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深度学习视域下农村初中物理生活化实验教学实例研究
□广东省广州市花都区圆玄中学 熊丽美


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摘要:当前,农村初中物理教学面临教学资源相对匮乏、教学方法相对传统等问题,导致难以有效激发学生的学习兴趣。在此背景下,生活化实验教学应运而生,为农村初中物理教学注入了新的活力。生活化实验教学以实际问题为导向,将教学活动置于现实生活背景,通过实验设计与现实生活场景的深度融合,引导学生运用知识解决生活中的实际问题,从而使学生开展深度学习。在此过程中,可以提升学生的科学思维、科学探究等能力,实现核心素养全面发展的目标。
   关键词:生活化;深度学习;核心素养
  一、指向深度学习的生活化实验教学
  深度学习是指学生在教师的引导下,通过主动参与、批判性思考、概念联结与迁移应用,超越浅层记忆与机械训练,形成对知识本质的理解,并能在复杂情境中灵活解决问题的能力。(深度学习与浅层学习的核心特点对比如表1所示。)
  《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)指出,初中物理教学应遵循学生身心发展规律,贴近学生生活,以鲜活案例、生活经验等引导学生进行理性思考;强调创设真实生活情境,引导学生持续探索,提升其分析问题、解决问题的实践能力与科学思维能力,进而发展核心素养。
  目前,农村初中物理教育面临两方面困境。一方面,教育资源相对匮乏、教学方法传统;另一方面,初中物理学科教学内容抽象性强、复杂度高,难以调动学生学习的积极性。
  生活化实验教学是一种以学生日常生活为背景、以实际问题为导向的教学模式。它通过实验设计与现实生活场景的深度融合,引导学生运用科学方法解决实际问题。其核心在于突破传统实验室的局限,强调知识在真实情境中的应用,拉近学生与物理的距离,培养学生的观察、分析和实践能力,最终实现知识的内化与实践转化,指向深度学习。该教学模式更契合新课标对发展核心素养的要求以及农村学生的认知基础,能够实现从生活走向物理,从物理走向社会。
   二、生活化实验教学实践
  以《杠杆》新授课为例,阐述新课标理念下指向深度学习的生活化实验教学实践。
  (一)情境引入,激发兴趣
  学生对杠杆的定义往往较为陌生或理解片面,实际上生活中杠杆的应用十分广泛。教师可通过生活化小实验,使杠杆概念在学生脑海中具象化。
  在课堂引入环节,笔者播放了学生参加研学体验活动的视频。视频中,一个巨大的“钢铁支架”一侧悬挂着一吨多重的汽车,另一侧是一名中学生。该学生双手向下拉动支架一侧的拉环,便能轻松地将汽车拉起(如图1所示)。学生见状立刻发出惊叹,现场响起了雷鸣般的掌声。他们十分好奇:视频中的学生为何能用微小的力量拉起沉重的汽车?笔者解释道:“并非这位同学有什么神奇力量,而是其中蕴含着机械原理,这就是杠杆。我们生活中的羊角锤、剪刀、筷子、钓鱼竿等均为杠杆。”由此,杠杆的定义得以明晰:杠杆并非一定是一根直棒,它的外形可以多种多样。生活中各类杠杆无处不在,功能各异。学生对这一神奇的机械原理充满了好奇。
  (二)自制教具,突破力臂
  力臂是《杠杆》教学的重点和难点内容。要清晰阐释力臂是“点到线”的距离,而非“点到点”的距离,仅依靠实验室的标准杠杆开展教学是比较困难的。为此,笔者尝试利用生活中的纸皮和皮尺等制作一个异型杠杆,以此突破力臂这一教学难点。
  1.制作材料
  纸皮、钢尺、杠杆支架、螺丝钉、带胶黏性刻度尺、细线、钩码、热熔胶、记号笔。
  2.制作方法
  (1)截取两条厚纸皮。
  (2)使用热熔胶将两条厚纸皮按一定角度粘接固定。
  (3)确定支点O,并在该位置插入长螺丝钉。
  (4)在支点两侧分别粘贴黏性刻度尺,标出力的作用点A、B,并在A、B点安装螺丝钉(如图2所示)。
  (5)通过粘贴纸皮调整异型杠杆的质量,使其在水平位置达到平衡状态;在杠杆支架上水平粘贴钢尺(如图3所示)。
  3.使用方法
  (1)将教具放置在水平桌面上,确保异形杠杆处于水平平衡状态。
  (2)在A点悬挂一个50g的钩码,在B点悬挂两个50g的钩码,使异型杠杆再次恢复水平平衡。
  (3)测量OA的距离为20cm,OB的距离为13cm,O点到B点力的作用线距离OC约为10cm(如图4所示)。
