依托學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)物理深度學(xué)習(xí)

馬傳豹

摘要：深度學(xué)習(xí)聚焦學(xué)生自主性、批判性認(rèn)知力的發(fā)展，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)調(diào)從學(xué)習(xí)中反思，促進(jìn)知識(shí)的遷移運(yùn)用。在初中物理教學(xué)中，立足學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、有序展開深度教學(xué)，可促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：初中物理;學(xué)生經(jīng)驗(yàn);深度學(xué)習(xí)

與淺層學(xué)習(xí)相比，深度學(xué)習(xí)更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)、投入程度、學(xué)習(xí)反思及學(xué)習(xí)結(jié)果的遷移運(yùn)用。教育心理學(xué)家奧蘇貝爾提出，在影響學(xué)習(xí)的最重要的因素中，“學(xué)生已經(jīng)知道了什么”最為關(guān)鍵。基于學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)拓展物理課堂深度學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從中把握物理的本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)精神。以“物體的浮與沉”為例，就深度學(xué)習(xí)課堂的打造進(jìn)行闡述。

一、引入動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，激發(fā)認(rèn)知沖突

學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)是構(gòu)建教學(xué)活動(dòng)的重要依據(jù)。在初中物理中，學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)可以有生活經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)等。在本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們從實(shí)驗(yàn)活動(dòng)入手，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，產(chǎn)生認(rèn)知沖突。實(shí)驗(yàn)情境1：在透明深筒中裝入清水，將一個(gè)雞蛋沉于水底，問(wèn)學(xué)生，如何讓其浮起來(lái)？有學(xué)生建議，加鹽。實(shí)驗(yàn)情境2：同樣深筒中置雞蛋浮于水面，問(wèn)如何讓其沉下去？學(xué)生感到無(wú)所求解，但教師提議嘗試加鹽，雞蛋果真沉下去。

通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)后，問(wèn)題出來(lái)了，同樣是雞蛋，同樣的條件，同樣是加鹽，為什么雞蛋會(huì)沉下去，也會(huì)浮起來(lái)，這種情形是否矛盾？學(xué)生能夠從我們?cè)O(shè)置的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中觀察到現(xiàn)象，與自己的經(jīng)驗(yàn)建立關(guān)聯(lián)，在同樣的條件、不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下，教師抓住了學(xué)生的疑問(wèn)點(diǎn)，引領(lǐng)學(xué)生走向深度思考。直觀的現(xiàn)象，原本沉在筒底的雞蛋，浮起來(lái)了，一沉一浮之間，讓物理課堂趣味橫生，也為后續(xù)討論下沉與上浮問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

二、構(gòu)建探究過(guò)程，遷移知識(shí)經(jīng)驗(yàn)

從前面所觀察到的下沉與上浮現(xiàn)象中，我們搭建小組合作探究活動(dòng)。準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料有防水橡皮泥、口香糖罐、鐵夾、氣球、小鐵塊、梨、較大的空心鐵盒，鐵釘?shù)?。讓學(xué)生借助這些器材，在水中實(shí)驗(yàn)“物理浸沒(méi)水中后松手，觀察并記錄運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。該實(shí)驗(yàn)活動(dòng)讓學(xué)生自行感知物體的下沉、上浮過(guò)程，并從中破除“浮力大的物體上浮，重力大的物體下沉”的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)，由此引出“浮力”、“重力”兩個(gè)概念，也是影響上浮、下沉的重要因素。從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，再將探究的焦點(diǎn)鎖定于理論層面，“哪些因素是影響浮沉的條件？”挑選學(xué)生，用手舉起足球，在“靜止”、“上升”、“下降”中，感受受力的變化，利用所學(xué)的二力平衡知識(shí)來(lái)解釋。接著將足球浸入水中，靜止后，分別進(jìn)行上浮、下沉運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生感知受力變化。隨后，對(duì)照課堂動(dòng)畫觀察水中小球，從剛露出水面到最后靜止于水面過(guò)程，回顧小球在上浮過(guò)程中，所受重力、排開液體的體積、浮力等變化情況;再對(duì)照下沉過(guò)程，分析重力、液面提升的體積、浮力等變化情況。這一對(duì)比實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生把二力平衡條件及知識(shí)遷移應(yīng)用到“浮沉條件”的影響因素中。由此，根據(jù)二力平衡條件，為學(xué)生搭建了認(rèn)知“腳手架”，再通過(guò)學(xué)生親自動(dòng)手體會(huì)足球在水中有靜止向上浮、下沉的變化過(guò)程，感知足球的受力狀況，降低了學(xué)生自主作圖推導(dǎo)受力分析的難度。隨后，我們聯(lián)系學(xué)生所學(xué)的力學(xué)知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生以“足球”為質(zhì)點(diǎn)，分析其在水中靜止、足球上浮過(guò)程、下沉過(guò)程的受力狀況，增進(jìn)對(duì)“浮沉條件”的深刻理解。最后結(jié)合本節(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程體驗(yàn)，延伸相關(guān)問(wèn)題：阿基米德原理對(duì)液體和氣體適用嗎？物體的浮沉條件，在氣體中適用嗎？請(qǐng)同學(xué)們思考并舉例說(shuō)明。有學(xué)生列舉孔明燈、熱氣球等現(xiàn)象。為了進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“浮沉條件”內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)，我們通過(guò)塑料袋、酒精燈、小型鐵架臺(tái)來(lái)模擬孔明燈原理，在室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行定性分析。學(xué)生運(yùn)用液體條件下的“浮沉”原理來(lái)解釋在空氣條件下的“浮沉”現(xiàn)象，說(shuō)明阿基米德原理的適用性。

