传统的物理课堂以知识教学为主,不利于学生物理综合能力的提升。为了消除传统物理教学的弊端,教师必须加强对新课标的研究,并积极探寻新的教学模式,从而为学生物理核心素养的发展做好铺垫。而以问题为导向的教学模式,强调学生的自主探究,强调从学生的需求和兴趣入手组织课堂,使其在不同的问题情境下,链接自己的生活经验与所学的物理知识去解决问题,从而对知识有更深的理解。基于此,文章以沪科版“物体的浮与沉”为例,从“做好教学准备,为课堂教学的有序开展提供保障;设定教学目标,帮助学生明确学习思路;巧设问题,引发学生质疑;有效追问,帮助学生突破学习难点;延伸问题,促进学生高阶思维的发展;设计物理练习题,强化学生的应用意识;回归物理问题,将评价落实到位;以问题为指引,帮助学生构建系统化的知识体系”展开分析。
一、做好教学准备,为课堂教学的有序开展提供保障
教材分析:“物体的浮与沉”是在学生掌握浮力、阿基米德原理的基础上,探究物体沉浮条件以及它在社会生产、社会生活中的应用。
教法分析:本课的特点就是让学生用实验的方法探究物体沉浮的条件,所以教师要大胆放手,让学生自主实验,使其在教师的指导下发现其中的规律,并运用掌握的规律解决现实问题。所以,教师要用趣味的方式引出课题,引导学生从观察沉浮现象进入理论思维的分析,从而设计实验、展开实验学习。
学法分析:在本节课的学习中,除了给足学生自我探究的空间外,教师还要为学生提供表达的机会,锻炼学生运用语言说理的能力。此外,学生还可以在教师的指导下,探究轮船、潜水艇、密度计的设计原理,进而提升学以致用的能力。
二、设定教学目标,帮助学生明确学习思路
以问题做引导开展物理教学,不但启发了学生的思考,而且让学生在一步步的探究中把握了知识的本质。学生是第一次接触物理,知识欠缺、思维发展不足,所以遇到问题难以找到解决的思路,从而影响了学生学习的积极性与主动性。为了给学生指明学习的方向,教师在引入课程后,要设定好目标,指引学生的学习。一般情况下,学习目标可以直接展示出来,当然也可以用问题的方式展示,让学生在问题的引导下不断前行。
关于“物体的浮与沉”的教学目标设定,教师在明确核心素养要求、物理新课标理念的基础上,做了如下设定:
1.探究物体沉浮的现象,分析物体沉浮的特定条件;根据物体沉浮的了解,探寻它在生产、生活中的应用;潜水艇、气球的原理。
2.对物体受力情况进行分析,利用二力平衡条件判断物体是浮还是沉。
3.通过对热气球、潜水艇等沉浮原理的分析,把握物理与现实生活的关系。
上述目标的设定,符合学生的认知规律,通过基础知识的学习,学生了解物体沉与浮的条件,再通过探寻物体沉与浮的状态,掌握物体受力情况,从而对一个物体是沉、是浮做出判断;并在教师的指导下了解物体沉浮在生活中的应用,以此促进学生物理核心素养的发展。
三、巧设问题,引发学生质疑
纵观以往的物理课堂,教师按照教材向学生一步步地传授知识,再设计训练题帮助学生巩固课堂知识。虽然这种方法也可以让学生掌握一定的知识,但是会阻碍学生物理思维的发展,不利于他们灵活运用知识解答现实问题。在问题引导下的物理课堂中,教师要在把握物理内容、学生基本特点的基础上创设情境,用问题引发学生思考,让学生在思考中对知识产生兴趣,并在深入探究中激活自身的物理思维。
例如,在“物体的浮与沉”的导入阶段,教师事先准备了水、盆、石头、树叶、钥匙、木块、硬币等实验的材料和工具,并组织了如下的课堂讲学。
教师出示一个装有水的大盆,然后提问学生:石头、树叶、木块、钥匙、硬币这些物体放在水盆中,哪些会浮在水面上,哪些会沉下去?
学生:石头、钥匙、硬币会沉下去,树叶和木块会浮上来。
教师:谁可以让沉下去的东西浮上来呢?
这样的课堂导入,一下子将学生的学习热情激发了出来,而教师可借此机会引出本课的课题—物体的浮与沉。
四、有效追问,帮助学生突破学习难点
在问题的导向下,教师为学生提供自我思考、锻炼的机会,并通过课堂上的良性互动为学生营造轻松、赋予探究的学习氛围,以此推动学生的持续探究,促进学生物理学习效果的提升。因此,教师要把握物理知识要点,在设计问题时有效追问,让学生在这种问答互动中找到突破学习难点的切入口,从而一步步地向目标迈进。在上述教学中,教师通过设定问题,唤醒了学生对本节知识的探究欲望。为了解开学生心中的疑惑“谁主沉浮的条件”,教师组织如下课堂教学。
教师利用多媒体展示橡皮泥、硬币、泡沫塑料、小玻璃瓶,然后提出问题:将其浸没在水中松手后,它们的运动状态如何?
