基于核心素養(yǎng)導向的初中物理教學設計

曾佑杰 洪進步

摘? ?要：以“科學探究：物質的密度”的教學設計為例，邏輯性串聯課堂，創(chuàng)設支撐性的真實情境、引導學生經歷概念建構與規(guī)律探究過程、解決真實物理問題，為物理課堂提升學生物理核心素養(yǎng)奠定基礎。

關鍵詞：核心素養(yǎng);教學設計;密度

“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”是構成物理核心素養(yǎng)最主要的四個方面，物理核心素養(yǎng)是學生在物理學習的過程中逐漸養(yǎng)成的關鍵能力和必備品格，并將適應學生個體終身發(fā)展和社會發(fā)展的需要。新時代的物理課程、教材和教學的改革在物理核心素養(yǎng)的引領下，正步入一個全新的發(fā)展階段[ 1 ]。物理核心素養(yǎng)整合、提煉、發(fā)展過去的三維課程目標，是有繼承有創(chuàng)新的全新教育理念。

為有效落實物理學科的核心素養(yǎng)，在日常的物理教學中，教師應避免教授零散和脫離學生生活實際的科學知識，應注重以多樣化的教學方式營造和調節(jié)良好的課堂氛圍，通過創(chuàng)設支撐性的真實情境，從生活走向物理。通過引導學生經歷規(guī)律探究與概念建構的完整過程，幫助學生建立完整的物理知識體系。通過讓學生解決真實物理問題，使其對物理學與科技、社會、生活間的聯系有一個充分的認識，做到從物理走向社會，幫助學生對物理世界形成一個完整的認識。

1? 基于物理核心素養(yǎng)導向的教學設計理念

1.1? 創(chuàng)設支撐性的真實情境

在日常的物理教學中，教師應當致力于創(chuàng)設貼合學生生活實際的真實情境，鼓勵學生剖析和簡化物理問題，引導學生構建物理模型和運用正確的科學研究方法，鼓勵學生積極開展科學探究活動，唯有在真實情境中的科學探究，才能有效地培養(yǎng)學生的科學探究能力，并形成良好的科學素養(yǎng)。教師對創(chuàng)設的真實情境應以現實生活和社會中的真實情境為依托，唯具有現實性的真實情境才具有支撐性，方能使學生體會和感悟到學習的真實意義。此外，教師還可通過創(chuàng)設以物理學發(fā)展史為依托的真實情境，不僅可幫助學生真實感受物理學家嚴謹的科學態(tài)度和科學精神，還可有效地提高課堂的有趣性。

創(chuàng)設支撐性的真實情境不僅能有效地喚起學生的認知思維，還能激發(fā)學生學習和探究的內驅力，并幫助學生以主人翁的身份和探索者的角色參與到物理問題的探究和物理知識的學習[ 1 ]。此外，創(chuàng)設貼合學生生活實際的真實情境不僅可邏輯性地導入相關物理知識的學習，還可幫助學生將已有知識與當下要學的知識建立聯系，從而達到激發(fā)和保持學生對物理知識的學習興趣和對物理問題的探究興趣。

1.2? 經歷規(guī)律探究與概念建構

為有效促進和發(fā)展學生的科學素養(yǎng)，在日常教學中，教師應當充分引導學生經歷規(guī)律探究或概念建構的完整過程。經歷規(guī)律探究或概念建構的物理學習過程不僅需要大量分析、綜合、比較、抽象、概括等方法，還包含設計一系列概念形成、推理判斷、問題解決等過程。

唯有經歷規(guī)律探究或概念建構的過程，學生才能依據自身的過程性體驗，形成個體的活動經驗，進而提升為相應的能力。在日常教學中，教師應為學生提出問題、分析問題、解決問題創(chuàng)造情境和機會，以此激發(fā)學生的探究熱情。此外，教師還可引導學生學習物理學家在探索自然規(guī)律的過程中形成的科學思想和在建構物理學科核心概念的過程中使用的科學方法，激發(fā)和保持學生的學習興趣，讓學生在知識的學習與問題的探究中，將所學的科學思想和科學方法內化為自身的科學品質，并具有良好的科學態(tài)度。