三、結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，解釋物理現(xiàn)象

本節(jié)的重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)“浮沉條件”，探究影響“浮沉”的因素。通過(guò)前面所學(xué)引出問(wèn)題：物體浮沉狀態(tài)的改變與哪些條件有關(guān)？學(xué)生很快得出“改變重力”或“改變浮力”的結(jié)論。有哪些具體的方法？學(xué)生得出改變物體質(zhì)量，改變排開液體的體積，改變液體的密度等等。重回到課堂伊始，對(duì)于雞蛋下沉、上浮，實(shí)驗(yàn)條件都是“加鹽”，如何來(lái)解釋雞蛋浮沉的變化問(wèn)題？對(duì)于情境1，雞蛋上浮還有其他方法嗎？根據(jù)前面所學(xué)的經(jīng)驗(yàn)改變雞蛋的質(zhì)量，有學(xué)生想到抽取蛋液可以促其上浮。我們通過(guò)注射器，對(duì)雞蛋的蛋液進(jìn)行抽出，再放入水桶后，雞蛋上浮。對(duì)照這一方法，生活中有哪些與之類似的應(yīng)用？很快，學(xué)生想到了“潛水艇”。潛水艇通過(guò)排放或抽入內(nèi)部的水來(lái)獲得自由浮沉。可見，將所學(xué)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到“浮沉”現(xiàn)象的解釋中，讓學(xué)生從中歸納并總結(jié)影響“浮沉”狀態(tài)的條件和方法，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的靈活運(yùn)用。同時(shí)，在利用注射器抽取蛋液的實(shí)踐中，學(xué)生能夠從發(fā)散性思維中將所學(xué)物理原理進(jìn)行創(chuàng)造性運(yùn)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)，也讓物理課程更加真實(shí)性、可視化。以認(rèn)知沖突來(lái)促進(jìn)學(xué)生思考問(wèn)題，借助于演示實(shí)驗(yàn)來(lái)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理原理的認(rèn)知，最后聯(lián)系實(shí)際生活引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論科學(xué)解釋物理現(xiàn)象，在動(dòng)手體驗(yàn)、科學(xué)分析中豐富學(xué)生的物理應(yīng)用。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，嘗試搭建滿足學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的深度學(xué)習(xí)情境，教師要善于挖掘教材知識(shí)點(diǎn)，優(yōu)化和延伸教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，注重對(duì)學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的整合，通過(guò)“問(wèn)題”驅(qū)動(dòng)，重構(gòu)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，激活學(xué)生的自主性、參與性、實(shí)踐性。在本節(jié)教學(xué)創(chuàng)新中，順應(yīng)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，消除學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知，并從學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)、小組合作探究中完成新知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)化，讓學(xué)生從“二力平衡”原理中，認(rèn)識(shí)和理解“浮沉”條件，提高課程教學(xué)效率，凸顯了學(xué)生的主體性。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴國(guó)成.基于經(jīng)驗(yàn)發(fā)展的物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)探討[J].湖南中學(xué)物理，2019 （10）.

[2]郭進(jìn)波.基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)構(gòu)建物理模型，幫助學(xué)生樹立物理科學(xué)思維[J].貴州教育，2019（7）.

[3]白孝忠.關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)促進(jìn)物理深度學(xué)習(xí)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（13）.

[4]廖凱.初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略研究[J].基礎(chǔ)教育論壇，2020（2）.

（責(zé)編張欣）