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“玩”转课前小实验,核心素养下初中物理课前预习探索

2022-09-05 15:00:05

梁冬梅

在学生充满好奇心和探索欲的年纪,教师有目的地引导学生有方向性地去“玩”,通过鼓励学生积极参与实验、观察、制作等科学实践活动,来激发和保持学生对科学的求知欲及探索精神,不仅可以为我们后续的课堂教学奠定基础,还可以培养学生的科学思维、科学态度和探索精神,促进学生的全面发展。

一、核心素养下关于学科教学的思考

北京师范大学发展心理研究院林崇德教授在其课题研究成果《中国学生的核心素养研究》中提出教育教学的方向标和指南针:“培养全面发展的人”。如何培养“培养全面发展的人”?作为教育教学一线的老师,我们又该做什么样的实践与探索?对于初中学段的学生,如何根据学科特点,从学生发展的角度来实现核心素养在本学段的垂直贯通呢?

笔者从自己任教的初中物理学科进行了相关的思考:物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”。而物理是一门以科学探究为基础的自然科学,课堂教学中离不开科学探究。每个教师都会花大量的时间去准备实验,在课堂教学中注重培养学生的学习能力、科学探索精神,引导学生大胆创新。但是,在预习环节呢?在课前预习中,是否也可以培养学生的核心素养,尤其是自学能力和科学探索精神呢?

众所周知,对于物理学科而言,很多的结论都是在实验探究之后得出的,作为刚接触物理学科的初中生,在没有展开实验探究的情况下,通过阅读课本得到现成的结论,学生这样预习真的有意义吗?在上新课的时候,先入为主的结论,往往会让学生的课堂实验探究失去了探究本身的意义,而可能只是去验证结论而已。这样的预习,违背了学生的学习认知规律,学生的探究能力、思考能力、推理能力、逻辑思维能力和创新能力等就得不到很好的锻炼和提升。

怎样才能让学生在预习过程中既能了解新课的基本内容,领会知识的基本点,又能在预习中对新知保持足够的思考和探索的欲望,充分调动学习的积极性呢?笔者在近几年的尝试中发现,在学生的课前预习中,引导和放手让学生尽情地“玩”转一些小实验,对学生核心素养的培养效果不亚于课堂教学。

二、寓教于“玩”,激发学生的求知欲及探索欲

好奇是人的天性,对自然界的好奇、对未知事物的好奇,从孩童开始,人们都是在自己的好奇心下不断地去探索、认识这个未知的世界。对于刚接触物理学科的初中生来说,在似知未知的年纪,好奇心和探索欲更是旺盛。所以教师可以利用学生的好奇心和探索欲,有目的地引导学生有方向性地去“玩”,通过鼓励学生积极参与实验、观察、制作等科学实践活动来激发和保持学生对科学的求知欲及探索精神,不仅可以为我们后续的课堂教学奠定基础,还可以培养学生的科学思维、科学态度和探索精神,促进学生的全面发展。

1. 教学难点下的困惑

《凸透镜的成像规律》这一课的内容,对于大部分学生来说,学习起来都是比较困难的,尤其在成像规律的探索、理解和记忆上。尽管每个教师在备课时都会结合学生知识结构上的不足,认真细致地设计实验,引导学生如何去观察成像的特点,在分析结论时不厌其烦地给学生讲解为什么这样,甚至帮他们总结出方便于他们记忆的规律、口诀给他们背诵。

然而,听课时明明白白,做题时却云里雾里。学生对笔记和口诀背诵得都很熟,可是,一到写练习,尤其题型稍一变化,他们基本就乱了,错的是乱七八糟。以至于笔者每次上到这节内容时都会忐忑:“这次要怎么上才能让学生更好地理解呢?”

2. 多番思考后的尝试

后来,一个偶然触发的念头出现:为何不让学生自己先把透镜玩透再上课?毕竟这章节的内容主线就是凸透镜及其成像规律及应用。先放手给学生玩够了,哪怕他们探究不出什么,多观察几次,总也不会有什么损失的。在这样的念头下,笔者在教学这个单元之前,便跟实验员借了一些凸透镜和一些凹透镜放到教室里,告诉学生:“你们可以随意地用它们来观察你想观察的东西(当然,不要正对着观察太阳光),远的、近的都可以,如果你有不一样的发现,上新课的时候记得和大伙分享。”

之后的一个多星期里,笔者也当忘了这件事,不刻意去跟学生提起。但课间的时候,总会看到有学生拿着凸透镜、凹透镜在走廊里玩:聚光烧纸、观察手指头、看远处的物体……还兴奋地讨论着“烧起来了”“手指变大了”“树变小了”“倒过来了”之类的话题。

3. 意想不到的收获

终于上新课了。在《认识透镜》这一节里,学生显得异常活跃,争相描述着他们这段时间玩凸透镜、凹透镜的收获:

“凸透镜中间比较厚、周围比较薄,凹透镜刚好相反。”

“凸透镜聚光,凹透镜发散光。”

“凸透镜看物体成像可以放大可以缩小,但是是倒立的;凹透镜看物体成像是缩小的、正立的。”

“凸透镜成像也可以是正立的,当看书上的字的时候。”

“凸透镜观察远处的物体的时候成像是倒立缩小的;当物体离凸透镜稍微近一点的时候,像就变大了,但还是倒立的;当物体离凸透镜很近的时候,像就变得很大,而且是正立的。”

“两个凸透镜一起还可以做成望远镜,看清楚很远的东西。”

