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      高中物理“場課堂”實施策略

      2021-05-20 20:42:25肖敏
      教學與管理(中學版) 2021年5期
      關(guān)鍵詞:電容高中物理物理

      肖敏

      摘? ?要

      高中物理“場課堂”,是以高中物理課堂為載體,指向真實情境中的問題解決。學生通過合作探究、自主發(fā)現(xiàn),建立有感染力的課堂場域,從而解決實際問題,發(fā)展其關(guān)鍵能力和必備品格。文章就具體的實踐案例,通過高中物理“場課堂”的具體實施,深度探索“場課堂”的實施策略,構(gòu)建學生的科學思維,提高學生解決真實問題的能力。

      關(guān)鍵詞

      高中物理? 場課堂? 情境引入? 合作探究

      “場”是物理學中的一個概念,現(xiàn)代科學研究表明,當外能量場作用頻譜與人體自身固有頻譜相同或相似、相近時,就會出現(xiàn)匹配吸收的情況,從而產(chǎn)生諧振現(xiàn)象,諧振現(xiàn)象會使人體產(chǎn)生“生物熱效應”或“內(nèi)生熱效應”。這就是場效應的原理[1]。德國心理學家勒溫提出了課堂“心理場”的觀點,他指出,在課堂教學過程中,教師創(chuàng)設(shè)的心理環(huán)境能有效促進學生積極思考、深入探究,教師營造的寬松的學習氛圍能幫助學生個性得以自由發(fā)展,“心理場”是開發(fā)學生創(chuàng)造力不可缺少的重要條件[2]。

      “場課堂”要求在物理課堂中能夠建立一個場域,使學生能夠浸潤其中,在相互合作、相互理解、相互促進中達到思維的深度發(fā)展,“悟”出物理規(guī)律,激發(fā)潛能,獲得成長。

      高中物理“場課堂”要求物理課堂不是一種灌輸式的教學方式,而是一種浸潤式、發(fā)散式的學習方式。因此,我們在設(shè)計教學流程時,要以學生為主體,緊密結(jié)合學科及學科交叉知識,指向真實情境中的問題解決,不僅能激發(fā)學生的學習興趣,而且自主探究能為知識與概念的動態(tài)生成提供過程與證據(jù)支持。

      一、趣味場

      在高中物理“場課堂”上,通過趣味性的實驗或者視頻進行情境引入,使課堂迅速產(chǎn)生學習焦點,吸引學生的注意力,營造物理學習氛圍,最大程度地喚起學生的學習熱情。

      在學習《電容器的電容》這節(jié)課時,筆者通過兩個趣味性實驗進行情境引入:

      (1)超級電容充電幾秒后使小擴音器放出音樂。

      (2)超級電容充電幾秒后使小飛機飛行十幾米。

      這兩個實驗具有聽覺與視覺的效果,課堂氣氛一下子活躍起來。課堂引入打破以往機械刻板的“復習引入”或“直接引入”的模式,而是通過更具直觀性與感官刺激的趣味實驗引入,構(gòu)建物理“趣味場”?!叭の秷觥笔箤W生自然而然對電容產(chǎn)生了探究的欲望,并不是一種強加的學習任務。學生明確探究目標,并對整個學習過程激發(fā)出內(nèi)驅(qū)力,有效促進了學習過程的開展。

      二、探究場

      高中物理課堂的“探究場”是教師、學生、實驗儀器、教學環(huán)境等多要素的集中作用。各要素共處于同一教學時空,為達成教學目標,其間產(chǎn)生相引相吸、相融相匯、相聚相合、同構(gòu)共振的相互作用。在這一特殊的形態(tài)和空間里,“探究場”能夠充分地影響教學活動中師生的心理和行為,促進學生探究能力與創(chuàng)新能力的快速提升。

      在“探究場”中,確定教學目標之后,教師要設(shè)計學習任務卡。任務卡要明確課堂的教學目標,具有趣味性、科學性和引領(lǐng)性,能夠在課堂的各個環(huán)節(jié)中有效搭建起學生探索新知的階梯,成為聯(lián)系已有知識與新學知識的紐帶。同時課堂可以采取小組合作的探究式教學模式,將整節(jié)課劃分為幾個循序漸進的階段,使學生能夠按照任務單逐步推進,為學生獲得和鞏固新知識起到有效的作用。

      在學習“楞次定律”這節(jié)課時,筆者設(shè)計學習任務卡,提出以下問題:

      線圈導線的繞向是怎樣的?

