通过前面三课时的物理启蒙课之后,孩子们已经初步掌握了学习物理的最基本方法——动手实验,因为做实验是学好物理的保障,在此基础上又引领孩子们从学会观察入手,而观察是进行科学探究的基本活动之一,带着问题进行观察可以使你的观察更有目的性。观察必须真实、客观。把观察的内容通过文字或绘图等多种方式及时记录下来,是观察结果的具体体现。学会观察,对于孩子们学好物理非常重要,为此在学习物理之初,从最基本的观察——“测量”切入:
对于测量孩子们其实并没有太多的认识,为此通过几个“眼睛的视错觉”引起孩子们的“认知冲突”:
示例2:再观察以下两幅图,先看一看,再用尺子量一量。对比之后,想想我们的感觉总是可靠吗?
图3
反思:这一环节的活动设计在于通过让孩子们亲自体验,意识到凭我们的感觉来判断物体的大小并不可靠,也不准确,这就需要测量,而测量就需要专门的测量工具,例如:刻度尺、秒表、天平、温度计、弹簧测力计、电压表、电流表。为了让孩子们进一步体会到我们的眼睛存在“视错觉”,课后又让孩子们进行了几个“自主创新实验”——多出的纸片、眼睛也会说谎等。
小实验——多出的纸片(杨泽坤)
小实验——眼睛也会说谎(郑宇焜)
第二环节:刻度尺的读数
孩子们对于“刻度尺”的认识可谓是“熟悉的陌生人”,“熟悉”是指孩子们对刻度尺其实是很了解的,“陌生”是指尤其是“刻度尺的读数”,这是关于刻度尺学习的一个难点,毕竟孩子们在日常生活中接触过刻度尺,但从物理角度出发,孩子们的读数往往是错误的。鉴于此,首先引领孩子们突破“刻度尺的读数”的这一前概念的思维误区。当我让孩子们用刻度尺测量物理课本的长度并读数时,孩子们迅速测量并信心十足的说出了以下的答案:25.80,26,25.3,25.8,26.1当我把孩子们的答案写到黑板上,让孩子们讨论哪些答案是正确的,结果是“五花八门”,孩子们都信心满满地认为自己的答案是正确的,可见孩子们的前概念的确起了干扰作用,趁此契机,我告诉孩子们:你们的答案都是错误的。这一刻,孩子们“啊”了一声。看到孩子们疑惑的表情,我开始慢慢梳理起来:这五个答案一个共同的错误就是:只有数字没有单位(这是初学物理所出现的典型错误)......当我和孩子们对五个答案逐个分析之后,最终得出“刻度尺的正确读数”——估读到分度值的下一位。在和孩子们一起突破“刻度尺的读数”的前概念误区之后,紧接着进行了如下图所示的读数练习(图4):
“长度的测量”在正确进行“刻度尺的读数”之后,另一个需要突破的难点是“误差”。考虑到孩子们思维的连续性,没有直接让孩子们学习“误差”的概念,二是从“刻度尺的读数”入手。如图5所示,木块的长度从A尺看是______cm,从B尺看是______cm.
给孩子们出示上述的试题,首先是为了对于“刻度尺的读数”进行巩固。课堂上学生对于此题得出了如下的答案:A尺:3.2cm, 3.1cm;B尺:3.15cm, 3.16cm, 3.17cm。在对于孩子们给予鼓励和评价以后,接着进行如下引导:为何同一个物体的长度,大家却会得出很多的测量结果。在此基础上,自然引出关于“误差”的学习。结合上述题目的答案,引出误差的概念:为何同一个物体的长度却得出许多的测量结果?从而给孩子们提出测量值、真实值的概念,并且找出产生误差的原因。关于“误差”的相关内容还有“如何减小误差的方法”,其中一种主要方法是“多次测量取平均值”。为了强化这一重要方法,设计了接下来的“实验操作”环节。
设计这几个实验的目的有三个目的:一是进一步巩固刻度尺的使用;二是学习多次测量取平均值的方法;三是强化对于刻度尺读数的处理问题。在上课过程中,孩子们在对于处理平均值这一步再次出现问题(再次出现思维碰撞)。由于测量结果取平均值以后得数不能整除。学生出现了争议,趁此机会,我利用学生的实验数据进行了解析,最终使学生明确——测量结果可以间接反映出刻度尺的分度值。反思:由于孩子们刚刚学习物理,由于前概念干扰着孩子们的思维,如果采用“灌输式”方式进行“硬塞”,孩子们很容易出现吃“夹生饭”的现象,就会导致孩子们在最初的学习过程中,对于所学的知识一知半解,出现囫囵吞枣的现象。可是目前的教育现状是:为了某些眼前的利益(例如出现的那些名目繁多的会考学科),不惜牺牲其他学科的利益,总认为先解决眼前的问题,以后可以将落下的功课进行补救。实践证明,这种做法真得不敢恭维,在最初的学习过程中如果出现急功近利的做法,就会为以后埋下“苦果”的种子。唯有在课堂中利用实验促成概念的转化,力争达到最佳课堂效果才是唯一的出路。为此,自己一直致力于课堂教学的拼搏之中。今后自己仍要不断加大课堂“学生自主创新实验”的探究力度,力争不上一节效率不高的课。让自己和孩子们一起在享受课堂之中,感受物理学科的无穷魅力!
作者简介:潘书朋,中学物理教师,扎根乡村教育25年,任教毕业班16届,山东省“互联网+教师专业发展”工程教育科研方法专题工作坊主持人,烟台市首批学科带头人,荣获中国STEM教育协作联盟评选的“首届中国最美科学教师专家提名奖”,2017年荣获大国良师优秀奖(光明日报社主办),2018年10月入选《教师博览》人物志。
在这里,聆听一线草根教师的教育心声!