韩珺
广州市第七中学,广东 广州510000
摘要:科学探究既是物理核心素养的主要内容,也是形成物理核心素养的主要途径。在初中物理课堂教学中为了实现学生的自主、探究和合作学习,教师们设计出不同类型的工作单给学生使用,但在此过程中发现工作单中存在了一些不足,本文将结合实例谈谈工作单设计中影响核心素养形成的几个问题。
关键字:匹配 细化 具体 评估 交流
科学探究既是物理核心素养的主要内容,也是形成物理核心素养的主要途径。随着教育改革的深入,“倡导自主、合作、探究的教学方式”已经为人们所认同,但是对于刚学习物理的初中生来说,要实现探究式学习难度是显而易见的。因此在课堂上经常会出现老师已经讲清楚该如何完成探究活动,但结果不少学生还是不知所措的现象,这个时候指引就显得尤为重要,这就是我们说的工作单,它相当于给学生提供一些 “脚手架”,降低了探究活动的难度,起到辅助探究教学的作用。要打造好这些辅助学生的“脚手架”,就得把 “基本物理观念”“基本物理思维”“实验探究能力”“科学精神与态度”这四个物理学科的核心素养要素渗透进去。以下就结合一些实例谈谈工作单设计中影响核心素养形成的几个问题。
一、提出的问题与探究活动不匹配
探究式教学的核心就是问题导向,它最重要的体现是在问题的提出,因此在工作单中问题的提出是关键。但现在教学中很多老师在工作单中设置的问题与探究活动的内容是不对应的,说白了就是提出的问题与解决问题的途径之间逻辑上是讲不通的,久而久之会导致学生科学的精神和态度的缺失。
如某老师设计的八上《测量小车运动的平均速度》工作单
1、实验目的:测量小车运动的平均速度
2、实验原理:
3、实验器材:
4、实验步骤:
(1)如图所示,将小车置于斜面顶端,让其由静止滑下直到碰到斜面中部的金属片,用刻度尺量出小车通过斜面前半段的路程s1,用停表测出小车运动的时间t1
(2)重复上述步骤,分别记录小车通过斜面后半段的路程和斜面全段的路程及所用时间,并把测量数据记录在相对应的表格内
.jpg)
(3)利用公式 ,求出小车每一段运动过程的平均速度
5、实验数据记录表格:
6、讨论并完成
(1)根据上述实验过程,请在图中标出小车运动中每一段对应的路程
(2)根据上题,指出实验过程中哪里开始计时?哪里停止计时?
(3)分析实验数据,各段所测得小车运动的平均速度相等吗?
该工作单中设置的问题是测量小车的平均速度,学生根据v=s/t其实只要测出运动的小车走过的路程和所用的时间就可以解决问题了,学生用手去推动小车在水平桌面上运动也可以测出小车的平均速度,那么工作单中的实验步骤中要学生把小车从斜面顶端由静止滑下的原因何在;而且学生根据这个问题其实只要把小车的平均速度求出即可,那为什么要计算全程,前半段和后半段的平均速度,最后讨论部分还要把三个速度进行对比;综上所述根据提出的问题学生是无需按工作单要求去完成这个活动的。作为老师我们自己都不讲道理,那如何能要求学生讲道理,完成这样的工作单根本是无法培养学生的思维能力和解决问题的能力的。所以工作单问题设置一定要有全局观,提出的问题需要与解决问题的方法要相对应,这样才有利于学生物理思维的形成。
上述实验根据后续的实验步骤,一要体现小车要从斜面顶端静止滑下的条件,二是要测量全程,前半程和后半程三个平均速度,三就是要对比三个速度后对比大小,问题设置最好要改成“小车从斜面顶端静止滑下时,对比全程,前半程和后半程的平均速度”,如此下来这个工作单后续的活动才顺理成章。
二、探究过程没有细化和具体
以八上《探究平面镜成像的特点》为例,课本中的工作单如下:
.jpg)
其实课本上已经把实验的过程讲述清楚,但我们尝试让学生按这份工作单完成实验探究,结果发现不少学生看完后无法动手进行操作,原因是对于初学物理的学生来说,涉及多个因素的探究活动本来难度就很高,文字又过于概括和笼统。于是我们在原来的基础上对工作单的问题进行了细分,增加了图示和表格内容,并且把操作的方法更具体化,学生们都轻而易举地完成了这个探究活动。改进后的工作单如下:
《探究光反射时的规律》
1、实验目的:
a、探究平面镜成像中,像的大小是否等于物的大小
b、探究平面镜成像中,像到镜的距离是否等于物到镜的距离
实验器材:白纸,刻度尺,一块透光的茶色胶片,两个一样的物体
2、实验步骤:
a、如图4-3-3将报告右侧方框固定在桌面上,把透光的茶色胶片竖立在方框中央的直线上作为平面镜
b、把物体A放在胶片前面,可以透过胶片看到它在胶片后面的像
c、再拿另一个大小一样的物体B在胶片后移动,直到它与物体A的像完全重合,这时物体B所在的位置就是物体A像的位置,用笔记下两个物体的位置,其俯视图如图4-3-4所示
.jpg)
d、用直线把物体和像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量出它们到胶片的距离,并把像的特点记录在右侧的表格中
e、按图一操作,在胶片后面竖直放一张白纸,前后移动白纸,令白纸跟物体的像在同一竖直平面,白纸不动,眼睛移到如图二中胶片与白纸之间去观察,白纸上是否有物体的像
.jpg)
图一 图二
f、改变绿物体A的位置,重复上面的实验步骤
4、实验数据:
5、实验结论:
平面镜成像中,像与物体的大小 (填“放大”,“缩小”或“等大”);像和物到镜面的距离
(填“相等”或“不等”);像和物体对应点的连线与镜面 (填“垂直”或“不垂直”);平面镜所成的像是 (填“正立”或“倒立”)的 (填“实像”或“虚像”)。
三、没发挥好评估和交流的优势
探究活动仲的评估交流的过程是有利于发展学生的科学解释、评价、表达和交流的能力的,但现在很多工作单中评估交流部分都流于形式。
如九上《探究通电导体产生的热量与导体电阻大小的关系》工作单
1、现象:将电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线串联通过的电流相同,但发现电炉丝热得发红而导线几乎不发热。想想电流通过导体时产生的热量可能与什么因素有关?