1.3? 解決真實物理問題

物理的課堂教學應注重培養(yǎng)學生對真實物理問題的解決能力，將物理問題與學生的生活及現代科技的發(fā)展相聯系，讓學生獲得對物理知識應用的體驗的同時，能將所學物理知識運用于生活、生產實際，關心科技發(fā)展，并逐步樹立科學的世界觀。

解決真實物理問題的過程是學生探索和創(chuàng)造的過程，是學生將已學知識遷移和運用于問題解決的過程。同時，學生解決真實物理問題的過程，也是學生獲得基本技能和掌握科學研究方法的過程，可促進學生正確認識物理學科，進而培養(yǎng)和提高學生的科學素養(yǎng)。

2? 基于物理核心素養(yǎng)導向的初中物理教學設計

下面以滬科版八年級全一冊中“科學探究：物質的密度”為例，研究基于物理核心素養(yǎng)導向下的初中物理教學設計。

2.1? 教材分析

對在“科學探究：物質的密度”這一節(jié)中，課程標準要求：“通過實驗，理解密度。會測量固體和液體的密度。解釋生活中一些與密度有關的物理現象。”基于課程標準的要求，教材通過豐富的學生測量活動，合作搜集數據，讓學生體會到質量與體積不同的同種物質，其質量與體積不僅成正比，且為一定值。而不同種物質的質量與體積之比一般不等，從而引入密度的概念和單位。“探究點撥”欄目對科學探究環(huán)節(jié)中的“交流與合作”進行了解析，培養(yǎng)學生形成敢于堅持原則又尊重他人的的科學素養(yǎng)。本節(jié)課的主要教學任務是：通過學生自主實驗探究同種或異種物質的質量與體積的關系，引導學生通過比值定義法建構密度的概念，培養(yǎng)學生的科學探究和總結歸納能力。

2.2? 學情分析

本階段的學生具有較強的形象思維能力，但邏輯思維能力發(fā)展水平不高，且具有發(fā)展不平衡的特點?，F階段學生雖已初步掌握測量固體質量和液體質量的方法，且對實驗有一定的興趣，具有較強的動手欲望和基本的操作能力，但也存在語言表達能力仍有欠缺的不足。因此在本節(jié)課之前，學生已初步具備探究物質密度的能力，本節(jié)通過豐富的學生測量活動，鞏固托盤天平和量筒的使用方法。在本節(jié)密度概念教學時，將通過支撐性的真實情境創(chuàng)設、規(guī)律探究與概念建構和解決真實物理問題幫助學生理解和掌握密度概念。

2.3? 教學目標

（1）知識與技能

理解密度，記住常溫下純水的密度。會測量固體和液體的密度。運用密度公式解決實際問題。

（2）過程與方法

經歷物體質量與體積關系的探究過程。體驗利用比值來定義物理量的科學研究方法。學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律和方法。

（3）情感態(tài)度價值觀

具有初步的分析概括能力。具有嚴謹的科學態(tài)度。形成良好的解題習慣。

2.4? 教學重難點

（1）教學重點：密度概念的建立。

（2）教學難點：密度概念與公式的理解。

2.5? 教法與學法

（1）教學方法：啟發(fā)式綜合教學法。

（2）學習方法：自主探究、小組交流合作。

教具

教師展示器材：天平（砝碼）、校運會的金牌、銀牌、紅球、藍球、毛線球、乒乓球、水、鹽水、泡沫道具“大石頭”。

學生實驗器材：天平（砝碼）、不同體積的木塊若干、不同體積的鋁塊若干、不同體積的鐵塊若干、量筒、燒杯、水等。

3? 教學過程

3.1? 創(chuàng)設情境，設疑激趣

【教師活動】教師分別出示校運會的金牌和銀牌，紅球和藍球，毛線球和乒乓球，讓學生思考在日常生活中可根據什么來鑒別不同物質？在此基礎上出示水和鹽水，進一步讓學生思考如何辨別外觀完全相同的水和鹽水？