学生:硬币、橡皮泥会下沉,小玻璃瓶也会下沉。
学生:泡沫塑料会漂浮。
教师:物体在液体中都会受到浮力,为什么有的上浮,有的下沉,而有的悬浮呢?
学生:浸没在液体中的物体,它的沉浮情况与它受到的重力与浮力的大小有关。
教师:请同学们以小组为单位,总结物体沉浮的条件,并将其填写在表格内(见表1)。
教师:经过上述讨论,我们知道物体沉浮与它受浮力和重力的大小有关系。那么,你能利用物体和液体的密度来判断一个完全浸入液体的实心物体是沉还是浮吗?
学生自主思考,在小组内讨论,教师巡视并给予指导。
教师设定问题并有效追问,可以帮助学生由浅入深地理解物理知识,而且有助于学生分析、探究等能力的提升。这种良性的师生互动与交流,能启发学生进行深入分析与思考,有效提升学生的学习效果。
五、延伸问题,促进学生高阶思维的发展
物理是初中阶段的一门新学科,以培养学生的思维能力为目标,皆在为学生更高层次的学习夯实基础。因此教师要让学生在解答问题的过程中拓宽自身的视野范围,从而将知识应用于实际问题解决中,以此促进学生物理思维的发展,助力学生物理核心素养的形成。如在完成“物体的浮与沉”一课之后,教师可以延伸问题。
教师:在现实生活中,大家有没有利用浮力和物体沉浮的知识呢?(利用多媒体展示轮船的图片)然后引导学生利用本课所学知识,对轮船的浮沉进行讨论与分析。
教师:同学们,能不能让密度大于水的锡箔纸漂浮在水面上呢?下面大家就以小组为单位,用准备好的锡箔纸来试一试吧。
(学生探究实验)
教师:很多小组已经将自己的锡箔纸漂浮在水面上,下面请大家一一展示吧。
教师:看来大家的想法有异曲同工之妙,将锡箔纸做成小船的形状就可以漂浮在水面上了,原因是什么呢?
学生:密度比水大的物质,将其做成空心,就可以漂浮在水面上。此时虽然物体受到的重力没有改变,但它排开水的体积增大了,受到的浮力就增大了。
教师:谁还可以从其他的角度解释?
学生:橡皮泥做成空心后,平均密度变小,小于水的密度,所以可以漂浮。
教师:可见做成空心的方法,可以增加物体排开水的体积,就可以增大浮力。其实,轮船就是根据这个原理建造的。
(教师展示轮船、航母等的图片和内部结构)
教师:轮船有大有小,轮船的大小用它的排水量来表示,排水量的单位是吨。
那么当轮船从河里驶向海里的时候,它受到的浮力大小发生变化了吗?是上浮还是下沉?
今天,我们就用一个小试管作为轮船来模拟这一过程,用水代替河水,盐水代替海水,可是如何让小试管竖直漂浮在水和盐水中呢?如何才能清晰地看到小试管从水中到盐水中是上浮还是下沉一些呢?大家谁有什么好办法?
学生:可以在小试管中放点沙子。
学生:可以用画笔在小试管的侧壁做好标记,只要观察液面所处的标记就能知道了。
教师:那好,现在同学们就动手做一做,大家找到答案之后,再利用所学知识来解释这一现象。
(学生解释,教师补充)
小结:在轮船从河里驶向海里的过程中,都是漂浮的状态,它受到的浮力等于它的自重,所以受到的浮力不变,但是海水比河水的密度大,它在海里排开水的体积要小于在河里排开水的体积,所以轮船要上浮一些。
教师:接下来,大家想一想密度计、潜水艇等的设计原理。
上述问题是围绕本课知识点开展的,但又是对课堂知识的拓展与延伸。学生通过自主思考、小组讨论等问题,不仅了解了物体的浮与沉在现实生活中的应用,还提升了学以致用的能力。伴随着对这些问题的分析,学生自然地将所学知识与生活联系了起来,并主动地分析与研究,进而促进物理综合素养的提升。
六、设计物理练习题,增强学生的应用意识
课堂训练的目的在于帮助学生巩固课堂知识,并为学生利用所学知识解决现实问题奠定基础。因此在以问题做导向的物理教学中,教师要在把握本课重点、学生基本情况的基础上设计梯度练习题,以检测学生的课堂学习情况。同时,教师还要根据学生的具体情况给予相应的指导,帮助学生查漏补缺。在学习“物体的浮与沉”之后,教师设计如下练习题:
1.轮船总是漂浮在水面上,一艘轮船从河里驶向大海,它受到的重力、浮力、排开水的体积如何变化?轮船是下沉还是上浮些?
