基于核心素養(yǎng)的初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”教學(xué)為例

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院,廣東 廣州 510006)

1 引言

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面，其中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指學(xué)生在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)和理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境(STSE)關(guān)系的基礎(chǔ)上逐漸形成正確的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感，主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)態(tài)度等要素。[1]筆者基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，對人教版初中八年級下冊第九章第四節(jié)“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。

2 課前、課中、課后三環(huán)節(jié)的教學(xué)策略

圖1

基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，提出針對課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)策略。課前搜集相關(guān)視頻資料及生活實(shí)例，課中融合多種教學(xué)形式，課后關(guān)注科技及動(dòng)手操作等，將核心素養(yǎng)理念融入中學(xué)物理課堂教學(xué)中，具體相關(guān)教學(xué)策略如圖1。

3 基于核心素養(yǎng)視角的物理教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 創(chuàng)設(shè)物理情境

上課之前，教師基于真實(shí)生活情景，創(chuàng)設(shè)3個(gè)不同的物理情境，讓學(xué)生分別觀察：(1) 車輪附近樹葉的運(yùn)動(dòng)情況；(2) 水流形成漩渦時(shí)，附近紙片的運(yùn)動(dòng)情況；(3) 飛機(jī)機(jī)翼的形狀。進(jìn)而引入本節(jié)課探究的課題：流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。在新知教學(xué)之前，為學(xué)生播報(bào)一則“火車吸人”事故的新聞，播放動(dòng)漫視頻重現(xiàn)事故情景，視頻中的小蝸牛越過黃色安全線，火車飛馳而來，小蝸牛被“吸”向火車。

設(shè)計(jì)意圖：將日常生活實(shí)例和新聞報(bào)道相互聯(lián)系，拉近物理與學(xué)生之間的距離，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)到物理原理蘊(yùn)涵于生活之中，幫助學(xué)生養(yǎng)成樂于觀察、勤于探究的良好習(xí)慣。通過播放動(dòng)漫視頻，提醒學(xué)生注意生活中乘坐火車的安全問題，也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的動(dòng)力和好奇心、探究的熱情。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生自主探究

3.2.1 探究氣體流速和壓強(qiáng)的關(guān)系

邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)：如圖2所示，全體學(xué)生跟隨教師，雙手拿兩張A4白紙，相隔適當(dāng)距離，從上往下吹氣，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

圖2

設(shè)計(jì)意圖：取材簡單，學(xué)生可親身體驗(yàn)、直觀感受，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，加強(qiáng)學(xué)生對氣體流動(dòng)與壓強(qiáng)之間關(guān)系的感性認(rèn)識。

分組實(shí)驗(yàn)：教師展示如圖3所示的自制教具：“探究氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”演示儀，又名“牛郎織女鵲橋會(huì)”。教師把左邊紅色的小球當(dāng)成“織女”，右邊黑色小球當(dāng)成“牛郎”，提出以下問題：如何讓“牛郎”和“織女”相會(huì)？

圖3

設(shè)計(jì)意圖：通過神話故事的引入，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提升學(xué)生的人文素養(yǎng)，設(shè)置探究性的問題，引起學(xué)生思考。通過小組合作交流、學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、追求創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。

3.2.2 探究液體流速和壓強(qiáng)的關(guān)系

分組實(shí)驗(yàn)：將“探究液體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”演示儀提前放在學(xué)生課桌上(如圖4)，學(xué)生以小組合作的形式，在“探究氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究液體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。

圖4

設(shè)計(jì)意圖：分小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生合作、交流的能力，鼓勵(lì)學(xué)生善于與他人合作、分享。以前面的實(shí)驗(yàn)作為參考，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究的能力，使學(xué)生保持對探究的熱情。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過課上兩組不同的實(shí)驗(yàn)探究，鼓勵(lì)學(xué)生用自己的語言描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并進(jìn)行小組討論，最后全體師生共同完善，通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：流體流速越快的位置，壓強(qiáng)越??；流體流速越慢的位置，壓強(qiáng)越大。

3.3 拓展應(yīng)用，鞏固新知

3.3.1 解答懸而未決的問題

鼓勵(lì)學(xué)生利用本節(jié)課所學(xué)知識解答如圖5所示高鐵站臺上的黃線設(shè)置原理，并解開視頻中關(guān)于小蝸牛的疑惑。

圖5

3.3.2 介紹科技中的應(yīng)用

介紹本節(jié)物理知識點(diǎn)在飛機(jī)機(jī)翼設(shè)計(jì)上的應(yīng)用(如圖6)、風(fēng)洞試驗(yàn)在航空和軍事上的重要性(如圖7)。

圖6

圖7

3.3.3 完成小設(shè)計(jì)和小制作

引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的

噴霧器，了解其結(jié)構(gòu)，自制簡易噴霧器，并解釋噴霧器的工作原理。

設(shè)計(jì)意圖：解答課堂中提出的問題，保持學(xué)生對自然現(xiàn)象的好奇心和探究熱情；介紹飛機(jī)機(jī)翼以及風(fēng)洞在航空和軍事上的運(yùn)用，了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系；了解所學(xué)物理知識與科技前沿發(fā)展的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國、關(guān)注科技發(fā)展的良好習(xí)慣；自行完成小設(shè)計(jì)和小制作，使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，大膽質(zhì)疑，追求創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、堅(jiān)持不懈的科學(xué)態(tài)度。