【學生活動】學生通過觀察獨立思考，對教師的設問進行思考，結合生活經驗進行合理解答和猜想。

【設計意圖】從生活走向物理，以支撐性的真實情境設置疑問，激發(fā)學生學習興趣，使學生參與到物理學習之中。同時為密度概念的建立打下基礎。

3.2? 提出問題，合理猜想

【教師活動】教師在講臺上放置一塊“大石頭”，讓班級部分弱小的孩子上臺嘗試搬起“大石頭”。引導學生思考體積龐大的石塊質量是否就一定大，學生思考交流后進一步引導學生思考同種和異種物質的質量與體積存在什么關系？進而引導學生提出問題。

【學生活動】學生在教師引導下進行思考并提出問題：體積不等的同種物質，質量是否相等？體積相等的異種物質，質量是否相同？學生獨立思考后進行猜想與假設，與組內同學交流討論，在教師的引導下提出合理的猜想。

【設計意圖】以支撐性的真實情境，讓學生經歷“提出問題”與“猜想假設”的探索規(guī)律過程。學生通過表達自己的看法，逐步形成從實驗觀察中發(fā)現和提出與物理學有關的問題，培養(yǎng)學生的科學探究能力。

3.3? 設計方案，實驗探究

【教師活動】為了驗證“體積不等的同種物質，質量是否相等”和“體積相等的異種物質，質量是否相同”的猜想，教師將全班分成六個小組并對各小組的實驗任務進行分配，如：1、2兩組測量體積不等的木塊的質量;3、4兩組測量體積不等的鋁塊的質量;5、6兩組測量體積相等的木塊、鋁塊、鐵塊的質量，引導學生依據實驗任務設計實驗表格。

【學生活動】學生在教師的引導下進行獨立思考并和組內成員交流，在教師的引導下畫出實驗記錄表格。學生根據實驗任務選取實驗器材進行實驗探究。

【設計意圖】為驗證猜想是否正確，學生對教師分配的實驗任務必然有較高的極極性，從而主動經歷探索規(guī)律的過程。為節(jié)約課堂時間和培養(yǎng)學生的合作意識，探究過程中進行分組探究。

3.4? 匯報交流，歸納總結

【教師活動】各小組實驗完成后，要求各小組與實驗任務相同的小組交流實驗結果，且要求最先完成測量任務的小組把數據結果輸入電腦表格中并根據自己的數據進行描點作圖，教師及時組織并引導學生對所有的數據結果進行分析，得出正確的實驗結論。在得出實驗結論的基礎上，教師可引導學生進一步思考在此過程中用到的科學方法。

【學生活動】在教師引導下，學生交流討論并依據1、2組和5、6組木塊數據（3、4組和5、6組鋁塊數據）得出：同種物質，體積相同，質量相等;依據1、2組或3、4組內木塊、鋁塊的數據得出：同種物質，體積不同，質量不相同;在教師的引導下學生將數據結果輸入電腦表格中并根據測量的數據結果進行描點作圖分析，得出：同種物質組成的物體的質量與其體積的比值是一定的，由不同物質組成的物體的質量與其體積的比值一般是不同的。學生在教師引導下領悟實驗結論，同時思考在此過程中用到的科學研究方法。

【設計意圖】通過已有的實驗結果，學生為主，教師為輔，讓學生經歷分析、綜合、比較、概括等方法，主動經歷探索規(guī)律的過程，學習科學研究方法，培養(yǎng)學生的科學思維能力。

3.5? 升華概念，引入密度

【教師活動】依據上述的實驗結論，引導學生建立密度概念，即在物理學中把物質的質量與體積的比值作為物質的一種特性總結為一個新的物理量：密度。由此提問學生，讓學生翻閱課本回答在物理學中對密度的定義。通過讓學生回憶速度的定義，引導學生歸納理解比值定義法。最后，在學生建構密度概念后引導學生理解密度僅僅是物質的特性之一。

【學生活動】學生翻看教材查找密度定義回答：在物理學中，把由某種物質組成的物體的質量與其體積的比稱為密度。學生在教師的設問和引導下歸納理解比值定義法。在教師的引導下，學生思考并理解密度作為反映物質的一種特性，同種物質的密度是恒定的;密度的大小與物質種類有關，與質量和體積均無直接關系。

