基于核心素養(yǎng)的中學物理小組合作概念教學

游遠方

摘 ? 要：物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任等要素。物理概念教學，就是要使學生經歷概念的形成過程，讓學生自主分析事物，得出事物的共同特征，抽象概括出概念。在這一過程中，學生知道了概念的來源，清楚了概念的界定，將概念融入已有的知識體系中，應用概念去分析解決問題。由于學生生活經歷、知識基礎、思維水平不同，通過小組合作，學生互幫互助，交流討論，能有效提高建構概念的效率，提高學生的核心素養(yǎng)。在課堂上，老師要把“講概念”轉變?yōu)椤皩W生自主合作建構概念”。本文以密度概念教學為例，闡述利用小組合作進行概念建構，實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)提升的過程。

關鍵詞：核心素養(yǎng);小組合作;物理概念

不可否認，我們的概念教學還存在將概念硬生生塞給學生的現(xiàn)象，存在著通過大量練習強化概念記憶的現(xiàn)象。這種教學的不足之處，是學生不知道物理概念的來源，沒有經歷概念形成的思維加工過程?；谛〗M合作的物理概念教學，學生自主對比、分析事物，得出事物的共同特征，抽象概括出概念，理解概念的內涵與外延，把概念融入已有的知識體系中，學生合作建構概念的過程就是核心素養(yǎng)的形成過程。本文旨在以密度概念教學為例，探討基于小組合作的初中物理概念教學，在自主建構概念的過程中提升物理核心素養(yǎng)。

一、提出要研究的問題

初中學生在頭腦中已經有了質量和體積的概念，會比較不同物體質量、體積的大小。比如，可以通過用手掂量、用儀器比較質量大小;可以估測物體體積大小，或用儀器比較體積的大小。然而，學生還沒有建立質量與體積間的聯(lián)系，也沒有意識到同種物質組成的不同物體具有不隨質量和體積變化的共同特征?；趯W情的分析，教師要做的工作就很明確了，那就是要讓學生測量物體的質量與體積，通過對數據的處理，從結果中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得到同種物質的共同特征，從而抽象概括出密度的概念。

課堂上，教師拿出兩個容積相同的小礦泉水瓶，一瓶裝滿水，一瓶裝滿酒精，展示給學生看。

師：兩瓶液體的體積相同，兩瓶液體的質量相等嗎？

一部分學生認為相等，一部分學生認為不相等。

教師演示：用天平測出兩瓶液體的質量，結果顯示體積相同的水和酒精的質量不相等。

提出問題：同種物質組成的物體的質量與它的體積有什么關系呢？

二、明確合作的目的

針對提出的問題，學生需要明確合作的目的，就是探究出質量與體積的關系。教師給出的材料是三塊大小不同的鋁塊、三塊大小不同的鐵塊。學生對合作任務進行分解，明確小組同伴要做的工作，一是測出物體的質量，二是測出物體的體積。小組長做好小組成員的工作分工，安排一部分同學負責測質量，一部分同學負責測體積，一部分同學負責記錄數據和計算，最后分析數據，得到結論。通過合理的分工，可以提高合作的效率。

三、做好小組合作實驗前的準備

在學生合作進行實驗前，教師為學生復習天平及量筒的正確使用方法。

師：如何測量物體質量？

生：用天平。

老師與同學一起復習天平的使用方法：使用天平前，要調節(jié)天平，使其平衡;測量物體質量前，要先估計被測物體質量的大小，根據估計值從大到小向右盤加減砝碼等。

師：如何測量鋁塊、鐵塊的體積？

生：用量筒，用排水法測量物體體積。

老師與同學一起復習量筒的使用方法，強調在讀數時，視線要與水的凹面相平。在復習天平、量筒使用方法的同時，老師還要強調天平、量筒使用的注意事項。

四、小組合作進行實驗探究

小組成員按照組長的分工，各司其職進行實驗：先把物體的質量測出來，再交由測體積的同學測體積，并將實驗數據記錄到下面的表格中。

學生根據記錄的數據，計算出每個物體的質量與體積的比值。

學生小組合作分析數據：對比同種物質的數據，對比不同種物質的數據，從數據的對比分析中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

學生小組合作得出結論：三塊鋁塊質量與體積不同，其質量與體積的比值都是相同的;三塊鐵塊質量與體積不同，其質量與體積的比值都是相同的;鋁塊的質量與體積的比值 ? ? 跟鐵塊的質量與體積的比值 ? ? 是不同的。

學生小組合作抽象概括出概念：通過概括，得出同種物質組成的物體，它們的質量與體積的比值是相同的;不同物質組成的物體，它們的質量與體積的比值一般是不同的。為了表征物質的這種特性，引入密度的概念：把某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫作這種物質的密度，用公式表示為 ? ? ? ? ?。

以上過程，學生進行實驗、記錄、計算、對比、分析數據以及發(fā)現(xiàn)規(guī)律，都是學習小組合作完成的，學生親身經歷了建構密度概念的過程，對概念來源及所表示的物理意義有了深刻的理解，有效提升了學生的核心素養(yǎng)。

五、小組合作解題，提升思維

運用密度概念進行解題，要把握“密度是質量與體積的比值”“密度是物質的一種特性，同種物質密度相同，不同物質密度一般不同”這些本質。同時，通過解題運用，促使學生對這些概念的本質有更深刻的理解。

1. 老師舉例。

例：一杯水的密度為1g/cm3，倒走一半水后，剩下的水的密度為________。

學生小組討論，互相交流，認識密度是物質的一種特性，同種物質密度相同，剩下的水的密度為1g/cm3。

2. 老師出示習題，學生合作解題。

（1）兩個同種材料組成的實心物體，一個質量為200g，另一個質量為500g，比較兩個物體密度大小。

（2）有甲、乙兩個物體，甲的質量是乙的質量的2倍，甲的體積是乙的體積的3倍，它們的密度之比為多少？

（3）一個玻璃瓶子最多能裝1kg水，這個瓶子最多能裝多少千克的酒精？

學生分析題目，找出題目所隱含的條件，分析題目給出的條件是密度相同、質量相同還是體積相同，嘗試運用密度概念解決問題，得到答案。

3. 小組交流、討論各自的做題過程，將自己的解題思路及答案與小組成員交流，如果出現(xiàn)不同答案，則進一步研究解題思路及方法，得到最終答案。

4. 老師巡查批改各小組答案，最后老師點評解題方法。學生核對自己小組的答案，如果答案錯了，則要分析錯誤原因，討論出正確的解題方法，更正錯誤。

以上過程，學生應用所學的密度概念及公式來答題，通過小組交流、討論，糾錯、更正，加深了對密度知識的理解，提高了運用密度概念解決問題的能力。

學生建立密度概念是基于對物體質量與體積的感性認識，老師不能代替學生形成密度概念的過程。老師創(chuàng)設情景，提供材料，引導學生進行小組合作，通過實驗與計算，分析、處理數據，抽象概括得到密度概念，學生成為建立概念的主人，真正經歷物理概念形成的思維過程和動手實驗過程，有效提高了學生的核心素養(yǎng)。小組合作，融合了多位學生的思維，在交流與討論中，實現(xiàn)了真正意義上的概念建構，在此過程中實現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)的提升。作為老師，要引導學生去建立概念，不要再走“講概念”的老路了。