立足背景知识 探索初中物理教学

王鹏鹏

(江苏省如东县曹埠镇初级中学,江苏 南通 226400)

《义务教育物理课程标准(2022版)》指出,物理学科是人类探索大自然的知识结晶,其中蕴藏着人们在探索自然过程中体现出的科学思想、科学方法、科学态度与科学精神[1].通过对新课标内容的分析,需要初中物理教师认识到,物理不仅要完成基础知识的教学和基本技能的训练,更为重要的是要在教学过程中引入背景知识,通过背景知识渗透科学思想与方法,促使学生树立正确的科学态度,形成浓厚的科学探索精神.通过背景知识在物理教学中的运用,引入生活背景、科学故事背景等方式,调节课堂教学的氛围,让学生在轻松的物理课中产生浓厚的学习兴趣,从背景知识中了解到物理学及其相关技术的发展历程,帮助学生在科学方法的探索中总结经验,挖掘物理现象的本质,学会运用科学方法解决问题,进而提升初中物理教学质量,促进初中生的全面发展.

1 选择背景知识的原则

1.1 尊重史实原则

背景知识在物理教学中的运用,不仅可以帮助学生掌握物理学知识以及科学方法,还可以发挥育人的价值,因此备受一线教师的关注.在物理教学中教师选择的背景知识要遵循尊重史实原则,要求背景知识一定是客观的、真实的,或能够反映出现实生活中的物理现象,或能够正确地描述科学家发现物理规律的过程等.同时,教师所选择的背景知识必须是正面的素材,要秉持实事求是的态度,精心、严格地筛选背景知识素材,为背景知识在物理教学中的运用提供优质材料[2].

1.2 紧扣教材原则

背景知识属于课程资源的一部分,也是对教材内容的补充与延伸,教师在背景知识的选择上,需要从实际的教学内容出发,以教材为依据.因此,教师通过多种途径搜集到的背景知识,需要与教学内容高度贴合,这对教师提出了更高标准的要求,教师只有全面了解教材内容,掌握教材知识重点,才能精准选择背景知识素材.

1.3 符合学情原则

学生是教学的重要对象,背景知识选择需要依据学生现阶段的发展情况,从学生的学习需求出发,符合不同阶段学生的认知发展能力.部分背景知识相对复杂,需要学习者具备大量的知识储备,这显然不符合初中生的认知能力.因此,教师在背景知识的选择上,一方面可以选择难度较低的材料,另一方面可以对复杂材料进行适当的加工,让背景知识素材可以符合初中生的学习需求与认知发展特点,只有这样才能够发挥出背景知识的教学作用.

2 背景知识视角下的初中物理教学优化策略

2.1 融入生活现象,调动已有经验

生活是物理学科知识的来源,在物理教学中教师可以将生活现象作为背景知识,结合生活创设物理情境,调动学生已有的生活经验,促使学生从生活的背景出发,从物理学习中感受到生活与物理学科之间存在的联系,能够将生活经验迁移到新知学习中,促进学生对物理现象的思考[3].同时,融入生活现象的物理教学,还有助于促进学生形成物理实践运用意识,引领学生将习得的物理知识与技能运用于解决生活问题中.通过对初中生的物理学习情况分析发现,大部分学生在抽象的物理概念学习中存在困难,常常无法做到全面且深入地理解物理概念,产生这种问题的主要原因在于学生无法将生活经验与物理知识有效地结合,要想帮助学生攻克概念性知识理解的难关,教师可以利用生活化的物理背景知识,促进学生对抽象性物理知识的理解.以“浮力”的概念为例,教师可以利用多媒体设备给学生展示救生圈飘在水面上,公园中的游船在水面运行,树叶掉落并停留在水面等画面,引领学生通过直观的画面联系生活实际,教师此时可以提出问题:“你在生活中还看到过哪些物体漂浮在水面上?石头被扔到河里会漂浮吗?为什么?”由生活现象引发学生对物理问题的思考,进而引出“浮力”的概念,降低学生对物理概念的理解难度,带领学生从生活经验的总结以及生活现象的分析中,感受物理与生活是紧密相关的.