【設計意圖】讓學生深刻理解比值定義的科學定義方法，建構物理學科核心概念，增強學生的科學思維能力，讓學生經歷概念建構的完整過程，深刻理解物理概念，培養(yǎng)學生的物理觀念。

3.6? 精細學習，深化理解

【教師活動】在學生理解密度概念的基礎上，通過類比速度公式的導出過程引導學生思考、討論通過密度的定義導出密度的公式，教師總結并依次講解公式中對應的符號及單位。在理解密度公式的基礎上，引導學生依據密度公式推導密度的國際制單位和常用單位，接著讓學生通過類比速度單位換算完成水的密度單位換算，并讓學生牢記水的密度大小。最后在掌握密度單位換算的基礎上引導學生思考水的密度表示的物理意義。

【學生活動】學生依據密度概念通過思考、討論得出密度公式。在理解密度公式的基礎上，依據質量和體積的單位推理得出密度的國際制單位和密度的常用單位。學生通過類比速度的單位換算，在教師的引導下自主推導密度的單位換算。在教師的要求下，學生牢記水的密度并理解其表示的物理意義。

【設計意圖】在學生理解概念的基礎上，創(chuàng)設類比速度的學習情境，讓學生真實體驗建構理解密度過程所使用的思想方法，以此形成活動經驗，提升為相應的能力，讓學生在主動學習與探究中逐步將分析推導的能力及類比學習的學習方法內化成自身的科學品質，形成良好的科學態(tài)度。

3.7? 聯系實際，解決問題

【教師活動】教師給出實際場景：某考古工作者考古挖掘中獲得一尊“金佛”，測得其質量為4.45 kg，體積為500 cm3，要求學生通過計算和查找密度表判斷“金佛”的材質。教師簡要介紹文物保護工作面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

【學生活動】學生通過計算得出“金佛”密度，通過查找密度表確定“金佛”的材質。學生認真聆聽教師對文物保護面臨的嚴峻挑戰(zhàn)的介紹，形成文化自豪感和保護文物的社會責任感。

【設計意圖】通過創(chuàng)設真實物理問題及解決過程滲透文物保護，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任感，增強學生的文化自豪感和社會責任感。

3.8? 課后實踐活動

【教師活動】給每位學生分發(fā)一小塊金屬圓柱體，要求學生利用所學知識自主設計實驗并通過查找密度表確定該金屬圓柱體的材質。

【學生活動】認真思考，制定計劃并收集數據，分析并得出結論。

【設計意圖】給學生提供科學探究實際問題的時間和空間，通過待解決的真實問題，引導學生運用已學的知識和方法，自主開展科學探究，可促進學生體會物理學的價值，增強學生綜合實踐能力和創(chuàng)造性思維。

4? 基于核心素養(yǎng)的教學設計反思

本設計以貼近學生生活實際的物質，創(chuàng)設真實情境，使學生進入積極的學習狀態(tài)。學生從真實情境中認識問題，進而形成學習過程，激發(fā)學習動機，增強學習興趣。

從真實情境中提出有探究價值的問題，讓學生通過合作自主完成科學探究，增強問題解決能力。在科學實驗探究過程中，讓學生經歷概念建構與規(guī)律探究，領悟科學知識，增強科學思維能力和科學探究能力，使學生從感性認識上升到理性認識。通過對實際問題的解決滲透文物保護意識，增強學生的文化自豪感和社會責任感。

在經歷規(guī)律探究與概念建構的基礎上，給學生新的挑戰(zhàn)和任務，學生在解決真實物理問題的同時，形成科學素養(yǎng)。課后解決實際問題中，要求學生依據已學知識自主設計實驗求出給定物品的密度，不但可以促進學生體會物理學的價值與生活的聯系，同時有助于增強學生的創(chuàng)造性思維和綜合實踐能力。

參考文獻：

[1]趙再琴.核心素養(yǎng)下普通物理立體式教學策略研究[J].中學物理教學參考，2019，48（6）：2-3.