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在初中物理教学中践行“知行合一”

2023-08-31蒋晨

中学教学参考·文综版 2023年5期
关键词:物理核心素养知行合一初中物理

蒋晨

[摘 要]“知行合一”是明朝思想家王守仁提出的哲学理论,其将认识客观事物的内在规律和实践行动联系起来,是一种科学的认识论。初中物理知识和生产、生活联系紧密,“知行合一”应成为初中物理教学的指导思想。在初中物理教学中践行“知行合一”,可以提升学生对物理概念和规律的认知能力,促进学生物理核心素养的发展。文章结合具体实例从力学、热学、光学、电学四个方面探讨在初中物理教学中践行“知行合一”的策略。

[关键词]初中物理;知行合一;物理核心素养

[中图分类号]    G633.7            [文献标识码]    A          [文章编号]    1674-6058(2023)15-0050-03

“知行合一”是明朝思想家王守仁提出的哲学理论。“知”是指内心的觉知,对客观事物的认知;“行”是指人的实践活动。“知行合一”是指人认识客观事物的内在规律和实践行动密不可分、相互融合。“知行合一”对人类认识世界、改造世界有重要的指导意义,对教育教学同样有重要的参考价值。初中物理融合了理论学习和实践活动,是一门综合性十分强的学科。在初中物理教学中应用“知行合一”,可以提升学生对物理概念和规律的认知能力,促进学生物理核心素养的发展。在初中物理教学中,教师可以实验为载体,以探究为核心,引导学生格物致理,进而实现“知行合一”。下面结合具体实例从力学、热学、光学、电学四个方面探讨在初中物理教学中践行“知行合一”的策略。

一、在初中物理力学教学中践行“知行合一”

力在日常生活中十分常见,力的形式多种多样,各有特点。力学是物理学的基础。由于力学知识点多,内涵丰富,因此学生在理解力学的概念和规律时常出现偏颇。为了解决这一问题,在初中物理力学教学中,教师以“知行合一”思想为指导,引导学生积极参与相关实践活动。“知”即为学生对力学知识的理解,是学生开展实践活动的基础;“行”即为学生参与的力学实践活动,是发展学生物理核心素养的途径。通过实践活动,学生能够辨析力学的相关概念和规律,加深对力学知识的理解。教师可结合学生的思维设计实践活动,在实践活动中,提出相关问题让学生思考。通过实践与思维的融合,可助力学生突破思维障碍,实现对力学知识的认知飞跃。在初中物理力学教学中践行“知行合一”,可使学生获得良好的学习体验,促进学生深入思考,发展学生的物理核心素养。

例如,在苏科版教材“摩擦力”的教学中,教师引导学生开展实践活动来突破“摩擦力是否都是阻力”这一疑难点。本次实践活动的主题是要求学生制作可以传送物体的传送带模型。学生利用电动机、电池、导线、齿轮、皮带等器材制作了传送带模型。在学生制作完成传送带模型后,教师让他们进行活动探究。探究1:使用传送带模型将物体从低处传送到高处(见图1)。在这项探究中,学生需要将物体放置到传送带的低处,利用传送带将物体传送到高处。如果摩擦力在这一过程中是阻力,那么物体将在传送过程中下滑,显然摩擦力在这个过程中充当了动力。探究2:使用传送带将物体传送到低处。在这项探究中,学生仍然要将传送带装置如图1所示放置,但是传送物体的方向与探究1的相反。将物体放置在传送带的高处,利用传送带将物体传送到低处,如果摩擦力在这一过程中不是阻力,那么物体将会很快滑到低处,显然摩擦力在这个过程中充当了阻力。将摩擦力当成阻力是片面的,摩擦力也可以作为动力。有些学生认为静摩擦力是静止物体受到的力,而这个实践活动也可纠正学生这一错误的观点,如教师可让学生分析物体和传送带之间的摩擦力属于哪种类型的摩擦力。通过分析,学生发现虽然物体在这两个探究中受到传送带施加的静摩擦力,但是物体是运动的。因此,静摩擦力不一定是静止物体受到的力,运动的物体同样可以受到静摩擦力。

由于受生活经验的干扰,学生形成了“摩擦力一定是阻力”的错误认识。通过实践活动,学生认识到摩擦力不仅可以作为阻力,还可以作为动力。“知行合一”的力学实践活动使学生能够全面地认识摩擦力的作用。“知行合一”是重要的思想方法,是解决学生疑难问题的重要突破口。如果学生在学习力学知识时出现了理解上的偏差,教师可以引导学生参与实践,通过实践活动让学生自主纠正思想偏差,形成正确的认知。

