核心素養(yǎng)引領(lǐng)單元設(shè)計(jì) 科學(xué)方法點(diǎn)亮物理課堂

(江蘇省無錫市清名橋中學(xué)，江蘇 無錫 214023)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中逐漸形成的一種品格和能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出給物理教學(xué)指明了方向，同時也提出了要求，即物理教學(xué)要能幫助學(xué)生建立正確的物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)的思維，掌握科學(xué)探究的方法，使學(xué)生具有科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任。但是，如果教師在上課時不注重全局考慮，只是“教教材”，沒有將知識前后貫穿，問題就顯露出來，學(xué)生在知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)上可能沒有問題，但是學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)缺乏連續(xù)性，學(xué)生沒有很好的物理觀念，科學(xué)方法的應(yīng)用也不盡如人意。為此，我們需要探尋更為適合的教學(xué)方式和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法。

鐘啟泉教授認(rèn)為：單元設(shè)計(jì)將是撬動課堂轉(zhuǎn)型的一個支點(diǎn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，物理教學(xué)應(yīng)從掌握知識向形成能力去發(fā)展，應(yīng)從微觀的課時學(xué)習(xí)向中觀的單元設(shè)計(jì)去推進(jìn)。本文將以蘇科版物理第六章物質(zhì)的物理屬性為例,對此進(jìn)行討論。

1 單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

“物質(zhì)的屬性”是“物質(zhì)”主題下的二級主題，課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求如下：

(1) 通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的一些物理屬性，如彈性、磁性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，用語言、文字或圖表描述物質(zhì)的這些物理屬性。

(2) 知道質(zhì)量的含義。會測量固體和液體的質(zhì)量。

(3) 通過實(shí)驗(yàn)，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(guān)的物理現(xiàn)象。

(4) 了解人類關(guān)于物質(zhì)屬性的研究對日常生活和科技進(jìn)步的影響。

課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求就是本單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)，從知識和技能的掌握程度來看:對于“物質(zhì)的一些物理屬性”的內(nèi)容要求是“了解”，對于“質(zhì)量的含義”的要求是“知道”，對于“密度”的描述是“理解”。由此可見密度在本單元學(xué)習(xí)中占有非常重要的位置，這里說的單元不是指單純的學(xué)習(xí)內(nèi)容單位，除了通過密度學(xué)習(xí)了解物質(zhì)的一些物理屬性外，還包含第八章力中所要涉及的彈性，第十四章電阻中導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的導(dǎo)電性，第十六章電磁轉(zhuǎn)換中磁性、磁化現(xiàn)象等內(nèi)容，同時課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的“解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象”也與后續(xù)學(xué)習(xí)液體的內(nèi)部壓強(qiáng)、大氣壓強(qiáng)、阿基米德原理和物體浮沉條件有關(guān)。教科書在編排時首先讓學(xué)生重點(diǎn)探究物質(zhì)的一個重要物理屬性——密度，在最后一節(jié)中讓學(xué)生合作交流,了解物質(zhì)還有硬度、彈性等其他物理屬性。

綜上所述,在教學(xué)過程中，我們教師要站在一定的高度從整體把握,將教學(xué)內(nèi)容前后連貫展開，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究情境,明晰學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而建構(gòu)物理知識框架。

2 單元設(shè)計(jì)思路

2.1 求同存異，區(qū)分物體和物質(zhì)

圖1

在物體的質(zhì)量教學(xué)中，利用橡皮筋、火柴棒、一截車胎、大頭針、大螺栓和木塊進(jìn)行分類(如圖1)，讓學(xué)生自主分類，在多種分類方式中得到火柴棒和木塊為一類,由木材組成；大頭針和大螺栓為一類，由鐵組成；橡皮筋和車胎為一類，由橡膠組成。進(jìn)而得出物體是由物質(zhì)組成的,在學(xué)生的意識中區(qū)分了物體和物質(zhì)(如圖2)。

圖2

在活動6.1“探究物體形狀、物質(zhì)狀態(tài)對質(zhì)量是否有影響”中,得出質(zhì)量是物體的一種屬性,學(xué)習(xí)物質(zhì)的物理屬性時,仍然可以將圖2展示出來,利用對比的思想,既然質(zhì)量是物體的一種屬性,那么組成物體的物質(zhì)有怎樣的屬性呢？在這樣的對比教學(xué)中異中求同,使學(xué)生體會到：無論是物體的屬性，還是物質(zhì)的物理屬性,屬性實(shí)際上就是不變性；同時又同中求異,充分區(qū)分了物體和物質(zhì)。

