追求物理教学的“真”
熊楚伟 汪仕武
物理教学要创设生活化的情境，引导学生从真实情境中发现并提出问题，在思考与探索真问题中发掘现象蕴含的物理本质和规律，建构物理观念，在从现象到本质的认知过程中掌握科学探究的方法，发展科学思维，在运用物理原理和规律解决问题的真实体验中提升应用能力，感悟学科价值。
一、创设真实情境，建构物理观念
物理观念是对物理现象本质的抽象和概括。在物理学习中，注重知识的形成过程，让学生在真实情境中体验和发现现象的本质特征，有利于学生深度理解知识，促进物理观念的形成。
在教学《两种电荷》时，笔者让学生进行以下活动：将桌上的物体（吸管、气球、塑料笔）相互摩擦后，再用它靠近小纸屑、彩带、头发、泡沫等，观察所看到的现象并记录下来。活动后，学生发现吸管摩擦后吸引小纸屑，气球摩擦后吸引头发和泡沫，塑料笔摩擦后吸引小彩带。笔者提问：同学们刚才看到的实验现象有什么共同之处？（学生：吸引）吸引什么样的物体呢，能不能用两个字来描述一下它的特征？（启发学生想到“轻小”物体）我们刚才是用什么方法使物体带上电的？（学生：摩擦）笔者总结：如果一个物体能够吸引轻小物体，我们就说这个物体带电;用摩擦的方法使物体带上电的现象叫摩擦起电。
这一活动，让学生体验到不同的两个物体相互摩擦后能吸引轻小物体这一共性，建构“带电体”和“摩擦起电”的物理概念，使抽象的概念有了具体形象的支撑。这是学生形成物理观念的重要基础。
二、探究真实问题，发展科学思维
科学思维是物理素养的核心，决定着学生解决问题的水平和能力。探究真实问题能为学生科学思维的发展提供认知依据，使学生在解决问题的过程中认识物理本质和规律，建构新的认知结构，实现从“感”到“悟”的升华。
如何让学生认识到自然界中只有正、负两种电荷是本节课的教学难点之一。为此，笔者创设了3个实践探究活动。
活动1：首先，笔者将两支玻璃棒分别与丝绸摩擦，两支橡胶棒分别与毛皮摩擦，并提问：这两支玻璃棒（或橡胶棒）带的电相同吗，为什么？学生认为相同，因为各自都是与另一相同的物质摩擦。然后，笔者让学生将其中一支玻璃棒（或橡胶棒）放在绝缘支架上，用另一支相同的棒去靠近它，并观察现象。学生操作发现两支玻璃棒相互排斥，两支橡胶棒也相互排斥。在真实的探究体验支持下，学生顺利得出“同种电荷相互排斥”的结论。
活动2：用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近绝缘支架上毛皮摩擦过的橡胶棒，再反之操作，观察发生的现象。笔者提问：同学们看到了什么现象？丝绸摩擦过的玻璃棒带的电与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电相同吗？学生从玻璃棒与橡胶棒相吸的现象得出“异种电荷相互吸引”这一结论。笔者追问：自然界中有多少种不同的电荷呢？由此引导学生初步感知自然界中至少存在两种不同的电荷。该过程体现了由浅入深、由具体到抽象的思维过程。
活动3：学生用桌上的材料相互摩擦使它带电，然后用它分别靠近绝缘支架上用丝绸摩擦过的玻璃棒和毛皮摩擦过的橡胶棒，记下它们是相互吸引还是相互排斥，并判断这一物体所带的电与哪个物体相同。有的学生用在头发上摩擦过的塑料笔靠近与丝绸摩擦过的玻璃棒，发现相互排斥，靠近与毛皮摩擦过的橡胶棒，发现相互吸引，从而判断塑料笔所带电与玻璃棒相同。还有的学生用纸巾摩擦过的吸管与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近，发现相互吸引，与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近，发现相互排斥，从而判断吸管帶的电与橡胶棒相同。笔者要求学生将实验现象、物体的带电情况等列举出来。学生发现这些带电体要么与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，要么与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同。笔者指出：科学家收集到无数次实验数据后，也得出上述结论，事实表明自然界中只有两种电荷——正电荷和负电荷。
活动设计基于对真实问题的真实探究，通过“操作—观察—思考—总结”，抽象出现象背后的本质和规律，提升了学生由感性认识到理性认识的科学思维能力。
三、经历真实体验，培养探究能力
科学探究是获取物理知识的重要途径，也是物理学习的重要内容。科学探究能力是决定学生自主学习水平和终身学习能力的关键。科学探究的过程包含多个环节，如提出问题、猜想与假设、设计实验、实验验证等。科学探究的方法有很多，如控制变量法、转换法、科学推理法等。这些过程和方法要在长期地渗透和体验中获得提升。
例如，在“验电器的作用及原理”探究活动中，笔者首先让学生分组自制验电器，并用带电体检验其效果;接着用手机将各组的自制验电器实验效果投屏展示，引导学生观察、发现金属箔都是张开的，说明验电器的原理是同种电荷相互排斥;然后引导学生发现各组的验电器金属箔张开的角度不同，并指出这是因为电荷的多少不同，从而引出“电量”概念;随后将两根带电玻璃棒相互靠近并逐渐改变两棒之间的距离，让学生根据绝缘支架上玻璃棒偏转的快慢来判断两棒之间相互作用力的大小，猜想电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关;最后让学生根据猜想提出自己的探究方案并进行实践探究。
这样教学让学生经历了发现问题、猜想假设、实验探究等科学探究过程，既检验了学生科学探究的能力，也是再次学习与提高的过程。
四、“情境—模型”转化，提升应用能力
随着评价导向的转变，物理习题非常重视对学生分析综合能力、模型建构能力等素养的考查。笔者在教学中发现，学生遇到这类情境题不知从何处着手的主要原因是缺乏对真实情境的体验和理解，不能将真实情境转化为物理模型。如何解决呢？教师要引导学生从物理视角分析情境，准确发现情境中的物理元素，从而将真实情境转化为物理模型。
如下图，A、B是两个轻质泡沫小球，C是用毛皮摩擦过的橡胶棒，A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示。由此可以判断（ ）。
A.小球A带正电 B.小球B带正电
C.小球B可能不带电 D.小球A可能不带电
学生能根据题目信息准确地判断C带负电，再根据电荷间的相互作用简单地判断A带正电、B带负电，错误地选择A。此题的解答显现了学生思维的局限性。为了纠正错误，笔者设计实验重构题目中的物理模型，引导学生用带正电的玻璃棒和带负电的橡胶棒分别靠近不带电的气球，都出现相互吸引的现象，通过摩擦让气球带上电后再分别靠近上述两种棒，此时气球与玻璃棒相吸、与橡胶棒相斥。学生归纳：“相吸”说明两个物体中一个带电、另一个不带电，或者两个物体带异种电荷，而“排斥”只能是两个物体都带电且是异种电荷。“不带电”引发了学生的深度思考：由题设可知C带负电，根据B与C相互排斥确定B也带负电，由B和C都吸引A，不能简单地判断A一定带正电，因为A可能不带电，所以正确选项是D。
利用重构实验将问题情境转化为物理模型，使学生学会用物理的视角观察问题、思考问题，用物理的方法解决问题，从而强化了学生的应用能力，促进了学生学科素养的提升。
（作者单位：麻城市黄土岗中心学校）
责任编辑 刘佳
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