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初中物理生活元素与科学探究的整合

2017-04-21徐海明

中学教学参考·理科版 2016年12期
关键词:生活情境初中物理探究

徐海明

[摘要]科学探究是学生学习初中物理的主要方式。在教学实践中,把生活元素融入学生的探究活动,有助于学生各方面能力的提高。文章以《液体内部的压强》探究活动设计为例,进行分析探讨。

[关键词]初中物理 生活情境 探究

相比于物理学科知识,学生对自己所处的生活世界更加熟悉,他们对物理学习充满好奇,也习惯于用自己的知识和经验来解读生活中的物理现象。由于认识的肤浅以及分析方法的缺失,他们在分析探究的过程中产生了不少的疑惑。为了解决这些疑惑,教师在物理教学中,要善于依托学生的生活背景,建立让学生感受物理、体验科学的平台,引导学生从生活走向物理,让学生在物理探究中感悟科学、积累方法。

一、创设生活化物理情境,引出问题,启发思考

教育心理学认为,当学科知识贴近学生的生活背景时,学生就容易接受新的知识。因此,初中物理教学必须关注学生真实的生活经验,教师的课堂设计要有机整合生活和学习这两方面的内容,从生活情境提出科学问题,从学生的生活中寻找物理知识的原型,启发学生探究物理规律。物理教学要立足于学生的生活经验和前概念,切实围绕学生生活创设情境,拉近物理与生活的距离。实际操作中,教师要善于对相关素材進行筛选和整合,充分发掘题材的生动性、真实性以及趣味性,并通过多元化的方式创设情境,将相关元素融人物理教学,如生活实例的列举、生活化实验的演示、实物或实景视频的展示等。

情境创设1:(生活实例)三峡工程简介,突出水坝设计特点:上窄下宽。

情境创设2:(生活化实验)选取一个大号空饮料瓶,从上至下钻出三个小孔,并用橡皮泥将小孔封住,然后将水逐渐注入瓶中,观察有关实验现象。

情境创设3:(视频播放)以视频来展示物理课堂无法直接呈现的经典实验——1684年帕斯卡的“裂桶实验”:将一只注满水的木桶密封好,并在桶盖上安装一根长度足够的管子,然后从上端向细管中灌人清水,结果几杯水一灌,木桶被压裂,水从裂缝中不断流出。

教学过程中,教师要善于通过情境的创设,激起学生的问题意识,并鼓励学生将问题表征出来。上述情境设计中,教师多角度地整合素材,其目的也就在于此。当然,对刚刚接触物理的初中生而言,我们更要善于引导。学生刚开始提出的问题比较肤浅,例如,“建造大坝为什么要上窄下宽?”“水为什么会从小孔中射出?”等,类似的问题都停留在事物的表面,没有深入科学本质。所以,初中物理教师要启发学生的理性思维,将学生的认识导向正确的切人点,并在思考和讨论中,将生活现象转变成有意义的物理问题。

问题1:液体内部压强与其深度有关系吗?

问题2:液体内部压强与其深度有着怎样的关系?

这两个问题由浅入深,由定性到定量帮助学生明确物理探究的基本目标。教师进一步鼓励学生结合生活经验,围绕相关问题进行科学猜想。

猜想1:液体的压强与内部深度没有关系。

猜想2:液体的压强随内部深度的增大而增大。

二、从生活中挖掘素材,引导学生设计物理实验,服务于规律探究

为了帮助学生更有效地进行规律探究,教师应积极挖掘素材,创造相应条件,引导学生进行实验设计。为了充分利用学生的生活经验,教师要善于从现实生活中选取实验器材。例如,在液体压强的规律探究中,教师可以为每一组学生提供空饮料瓶、橡皮膜等实验器材,鼓励学生开动脑筋,设计实验。

学生在教师的鼓励下,在与同学的交流讨论中,不断完善实验设计,最终呈现出以下几种既简单又富有物理思想的实验方案。

实验方案1:在饮料瓶侧壁相同高度的不同方向钻出小孔,将瓶子注满清水,观察从相同高度小孔喷出的水柱射程,以此来对比压强的大小。实验结果表明,相同高度的各个小孔所喷射的水流的射程是一样的。这表明水柱的喷射速度相等,即表明液体在相同深度处压强的大小相同。

实验方案2:将饮料瓶注满清水,用橡皮膜封住瓶口并扎紧,将瓶子倒转过来,可观察到橡皮膜向下鼓起,由此表明液体对容器底部有压强;将瓶子转过九十度,即瓶身水平放置,瓶口朝侧边,可以发现橡皮膜向外鼓起,以此表明液体对容器侧壁也存在压强。

实验方案3:在饮料瓶侧壁等高的不同方向钻出小孔,将瓶子注满清水后盖紧瓶盖,挤压瓶身。实验表明,挤压力度越大,水从小孔喷出的速度就越大,该现象说明封闭液体能够传递压强,生动地诠释了液体的压强。

上述物理实验都是学生结合生活经验设计出来的,运用最简单、最常见的物品演绎出富有物理思想的科学情境。在这些过程中,学生能深刻地感悟液体压强,并逐步认识液体压强与深度的关系。

(责任编辑 易志毅)

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