……

在学生熱情的分享中,笔者开始对那个一直盘旋在大脑中的念头“让学生玩够了再上课”及这次粗浅的尝试有了些肯定,决定继续尝试。于是,笔者对学生们的分享给予了肯定和表扬,选取了一些与本节内容相关的分享加以补充完善,顺利完成了当堂课内容的教学。然后,布置了新的“玩耍”任务:观察并总结“用凸透镜观察物体时,成像的大小、正倒、虚实等跟凸透镜的焦距间有什么关系?”,并跟实验员借来了几个光具座及相应配件放到教室里。

虽然心里是有所期待的,期待学生们真的能自主探究出凸透镜成像的规律,但心里明白:一群初二的孩子,又能有多大的能力去探究得出这样复杂的数量关系呢?不过退一步:他们能根据课本的介绍大致去比较一下,下一节上课也该好上一些。

只是,一个三镜头的望远镜的诞生,出乎了笔者的意料。

那天中午下课,笔者还在办公室改作业,几个孩子扛着一个光具座敲开了办公室的门。光具座上,没有司空见惯的蜡烛和光屏,只有三个凸透镜,光心高度相同。那几个孩子的脸上洋溢着成功的喜悦。

“老师,我们造出了一台望远镜。特意拿来给您看一下!”

笔者有些意外。

“老师,可以看得很远的,您看下嘛。”那些期待着肯定和表扬的声音让人难以拒绝。笔者接过来,认真地看了他们的作品:三个凸透镜间的距离似是做好调整并固定了的。

“很不错!”笔者赞许道。“能看多远?”

“蛮远的,老师您看下那栋楼上的广告牌嘛。”

笔者顺着他指的方向观察了,还真不赖。像还是正立的。

“能不能告诉老师,你们是怎么做到的?”

“凸透镜观察两倍焦距以外的物体时,成倒立缩小的实像,观察一倍焦距内的物体时,成正立方法的虚像,前面这个凸透镜用来观察远处的物体,把它成的像放在后面这个凸透镜前的一倍焦距内就可以把像放大了。”一个同学边说边摆出一张图纸,上面还标有一些计算过的数据,只是并不懂用标准的光路图来画。

“不过,这样看到的物体是倒立的,再加个凸透镜才能把它倒过来:就是把第一个凸透镜成的像放在第二个凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,第二个凸透镜可以把第一个凸透镜成的像倒过来,再用第三个凸透镜把像放大,就是我们做成的这个样子。”他那自豪的神情言之于表。

“老师,我们是经过精密的计算的!”另一个同学补充到。

看着他们手中的草图,笔者深信他们是经过计算的,而且还是很认真的,虽然这个计算其实也是很粗糙的,但对于他们这样的初学者来说,这已经是很不错了。

“你们太棒了!再细致一些都可以去申请专利了。” 听到笔者的赞许,那几个孩子脸上荡漾开了一些成功的自豪与羞涩。

“那你们做了老师布置的任务了吗?”其实,这是有些多此一问了,他们能自己创作出这样一台三镜头的望远镜,其实已经把成像规律的知识基本都囊括在里面了。

“肯定做了嘛!”

“那你们能不能把你们的创作经验介绍给同学们呢?好吸引更多的同学一起加入到你们的发明队伍中来。你们也可以研究一下制作照相机、显微镜之类的东西,让你们的小发明更加丰富多彩。”如果每个同学都参与到了这些小制作中来,那关于“凸透镜成像规律”这个知识点中难理解的点,也许也就变得简单了。笔者心里打着小算盘。

“好啊!”他们轻快地答应了。“那我们回去了,老师再见!”

看着他们欢快的离去的背影,听着他们走廊上边走边讨论“今晚用它来观察月亮”,笔者的内心欣喜而复杂。欣喜的是脑海里的“让学生玩够了再上课”这个想法又得到了进一步的肯定;复杂的是笔者曾经那么自以为是的滔滔不绝的讲解,作用似乎还不及学生亲自摸索一遍,可笔者却对那样一种刻板的教学方法奉若圣旨般。

班级里学生的热情几乎都被这台三镜头望远镜调动起来了,他们甚至开始研究如何做四镜头、五镜头甚至更多花样的望远镜,比谁做的望远镜观察得更远、更清晰……笔者对他们的热情给予了肯定,他们却几乎不用教师指导,只在课间、课后闲暇的时间三五成群地讨论着怎么做、为什么这么做,或在做好了成品后邀请笔者一起去看月亮上的山脉等。

改《凸透镜成像的规律》这一课乃至这一单元的作业时,笔者意外地发现,这一次新课并没有花太大力气来讲解,学生的作业竟写得比往届要好,理解更透,题型变化他们也能应对自如。

“纸上得来终觉浅”,从实践中获得的知识,比起从书本上、从老师口中得到的知识,来得会更深刻些。

三、在“预”中玩,在“玩”中习

预习的目的是培养学生的自学习惯和能力,开拓学生的思路。不同学科、不同课型、不同学段,预习的方式应有所不同,但都应是立足于核心素养下以“培养全面发展的人”为目标的。

后来,笔者在很多新课的预习作业中,都采用了类似的方法:提前帮学生准备一些相关的可供選择的器材,或鼓励学生充分利用身边的物件,让学生在安全的前提下先“玩”够了再上新课,或者提供一些有趣的小制作的方法鼓励学生去完成一些小作品等,都收到了很好的效果。

鲁迅先生说过:“一碗酸辣汤,耳闻口讲的,总不如亲自呷一口的明白。”其中道理很简单——无论我们用如何华丽的辞藻去给一个没有尝过酸辣汤的人描述酸辣汤的味道,没有尝过的人始终是体会不到描述者口中所说的美味的。我们何不让学生提前自己去品尝了“酸辣汤”的味道,再让他们自己来描述甚至自己尝试做出一碗“酸辣汤”?效果自会大不同了。

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