  (4)分别 计算 F 左 × OB、F 右 × OA、F 左×OC 的值。(5)对 比 F 左 ×OB 与 F 右 × OA、F右×OC与F右×OA的大小关系。
  (6)分析数据关系,从而正确理解力臂的定义。
  4.教具原理
  当异型杠杆处于水平位置平衡状态时,其一侧呈倾斜状态。在支点两侧悬挂质量不同的钩码后,杠杆再次恢复平衡。利用杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”进行代数计算,发现F 左×OB≠F 右×OA,而 F 左 × OC=F右 ×OA。通过对比计算结果可以明确:力臂并非支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离。
  5.教学意义
  借助自制异型杠杆引导学生进行试错操作,结合杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,代入数据进行计算,通过对比计算结果,能够有效突破“力臂不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离”这一教学难点。同时,让学生认识到利用生活化材料也可以自制教具进行实验探究,有助于培养学生的动手能力、运用建构模型解决问题的能力以及科学探究能力。
  (三)自制杆秤,跨学科实践
  新课标要求联系生产生活实际创设学习情境,渗透科学研究方法,培养学生的科学思维。杆秤充分体现了利用杠杆平衡条件解决生活问题的原理,而这正是学生较为薄弱的知识点。让学生体验利用生活中的小物件制作杆秤,还原生活场景,能够引发学生的深度思考。其成果以杆秤成品及称量数据的形式呈现,充分体现新课标提出的“从生活走向物理,从物理走向社会”的教学理念。
  1.制作材料
  长木棍、小电钻、缝衣线、塑料小碗、50g钩码、砝码、记号笔。
  2.制作过程
  (1)用小电钻在光滑的长木棍上钻两个孔,一个孔用于固定提纽,另一个孔用于固定秤盘。
  (2)用小电钻在塑料小碗上钻四个孔,用缝衣线将其固定在长木棍提纽一侧,作为秤盘。
  (3)用缝衣线将一个50g的钩码悬挂于提扭的另一侧作为秤砣,尝试确定空秤盘时杆秤水平静止的零刻度。此时学生发现一个问题:由于塑料小碗太轻而钩码太重,当秤盘与秤砣分置提纽的两侧时,杆秤无法水平静止。学生需要寻找解决办法。通过讨论分析,学生决定通过增加空秤盘质量(如添加质量相对均匀的硬币)的方式使杆秤达到水平静止状态,并用记号笔标记零刻度的位置。
  (4)在秤盘上放入150g的砝码,调整秤砣位置,使杆秤再次水平静止(如图5所示),用记号笔标记最大刻度的位置。
  (5)通过计算确定杆秤的分度值,用记号笔标定刻度(如图6所示)。
  (6)用自制杆秤称量身边小物件的质量,并与电子秤的测量结果进行对比校准。
  3.评价方式
  学生展示作品并测量同一物体的质量,全班同学对自制杆秤的外形、精度及准度等进行综合评价。
  自制杆秤以生活情境作为载体,以探究过程体现深度学习,以跨学科实践检验所学成果,是教学评一体化的充分体现。
  三、结语
  发展核心素养是深度学习的必然结果,二者相辅相成。在农村初中物理教学里,高效利用资源,加强生活化实验教学设计和实施,意义重大。一方面,能将学生对物理的抽象认知具象化,搭建深度学习的桥梁,助其深入理解知识;另一方面,可优化提升物理课堂质量,打破传统教学枯燥局面,激发学生兴趣与主动性。此外,这也是解决农村初中物理教学资源匮乏、方法传统等困境的有效办法。所以,农村初中物理教师应加快探索,积极研究可行性强的生活化实验教学策略,促进学生核心素养发展,为农村教育事业注入新活力。
  参考文献:
  [1] 唐岩岩.善用生活化实验,助力初中物理教学增效提质[J].中学课程辅导,2025(7):15—17.
  [2] 林文胜.初中物理实验教学生活化的实践策略[J].国家通用语言文字教学与研究,2025(1):61—63.
  [3] 蒋小溪.核心素养目标下初中物理生活化实验教学设计[J].新教育,2024(35):76—77.
  [4] 熊俊.基于核心素养的初中物理生活化实验教学研究及实践[J].华夏教师,2024(29):117—119.
 

本文系广州市花都区教育发展研究院2024年度专项课题(科学教育)“深度学习视域下农村初中物理生活化实验教学实践研究”(课题编号:HDJYYZ017)研究成果


 

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