2.2 引入探索历程,学习科学方法

基于背景知识的物理教学,必不可少的就是科学家探索过程的引入,教师可以通过引入科学家的探索故事,让学生从中感受到每一个物理规律的总结都经历了无数次的探索、推敲、验证.如果说物理知识的发展脉络是一条没有尽头的线,那么科学家的探索历程就是组成这条线的点,在初中物理教学中,教师可以科学家的探索历程为背景,让学生在物理课的学习中了解科学家对自然现象以及物理知识探索的困难和曲折,能够从科学家探索历程的分析中学习到科学探索的有效方法,促使学生在物理背景知识的分析中习得新的科学思想与方法.如在“磁场 磁现象”一课的教学中,教师可以结合本节课教学的主要知识点,引入法国科学家德马立克对磁场探索的历程,在这个过程中,德马立克在磁场的周围放置了小磁针,并用磁针的方向连成一条条线,用这些线描述磁场,此时,德马立克运用的科学方法就是理想模型法,教师应着重引领学生在科学探索故事中学习理想模型法,积累科学方法.当科学家在探索磁场的过程中,发现磁场是一种看不到、摸不着的物质,但是却又真实存在,如何证明磁场是真实存在的,困扰了许多物理研究者,德马立克在磁场的研究中运用了理想模型这种科学方法,可以将磁场转化为一种有形的并且可以让人们在磁针的指向中感受到磁现象.

2.3 还原经典实验,参与科学探究

科学探究是物理学科核心素养的主要组成部分,也是学生必备的物理学习能力,物理学科的背景知识中记录了科学家对物理学知识以及规律的探究过程,教师在教学过程中可以借助背景知识还原经典实验,让学生经历与科学家科学探究相似的实验过程,可以促使学生在物理实验操作中学会设计实验方案,提升学生的实验能力,让学生在实验探究中感受物理学的魅力,在后续的学习以及生活中主动进行科学探究[4].在初中物理教学中利用背景知识还原经典实验,需要教师创设与实验探究课题相关的情境,驱动学生形成科学实验探索的动机,能够在经典实验中主动猜测、假设,在亲自动手操作中培养实验操作能力和合作意识.例如,牛顿的棱镜分解太阳光实验、托里拆利测量大气压实验等,这些都是物理学史上的经典实验,教师可以在课堂教学中还原这些经典实验,让学生在物理学习中经历科学家遇到的问题,尝试通过科学方法解决问题,促使学生在经典实验的探究中产生各种不想的想法,在这个过程中学生们会产生和牛顿、托里拆利类似的想法或科学探究行为,为了验证自己的猜想是否正确,主动搜集信息、操作实验、记录数据、分析数据,学会用实验数据验证猜想,提升实验结果的可信度.将经典实验作为背景知识,通过还原经典实验的方式,可以将学生置于科学探索的真实环境中,促使学生经历一系列的科学探索活动,并在实践探索中将探索过程、科学方法、操作步骤、科学结论、注意事项根植于大脑,促进学生科学探究素养的形成.

2.4 对比古今科技,感悟社会责任

无论是现代科技还是古代科技,都可以作为物理课教学中的背景知识,物理科学技术在一代又一代人的研究中,提升人们的生产生活质量.同时,科学技术水平的发展又为物理学研究提供了有力的支持,促使当代的科学家可以有更加优越的条件完成物理学的研究,在这样的背景下,我国的物理学大厦会建设得越来越高,越来越稳固[5].为了适应当前社会发展的需要,需要初中物理教师在教学中关注物理学的本质,通过对比古今科技的方式,让初中生认识到物理学进步对于社会乃至国家发展所起到的重要作用.比如,在“杠杆”一课的教学中,教师可以给学生展示古代人在生活中使用杠杆原理制作的工具,如脚踏锥、打水用的桔槔等,让学生从中感受古人的智慧,再给学生出示另一组图片,让学生看到杠杆原理在现代生活中的运用,如核桃夹、跷跷板,杠杆原理还被运用于现代制造业中,例如汽车变速箱、谐振式微加速度计等,带领学生对比古今科技,让学生从中了解物理学原理在古代、现代中的运用,认识到物理学原理源于生活并运用于生活,服务社会,促使学生在“杠杆”原理的学习运用中提升自我修养,树立社会责任感,进一步创造美好生活,用科技改变社会,促进社会的发展与进步.物理背景知识中记录了许多有关物理学的相关技术,在教学中,教师以物理学技术为背景开展教学活动,有助于学生从中了解古代科学技术成就,感受古人的智慧,在了解现代科技产品的过程中感受物理技术的运用价值,并且促使学生在古今物理学技术对比中,看到物理学技术水平正在随着时代的进步和人类的研究而不断发展与运用,帮助学生形成从生活中学习物理、让生活走向物理、让物理迈向社会的意识,强化学生的社会责任感,树立远大的理想.

总之,在传统的物理课堂教学中,大部分教师只是关注书本中的知识点讲解,却忽视了物理背景知识的运用,导致学生只是记住了物理学知识,却不知道物理学知识从何处而来,物理学家在知识探索中经历了什么,无法从中体会到物理学家身上的科学精神.立足于背景知识视角下的物理教学,主张让学生了解生活中的物理,带领学生在探索物理研究历程、还原经典物理实验、古今科技对比的过程中,形成物理学习意识,总结科学方法,积极参与科学探究活动,树立科学责任感,形成物理学科核心素养.