2.2 重視能力，測量質(zhì)量和密度

盡管在課程標(biāo)準(zhǔn)中對質(zhì)量概念的要求不高,但是這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的,學(xué)習(xí)密度公式時要用到質(zhì)量,在測量小石塊密度的實(shí)驗(yàn)中還考查了學(xué)生測量物體質(zhì)量的能力。因此在活動6.2的實(shí)驗(yàn)中,要以培養(yǎng)技能和能力為主,在面對質(zhì)量過小的物體時使用測多算少法。測量液體質(zhì)量時，要考慮是先測杯子的質(zhì)量、還是先測杯和水的總質(zhì)量的問題。

密度的概念比較抽象,雖然在生活中學(xué)生會積累到一些與密度知識有關(guān)的經(jīng)驗(yàn),但是初二學(xué)生剛接觸物理不久,理解密度概念比較困難。在教學(xué)中教師需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,用更為具體直觀的方式將密度的概念展現(xiàn)在學(xué)生面前。密度概念的建立所需要理解的比值定義法學(xué)生已經(jīng)在學(xué)習(xí)速度時使用過,學(xué)生也掌握了速度的計(jì)算,這些能力也為建構(gòu)密度的概念提供了保障。

2.3 首尾呼應(yīng)，聯(lián)系密度和屬性

從認(rèn)識具體的密度這個物理屬性入手,到最后一節(jié)“物質(zhì)的物理屬性”,將物質(zhì)的物理屬性與日常生活中物質(zhì)的用途聯(lián)系起來,符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),讓學(xué)生利用不同的物理屬性進(jìn)行分類的教學(xué)呼應(yīng)了本章開始的做法,從分類開始,在分類中結(jié)束,使學(xué)生感受到自然界中物質(zhì)的多樣性。

3 方法點(diǎn)亮物理課堂教學(xué)

當(dāng)前,物理教學(xué)改革強(qiáng)調(diào)學(xué)生對于知識的理解、建構(gòu),而不是機(jī)械記憶,要求教師合理利用多種科學(xué)方法,發(fā)揮指導(dǎo)作用,這樣的教學(xué)過程注重了概念的來龍去脈,探究過程有助于提高學(xué)生分析問題和探究的能力。

以下是“物質(zhì)的密度”的教學(xué)片斷。

片斷1

師:同學(xué)們,這是老師從家里帶來的水和白酒,請大家區(qū)分這兩種液體。

學(xué)生根據(jù)生活中氣味、味道等物質(zhì)的特性很容易將酒和水區(qū)分開來。

師:形狀與體積相同的銅塊、鋁塊,如何分辨它?

生:掂一掂。對于銅與鋁,質(zhì)量大的是銅,質(zhì)量小的是鋁。

片斷2

師:大家會發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)處理比較繁瑣,請討論一下，有沒有不用計(jì)算的數(shù)據(jù)處理方法?

生:作圖。

師:每一條直線代表了哪種物質(zhì)?

學(xué)生分析并得出結(jié)論。

師:我們用了幾種方法來處理數(shù)據(jù),你們認(rèn)為哪種更直觀?請嘗試總結(jié)出區(qū)別物質(zhì)的辦法。

片斷3

師:老師將雞蛋放入水杯中,觀察雞蛋的位置。

生:沉在杯底。

師:將雞蛋放入鹽水中,再觀察雞蛋的位置。

生:雞蛋浮在水面上。

師:請大家大膽猜測,是什么因素產(chǎn)生的影響?

生:密度。

以教材為藍(lán)本,將生活情境帶入課堂,密切關(guān)注物理知識與生活的聯(lián)系,將物理問題轉(zhuǎn)化成生活問題,使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,讓學(xué)生意識到有尋找新知識的必要,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,在教學(xué)過程中注重學(xué)生對科學(xué)方法的理解,如用“比值法”定義概念和用圖像法解決問題,學(xué)生通過探究體驗(yàn)，理解物理方法,加深了對物理知識的理解,鍛煉了學(xué)生的知識遷移能力,發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維,為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)提供了保證。

4 結(jié)語

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出：讓學(xué)生能將物理知識和技能運(yùn)用于生活、生產(chǎn)實(shí)際,為以后的學(xué)習(xí)、生活和工作打下基礎(chǔ)；有將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感與責(zé)任感。因此,物理教學(xué)要緊密聯(lián)系實(shí)際,讓學(xué)生在豐富的感性認(rèn)識基礎(chǔ)上體會到物理知識的實(shí)用性,體會到物理知識和方法的重要作用,從而增強(qiáng)學(xué)生解決物理問題的意識和能力。

教師要從課程標(biāo)準(zhǔn)的要求出發(fā),關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展,通過單元設(shè)計(jì),巧用各種教學(xué)方法,幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中參與協(xié)作,體驗(yàn)知識的建構(gòu)過程,落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。