二、在初中物理热学教学中践行“知行合一”

热现象和我们的生活密切相关,是人们最早观察和认识自然的现象之一。初中物理热学教学内容包括温度、物态变化、比热容等。针对这些教学内容,教师可以开展许多实践活动。以知识为本,以教材、课堂、教师为中心的教学方式,显然不能全面促进学生物理核心素养的发展,也不利于学生创新精神、实践能力、合作意识等的培养。而实践活动可以改变这一教学方式。热学现象十分丰富,充满了我们的生活。在初中物理热学教学中,教师可以“知行合一”思想作為指导,引导学生认识热现象,厘清热学现象与生活的关系,最终理解热学规律。

在初中物理热学教学中,“知行合一”主要集中在对热学现象的解释上。例如,在教学苏科版教材“物态变化”时,教师引导学生开展主题为“调查生活中的物态变化”的实践活动,要求学生观察并解释生活中的各种物态变化。学生在研究液化时观察到了两种现象:(1)烧水时,水壶口喷出白雾;(2)打开冰箱门时,冰箱门附近出现白雾。对于第一种现象学生的解释为:烧水时,水壶口喷出气体,其中含有大量温度很高的水蒸气,水蒸气遇到较冷的空气后放热液化,形成许多小水滴,从而出现白雾现象。对于第二种现象学生的解释为:打开冰箱门时,空气中的水蒸气遇到冰箱中冷的气体放热液化,形成许多小水滴,从而出现白雾现象。虽然两种情况都是液化现象,但是水蒸气的来源不一样:第一种现象中水蒸气来源于水壶内部,第二种现象中水蒸气来源于冰箱外部的空气。学生通过对比后发现,不管是什么形式的液化现象,其本质都是一样的,即由气态放热变为液态。在实践活动中,学生对比两种现象,能够更为清晰地认识液化的本质。对于其他物态变化,学生同样可以找到对比的实例,并进行分析,从而加深理解。比如,在冬天,头盔挡风玻璃内部会出现雾气;在夏天,开空调的房间其窗户玻璃外部会出现雾气。教师可以引导学生对这两种现象进行对比分析,学生通过对比分析可知,这两种现象都属于液化现象,但是液体的来源不同。

通过学习,学生已经知道了六种物态变化的规律,学生应用物态变化的规律解决实际问题的能力还比较薄弱。教师可让学生去调查实际生活中的各种物态变化。学生不仅需要应用对应的物态变化规律去发现生活中的物态变化,还要对生活中的物态变化进行对比、解释,发现其内在的规律。学生将新学知识应用到实践中,在实践中又发现了新的知识,两者相互促进,在这一过程中学生的认知水平得到不断提升。初中物理热学知识较少,但是对学生的能力要求十分高,要求学生能够熟练应用热学知识解释生活中的各种热学现象。“知行合一”作为提升学生的应用物理能力的抓手,可促使学生在应用知识的过程中提升自身的能力。

三、在初中物理光学教学中践行“知行合一”

光学现象缤纷多彩,容易引起学生的探究兴趣。在初中物理光学教学中,部分教师会做一些演示实验来提升课堂教学的效果,但是给予学生的实践活动偏少,无法有效调动学生的学习积极性。利用“知行合一”,可以解决这个问题。在初中物理光学教学中,教师可以指导学生制作各种与光学知识相关的手工作品。学生在制作与光学知识相关的手工作品的过程中,感受到光学知识的应用价值,对光学知识有了更为深刻的理解。“知行合一”是进行光学教学的一种思想方法,教师要根据具体的光学内容引导学生去学习、践行。