      電流方向與電表指針擺動方向關(guān)系是怎樣的?

      磁鐵下插或上拔時磁場方向怎樣?

      產(chǎn)生的感應電流方向怎樣?

      線圈內(nèi)磁通量怎樣變化?

      產(chǎn)生的感應電流的磁場方向怎樣?

      總結(jié)感應電流的方向有什么特點?

      根據(jù)以上階梯式問題,學生分成小組進行實驗探究,先確定線圈繞向,再用電池組與開關(guān)、滑動變阻器串聯(lián)后與靈敏電流計相連(圖1),觀察電流分別從紅、黑接線柱流入電流表時電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向,確定所用電流表的電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。

      學生通過小組實驗(圖2),觀察磁鐵下插或上拔時磁鐵產(chǎn)生磁場方向、線圈磁通量變化以及感應電流磁場方向的具體情況,在表1中記錄結(jié)果,總結(jié)規(guī)律。

      學生通過階梯式的導向式問題探究推進小組實驗進程,討論分析后得出結(jié)論:感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,我們可以用四個字總結(jié):增“反”減“同”。

      階梯式的導向式問題能夠使學生的思維進入深度思考的“探究場”。如同物理學中的“場”一樣,“探究場”雖然無形,但是可感。物理課堂上教師要用“再創(chuàng)造”的思想來組織教學活動,要為學生提供像物理學家“發(fā)現(xiàn)”物理規(guī)律的過程。

      三、實踐場

      在高中物理課堂上,教師應當“不憤不啟,不悱不發(fā)”。“實踐場”通過學生合作探究、親身實踐,將教師傳授變?yōu)樽灾靼l(fā)現(xiàn),將原先被束縛的思維發(fā)展成自由、發(fā)散、多維的開放性思維。

      在學習“超重和失重”這節(jié)課時,筆者組織學生分成8個小組,每個小組6人,在學校的電梯里進行超重和失重實驗。學生通過設(shè)計實驗、進行實驗、記錄數(shù)據(jù)、交流討論、得出結(jié)論等步驟,進行思維的構(gòu)建與交流。實驗過程中,學生激烈地討論,在暢所欲言中營造出思考與學習的氛圍,吸引所有的小組成員思想集中于一個焦點,這一焦點匯聚膨脹,激發(fā)出“場能”,促使小組成員通過討論交流不斷地改進與優(yōu)化實驗方法,使思維架構(gòu)呈現(xiàn)螺旋式上升的發(fā)展趨勢。

      學生利用手機拍攝實驗視頻(圖3),然后通過手機“慢放功能”回放實驗過程,就能清楚地記錄電梯在各種運動狀態(tài)下彈簧測力計的示數(shù)。通過自主實驗,學生總結(jié)出:當物體加速度方向豎直向上,出現(xiàn)超重現(xiàn)象;當物體加速度方向豎直向下,出現(xiàn)失重現(xiàn)象。

      在得到實驗結(jié)論后,有的小組提出,如果將彈簧秤和鉤碼一起做自由落體運動,那么物體應處于完全失重現(xiàn)象,彈簧秤讀數(shù)應為零。于是其余學生躍躍欲試,準備通過實驗驗證猜想。在這一“場域”中,學生的思維被激活,思想被遷移,迅速激發(fā)出新的靈感。另一個小組立刻提出,如果將彈簧秤和鉤碼上拋、平拋或斜拋,物體也處于完全失重狀態(tài),彈簧秤讀數(shù)也應為零。各小組迅速組織實驗,通過實驗驗證猜想,得出結(jié)論。

      在課堂上,自主探究的過程形成一種教學的磁場,牢牢吸引每一個學生,學生在實驗過程中驗證猜想,積極討論。在自由的氛圍里,學生打破禁錮,暢所欲言,通過多邊互動,思維相互碰撞、激起火花,達到心靈的共鳴。學生在“場”中自己得出的實驗結(jié)論和技能,可以體會科學家發(fā)現(xiàn)物理知識時的探究過程,也可以體會到科學家為科學奉獻的思想感情。這是各要素的有機疊加、對接與融合,具有高度的發(fā)散性和創(chuàng)造性,有效促進了學生創(chuàng)新能力的深化和發(fā)展。