2、实验:探究通电导体产生的热量与导体电阻大小的关系。
(1)实验器材:电源、滑动变阻器、停表和开关各一个;如图18-4-1所示的装有质量和初温都完全相同的煤油烧瓶两个,瓶内电阻丝的阻值分别为R1>R2;导线若干。
.jpg)
图18-4-1
(2)实验中通过煤油温度的变化情况反映电阻丝产生热量的多少,在下面虚框中设计实验电路图, 并写出实验步骤。
(3)小明设计了如图18-4-2所示实验电路。实验现象:通过比较,______(选填“A”或“B”)烧瓶中煤油温度上升多,即______(选填“R1”或“R2”)电阻丝产生的热量多。
,图18-4-2)
(4)实验结论:_______________________________________________________________。
表面上这份工作单可以根据生活的现象提出探究的问题,课堂上的学生进行评估和交流集中在实验的设计和步骤上。但在学生的访谈中我们发现学生认为这里指的“热”就是温度高,会认为温度高产生热量就多,而温度和产生的热量之间不是等价的,这个点就是这个探究活动的难点,而且能采取学生评估交流的方式效果就更好。改进后的工作单如下:
《探究通电导体产生的热量与导体电阻大小的关系》
现象:将电炉接入家庭电路通电后,发现电炉丝慢慢变成热得发红,而连接电炉的导线却几乎不发热。
小明认为电炉工作时电炉丝和导线是串联的,流经电炉丝与连接电炉的导线的电流相同,通电时间也一样,可能是因为电炉丝电阻比导线大,所以电炉丝热到发红,而导线几乎不热,于是他就设计了以下的实验验证自己的想法。
实验:验证当流经电阻的电流一样,通电时间相同时,电阻大产生的热量就多。
小明按照电炉丝和导线的连接方式设计了如图18-4-2所示的电路,将两段阻值不同的电阻丝(2R1=R2=2Ω)串联,R1相当于导线,R2就相当于电炉丝,在开关闭合前和闭合开关2min后,用测温枪分别测出两条电阻丝的温度。通过记录的数据发现通电后电阻大的电阻丝温度升高得比电阻小的多。
①小明认为电阻升温多的就是放出热量多,根据之前我们所学的热学知识,他这结论是否严谨,你判断的依据是什么
②根据热学中比热容的实验,我们应该如何改进这个实验,正确地反映两电阻放出的热量?
③用改进后的方法完成实验。
④实验结论:______________________________________________________________。
因此评估交流的内容要有价值和有针对性才有利于学生物理思维的建立,因此对每个探究活动前教师都要对学生可能出现的问题和误区有个预判,在工作单中如果能利用上评估和交流的方式去解决这些问题和误区,效果就会事半功倍。
以上三点只是工作单设计中经常出现的问题,其实我们现阶段对工作单的理解和应用仍然过于僵化。设计工作单时往往过于追求完整和严谨,面面俱到,导致工作单不够简洁,学生需要书写的内容较多,从而增加完成工作单任务所需的时间;同时工作单任务的呈现方式较为单一,往往就是以文字形成问题串进行引导,学生阅读起来感觉较为枯燥;工作单的思路较为传统,较少跳出教材这个“框”,往往会因此没有很到位地分解学生思维上的难点,这样工作单也失去其存在的价值了。因此在工作单的设计方面将来还需要继续进行更加广泛的学习和借鉴,以及更加深入的思考和研究。
参考文献:
【1】肖哲君.工作单辅助初中物理探究教学初探:广州市中学物理教学年会论文”二等奖
【2】阳光学业评价.物理九年级上册:广州市教育研究院
【3】义务教育教科书 物理:人民教育出版社