度教学实践中,可以从情境创设、定义引出、有效练习、贴合实际、拓展变通等多种教学视角出发,对整个物理教学流程进行持续改进及优化.其中情境创设、定义引出、有效练习几个教学环节属于浅层教学的范畴,而贴合实际、拓展变通则属于深度教学范畴.因此,在初中物理概念知识的教学过程中,要注意科学设计一些切实可行的启思问题,指导他们灵活地运用比较、抽象、概括、类比等多样化的手段及方法来对物理概念知识形成深刻认知,最终提高缜密辨析能力.

例如,在“机械效率”这一概念学习期间,为了使初中生对总功、额外功以及有用功等相关方面的基础物理概念形成深刻认知,实际教学中可以联系初中生的日常生活实际情况,科学设计贴近学生生活实际的问题情境,如可以联系“用水桶从井中取水”这一生活化的情境,创新应用层次化的问题设计方式来开展深度教学活动,提高他们学习这部分物理知识的实效性,具体的层次化问题如下:(1)从水井当中利用水桶打水的目的是?(2)为顺利打水,是否还需要使用水桶之外的其他辅助工具?(3)在对水做功的同时,能否可以实现对水桶本身不做功?(4)在利用水桶打水期间,拉力做功可以分成哪几种类型?各是什么?(5)如果水桶脱离吊绳而坠入井中,那么为了打捞上来相应的水桶,总功、额外功与有用功各是什么?(6)现有容积相等的由铁皮、木头与塑料构成的水桶,如果从物理视角出发,你会选择使用何种材质的水桶进行打水呢?为什么?在指导学生对这些问题进行分析基础上,可以深化他们对这些关键知识的理解,之后可以为他们设计下一道贴近他们生活实际的物理题,以此来进一步巩固他们对机械效率概念的认识.

3.3 传授思维工具,培养高阶思维能力

在深度教学活动开展背景下,助力学生发散性、批判性、抽象性等方面高阶思维能力发展是构建有效物理课堂的一个重要教学任务.同理,在求解物理计算题期间,应该有计划地向他们传授一些必要的思维工具与方法,以此来有效锻炼他们的思辨能力等高阶思维能力.

3.3.1 培养学生的发散思维能力.加强发散性思维的指导及运用,辅助学生理解相关方面的知识是构建高效物理课堂的重要保障.比如,在学习“密度”方面物理知识期间,针对“某所学校的实验室现在需要采购4 kg酒精,使用4.5 L容器能够装下吗?”这一物理问题求解,大多数初中生在分析及求解期间会借助酒精体积求解的方式来进行判断.但是这种求解方式起不到训练发散性思维的作用,如果可以渗透“一题多解”训练方法,那么可以在指导学生从多角度分析问题的过程中帮助他们深入理解这部分物理知识的同时,促进他们发散性思维能力发展.比如,可以启发学生从“4.5 L容器最多可以盛多少重量的酒精?”、“4 kg某种液体体积是4.5 L,试求该种液体密度?”等视角来分析问题,借助这种方式可以有效拓展思维,促使迁移所学的物理知识.

3.3.2 培养学生的逆向思维能力.逆向思维也是促使初中生在问题分析中可以进行深入思考的一种重要思维方式,其在物理问题剖析及求解中的应用也比较广泛.比如,针对“在某一8 V电源上串联R1和R2,二者阻值分别为6 Ω和未知,其中R1电阻电压是6 V,试求R2?”这道物理问题的求解,如果在教学中只要求学生采取正向思维来对问题进行求解,那么他们一般会先通过R1的阻值与电压来确定串联电路电流,之后再结合电源电压来对电路总电阻进行求解,之后再将R1减去之后即可.但是这样的基于正向思维的解题训练无法很好地培养学生的高阶思维能力发展.此时如果指导学生在对本道题进行分析中灵活应用逆向思维来求解问题,那么可以很好锻炼他们的逆向思维能力,即:首先通过R2所涉及到的欧姆定律计算公式,基于结果来对已知条件进行推理,之后可以从R2=U2/I2来确定题干中对应的U2和I2,进而可以基于电源电压以及U1来求解出U2,紧接着可以从R1和U1来求得I2,最后即可快速确定出R2.

3.4 聚焦物理原理,培养学以致用能力

物理同生活实际有着紧密联系,诸多生活中的现象都可以利用物理原理进行解释.但由于初中生缺乏生活阅历和经验,且动手实操能力、模型建构能力都相对较弱,造成学生难以实现物理原理的学以致用.因此,在将深度教学理念融入初中物理教学实践中,必须要注意为他们有计划地设计一些深度探究活动,保证他们可以深入理解及感受物理知识的内在原理与本质等,最终助力他们“学以致用”能力发展.

例如,在学习“杠杆”部分知识期间,为了使学生对杠杆形成机理和原理、杠杆作用等方面物理知识深刻理解,可以在教学之初为学生在课堂中准备好羊角锤等一些必要的工具或设备等,指导他们在物理课堂教学中亲自体验及感受羊角锤对模板中钉子进行翘起的整个过程.也可以为学生展示图3所示的图像,并要求学生结合杠杆方面的知识来绘制出撬起钉子过程中的杠杆模型的支点、动力臂、阻力臂等要素.通过这种深度教学方式,可以使学生对杠杆原理以及应用形成深刻认知,提高他们学习这些物理知识的效果,尤其是对他们自身探究性学习能力和利用物理知识解决实际问题的能力有很大帮助.

图3 羊角锤对模板中钉子进行翘起图

总之,初中物理深度教学的质量和学生物理解题能力的发展之间具有紧密联系.在基于解题能力培养中开展初中物理深度教学期间,要注意从挖掘物理规律和培养有效推理能力出发,注重指导学生深度理解概念,传授思维工具,以此来培养他们缜密的辨析能力和高阶思维能力,最后也要注重指导他们聚焦物理原理,培养学以致用能力,从而不断提高学生物理解题能力.