      四、拓展場

      在教學過程中,教師通過多維融合的方法,提供信息,教導方法,幫助學生加深對知識的理解,發(fā)展學生的物理思維,培養(yǎng)學生遷移應用的關(guān)鍵能力。為學生提供一個“拓展場”——一個開放、自主、活躍、高效的學習環(huán)境,通過學生完成任務,加深思維的深度,拉大思維的長度,達到啟智融通的效果。

      在“電容器的電容”這節(jié)課的后期,學生已經(jīng)初步掌握了電容器與電容的知識,筆者啟發(fā)學生,思考我們還可以用什么來制作電容器呢?在一個啟發(fā)思維的“拓展場”內(nèi),學生的思路被完全打開,思維活躍而靈動。有的學生提出:人也是導體,也可以作為電容器的極板。筆者讓學生排成兩排,排頭同學手握電容表的一根導線,這樣就能即時讀出電容大小。兩排同學靠近、遠離、錯開,以及兩排學生間放置大泡沫塑料板,能迅速讀取電容數(shù)據(jù),以此驗證電容公式的正誤。

      在學習“電池電動勢和內(nèi)阻的測量”這一課后,筆者向?qū)W生提出問題:在日常生活中,充電寶在不同電量時的電動勢和內(nèi)阻相同嗎?學生把家里的充電寶帶到學校,通過測量充電寶各種電量下電動勢和內(nèi)阻的大小得出結(jié)論:充電寶在各種電量下放電時,電動勢和內(nèi)阻基本不變,具有跟電池一樣的電源特性。筆者再提問:充電寶與鋰電池的電動勢有沒有明顯區(qū)別呢?筆者組織學生進行充電寶與鋰電池在各種電量下的電動勢對比測量,得到表2。

      在實驗過程中學生發(fā)現(xiàn),隨著儲電量的下降,鋰電池的電動勢逐步減小,尤其是電量下降到5%以下時,電動勢已下降到3.60V以下,此時已低于鋰電池的標稱電壓,應對手機電池充電。

      在此“拓展場”中,學生敢于思考,勇于創(chuàng)新,對生活中的現(xiàn)象進行發(fā)散思考,整個物理課堂營造出教學場的“諧振效應”,使學生最大限度地激發(fā)靈感的火花,而在靈感火花的不斷碰撞中,夯實知識與技能,發(fā)展關(guān)鍵能力和必備品格,高階思維能力得到發(fā)展和提高。

      葉圣陶先生說過:教是為了不教。一節(jié)課是有限的,但教學中教師要用“再創(chuàng)造”的眼光設(shè)計教學活動,通過教學方式的多樣化給學生提供創(chuàng)造場,讓學生像物理學家那樣去“想物理”“做物理”,大膽探索,經(jīng)歷、體驗物理知識的“再創(chuàng)造”過程,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,進而最大限度地促進學生的發(fā)展[3]。

      《普通高中物理課程標準(2017年版)》指出,高中物理課程要通過創(chuàng)設(shè)學習情境,促使學生積極參與、樂于探究、善于實驗、勤于思考,培養(yǎng)和發(fā)展學生的自主學習能力[4]。我們要將物理課堂轉(zhuǎn)化成一個“課堂場”,開啟教學“場效應”。課堂教學的“場效應”對教學的效果和質(zhì)量有著直接的影響。教師作為“課堂場”的主導者和調(diào)節(jié)者,應掌控著“課堂場”的方向和節(jié)奏,物理課堂中教師與學生、學生與學生對信息的發(fā)送與接收必須協(xié)調(diào)一致,“頻道”相同,達到共振共鳴,產(chǎn)生最佳效應。這不僅是一種教學的方法,更是一種教學的藝術(shù)。這就需要教師多思考、多實踐,以達到教學的新高度。

      參考文獻

      [1] 楊超有.論課堂教學的場效應[J].課程·教材·教法,1996(02):10-13.

      [2] 趙瑞丹.營造小學語文課堂教學場的實踐與思考[J].作文成功之路(下),2015(03):68-69.

      [3] 王青心.“授人以漁”更應“授人以漁場”[J].物理通報,2015(07):35-38.

      [4] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:2.

      【責任編輯? 孫曉雯】

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