2.潜水艇在水下工作时浮力怎样,要想上浮或下沉,应该改变什么?
3.捏成一个团的橡皮泥会沉入水底,而做成空心的橡皮泥却可以漂浮在水面,这是为什么?
4.有一个体积是2立方分米,密度是0.6×103千克/立方米的木块,用绳子将它拴在水池底部的钩子上,若绳子断了,木块就会上浮到水面,问木块在上浮的过程中(未露出水面),其受到的浮力大小是否会发生变化?
5.若手边只有一个量筒和适量的水,你可以利用它们测出一个木块的重量吗?
教师结合学生的现实生活设计相关物理问题,不仅可以检测学生的课堂知识学习情况,还能培养学生应用知识解答现实问题的能力。
七、回归物理问题,将评价落实到位
评价是物理教学的重要一环,而以问题做指引的物理教学,也需要教师根据学生的答题情况给出相应的评价。新课程理念指导下的教学评价,可以从学生自评、学生互评、教师评价三个方面入手,这不仅可以激活学生的反思意识,还能提升教师引导课堂的能力。
学生自评:教师设置问题之后,要为学生留出思考的时间,让他们沉下心来想一想学到了哪些知识,掌握了什么能力,下节课应该如何优化。
学生互评:教师鼓励学生推选本课的优秀小组或优秀之星,教师给予加分,即学生推选出本课表现最佳的同学。
教师评价:新课程理念指导下的教学评价,不仅要关注学生的知识学习情况,更要用情感温暖学生。在教学中,若教师缺少足够的耐心和爱心,就会打击学生学习的自信心。因此在课堂教学中,教师要留心活跃的学生,也要认真观察上课不认真、小组讨论不积极的学生,对表现优秀的学生给予指导,对表现不足的学生也要告诫其端正态度。
关于“物体的浮与沉”的学习,教师可以用下面的问题来考查学生的知识学习情况并给予相应的评价:判断物体在液体中沉浮的两种方法是什么?影响浮力大小的因素有哪些?如何根据浮力来测量物体的密度?这些问题包含的知识点都是学生学习过的,通过分析与思考,学生回顾了课堂知识,梳理了学习的思路。在出示问题后,教师要给足学生自我分析与思考的空间,而后邀请学生展示自己的成果。另外,教师要对学生的回答给出相应的评价,并以此为依据判断学生的学习情况,分析学生利用知识解决问题的能力。当然,教师更要关注学生在解答问题中的学习态度、思维表现,从而提出具有建设性的建议。
上述课堂设计,再次将物理问题展现给学生,考查学生的学习情况,而后教师以此为依据反思自己的教学,从而对其作出相应的指导。教师除了关注学生的学习过程、结果外,更要引入多元评价方式,全方位地对学生的整个学习过程进行评价,让学生全面地了解自己,为学生下一步的学习指明方向,为学生物理综合素养的提升奠定坚实的基础。
八、以问题为指引,帮助学生构建系统化的知识体系
教师:通过本节课的学习,我们了解了物体沉浮的三种现象,知道了物体在液体中沉浮的条件,更明白了物理知识与人类现实生活、科技发展之间的关系。那么,请同学们利用图表,将自己掌握的本节知识要点展示出来吧。表2是班上一名学生构建的知识表。
综上所述,在应试理念的长期影响下,一些教师过分关注学生的分数,在物理教学中也以提升学生的分数为主。但物理是一门综合性、实践性非常强的学科,教师过多干预,会影响学生的自主学习与思考,阻碍学生实践力与思考力的提升。随着教学改革的深入,问题导向教学模式应运而生,教师设定相应的问题,引领学生一步步地分析与研究,不仅深化了学生对知识的理解,还提升了学生解决现实问题的能力,更为学生物理核心素养的发展夯实了基础。以问题为指引的物理教学,对良好课堂氛围的营造、师生的良性互动以及物理教学质量与效率的提升有着重要的作用。为了将问题教学效果发挥到最大,教师必须把握问题教学的理念,并根据所学内容、学生自身情况巧设物理目标、积极优化问题教学模式,以此引领学生一步步探寻其中,从而实现学生低阶思维向高阶思维的发展,为学生日后更高层次的发展奠定坚实的基础。
(作者单位:福建省厦门集美中学)
编辑:曾彦慧