例如,在教学苏科版教材“光的直线传播”时,教师首先让学生将激光笔贴在长方体玻璃砖一侧上,然后打开激光笔的开关,这时学生观察到激光在长方体玻璃砖中沿着直线传播(见图2),接着让学生调整激光的方向,学生发现:不管激光沿着什么方向射入玻璃砖中,它在玻璃砖中都沿着直线传播。这一实践活动所得到的结论和教材给出的结论一致。教师将两块材质不同的长方体玻璃砖叠在一起,让学生打开激光笔,让激光从其中一块玻璃砖射向另一块玻璃砖。学生发现激光在从一块玻璃砖进入另一块玻璃砖时发生了偏折。显然,“光沿着直线传播”这一结论需要加限制条件。教师让学生思考并加上限制条件。学生认为光线只有在同一种物质(介质)中才能沿着直线传播。加上限制条件后的定义准确地描述了光沿直线传播这一物理规律。最后,教师让学生挖掘生活中有关光在同一种介质中沿着直线传播的实例。实例的探究为验证结论提供了依据。如果教师想让学生能够进一步理解光沿直线传播的规律,则可以指导学生制作小孔照相机,如让学生利用硬纸片制作一个有底的圆筒,在圆筒的底部开一个小孔,打开手电筒使光照向小孔。教师还可以引导学生通过改变小孔的大小和形状来探究像和小孔的关系。

在本次教学伊始,教师让学生动手做两个实验。学生通过两个实验,认识了“光在同一种介质中沿直线傳播”的光学规律。在教学末尾,学生“知行合一”,不仅进行了动手实践,还进行了知识的抽象和验证,全面地建构了知识。“知行合一”为学生全面认识光学规律奠定了基础。光学知识比较有趣,“知行合一”将光学知识的趣味性凸显出来,促使学生积极参与学习。

四、在初中物理电学教学中践行“知行合一”

电学是初中物理的重点和难点,也是中考的热点。我们在日常生活中要用到许多电学知识,因此电学知识具有很强的实践性。在初中物理电学教学中,教师可以在“知行合一”思想的指导下实施教学。一方面,让学生在实践活动中验证所学的电学知识,如让学生通过测量铅笔芯的电阻来验证欧姆定律;另一方面,让学生在实践活动中学到教材外的电学知识,如学生通过测量二极管的电阻了解半导体的电阻特性,知道了半导体的概念。

例如,在苏科版教材“欧姆定律”的教学中,首先,教师让学生自主设计实验,探究电流和电压、电阻的关系,总结得出欧姆定律。在这个过程中,学生需要调动电路的串联、并联知识,电流表、电压表的使用等相关知识,以及滑动变阻器的应用。学生在实践过程中还可以体会到控制变量法的应用价值。然后,教师让学生测量小灯泡的电阻,学生使用伏安法测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压,学生将所测量数据记录在一张表格上。接着,教师要求学生利用表格中的数据作图,学生通过作图发现:当通过小灯泡的电流不变时,小灯泡的电阻随着电压的增大而增大。通过这个实践活动,学生认识到物体的电阻可以发生变化。最后,教师指导学生制作一个可以调节亮度的台灯。学生使用滑动变阻器改变电路中的电流,从而起到控制台灯功率(亮度)的作用。教师让学生改用其他方法来控制小灯泡的亮度,学生尝试改变干电池的个数来实现对小灯泡亮度的控制以及利用太阳能电池代替干电池。通过新的实践,学生可以理解其中的能量转化规律。充电过程:太阳能转化为电能,电能转化为化学能。放电过程:化学能转化为电能,电能转化为光能。新的实践活动拓展了学生的物理观念,使学生建立了能量守恒思想。

在本次教学中,教师引导学生自主探究了欧姆定律,自主测量了小灯泡的电阻。如果完全由教师讲解,学生很难对欧姆定律的内容产生深刻的印象,然而学生的自主实践让他们对欧姆定律形成了深刻的认识。“知行合一”思想的应用促进学生将认识客观规律和实践活动完美地结合起来。“知行合一”思想还与深度学习理论相吻合,共同促进了学生物理学习能力的提升。

通过科学探究的完整过程,学生将掌握物理学科思想,学会物理科学方法,养成质疑和创新能力并形成科学精神。“知行合一”思想的践行正是要达到这一效果。初中物理教学并不排斥教师的讲解,而是要教师转变教学观念,将学生放置到中心地位,如此,学生的核心素养才可以得到有效发展。“知行合一”思想的应用必将改变初中物理课堂教学的面貌,教师在教学中应以“知行合一”为教学思想和基本策略。

[   参   考   文   献   ]

[1]  许帮正.“知”“行”合一:初中物理探究教学实践路径:以“机械运动和力”单元学习为例[J].物理教师,2022(10):37-40,45.

[2]  罗莹,蔡天娇.从科学探究到跨学科实践:初中物理教学的新变革:基于新旧课标的比较分析[J].物理教师,2023(2):38-43.

[3]  徐颖.指向学科核心素养的初中物理学科育人策略[J].中学物理,2022(22):2-5.

(责任编辑    黄春香)

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