核心概念在初中物理“簡(jiǎn)單機(jī)械”中教學(xué)研究

◎ 王文寶

國(guó)際上對(duì)核心概念的關(guān)注度顯著提高,核心概念已經(jīng)成為一種教學(xué)潮流。在初中物理知識(shí)的講授中,核心素養(yǎng)推動(dòng)了教學(xué)變革,變革的責(zé)任落到了教師身上。教師只有深刻調(diào)動(dòng)課本中的知識(shí),在給學(xué)生傳授知識(shí)時(shí)能夠秉承以學(xué)生為主體的原則,才能鞏固學(xué)生的物理知識(shí),提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力,滿足國(guó)家對(duì)核心素養(yǎng)的發(fā)展需求。

一、明確“簡(jiǎn)單機(jī)械”的核心概念

簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)涉及了傳統(tǒng)學(xué)生學(xué)習(xí)的力學(xué)與功學(xué)的綜合知識(shí)。在簡(jiǎn)單機(jī)械的認(rèn)知上,需要從兩個(gè)角度著手,其一是力的角度上,其二是機(jī)械效率上。在初中物理課程中的核心概念的確定,主要以理論知識(shí)為主體,在這個(gè)基礎(chǔ)上理解簡(jiǎn)單機(jī)械部分的知識(shí),并構(gòu)建這部分的知識(shí)體系。

1.課標(biāo)要求

在初中物理課程中,“簡(jiǎn)單機(jī)械”在課程標(biāo)準(zhǔn)中占據(jù)非常重要的地位,在物理知識(shí)的講授中,教師要遵循以下教學(xué)原則,保證學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械具有完善的了解:首先,對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械這部分的知識(shí)有初步的了解,借助一定的實(shí)驗(yàn),清楚應(yīng)該在什么條件下保持平衡;其次,完善對(duì)機(jī)械與功率的認(rèn)知,將機(jī)械與功率和學(xué)生的生活進(jìn)行整合,并運(yùn)用生活中的案例進(jìn)行證明;再次,弄清楚機(jī)械功率,學(xué)會(huì)怎樣對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的效率進(jìn)行測(cè)量;最后,闡述機(jī)械的發(fā)展過(guò)程,讓學(xué)生意識(shí)到社會(huì)的發(fā)展是需要機(jī)械的推動(dòng)的。在課程教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師需要參考課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué),課程標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家對(duì)學(xué)生的一致要求,在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中,核心概念的確定需要以課程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。

2.核心概念

對(duì)人教材課本知識(shí)的理解,其中簡(jiǎn)單機(jī)械這部分的知識(shí)涉及了杠桿、杠桿滑輪組以及公式,還有機(jī)械效率提高的渠道與價(jià)值。

針對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的核心概念,從初中物理的核心概念中就可以有所了解,其中涉及了兩個(gè)部分:機(jī)械效率以及杠桿的平衡條件。

簡(jiǎn)單機(jī)械主要有兩方面的核心概念,這兩部分的概念主要是從對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的了解著手的,其中機(jī)械效率主要是以功的方面進(jìn)行切入,杠桿的平衡主要是從力的方面進(jìn)行切入。

從簡(jiǎn)單機(jī)械的核心概念的關(guān)聯(lián)圖中就可以看到,兩部分存在遞進(jìn)性的關(guān)系,發(fā)展了兩種不同的物理規(guī)律,并在這個(gè)前提下對(duì)核心概念的關(guān)聯(lián)進(jìn)行闡釋,不僅可以讓學(xué)生學(xué)到這部分的知識(shí),還要讓學(xué)生更加深入理解這部分的知識(shí),了解簡(jiǎn)單機(jī)械的認(rèn)知體系,推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展,讓學(xué)生可以將兩部分的知識(shí)進(jìn)行整合,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。

二、構(gòu)建核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階

在初中教學(xué)中,核心內(nèi)容具有高度總結(jié)性。因此,教師在給學(xué)生講授物理知識(shí)時(shí)不能只給學(xué)生講授核心概念。在抽象的物理知識(shí)講授中,需要以具體事物為憑借,為了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)課程中的核心概念,就需要設(shè)計(jì)一定的下位概念,秉承循序漸進(jìn)的教學(xué)原則,完善學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解,構(gòu)建核心概念與子概念的關(guān)聯(lián),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)階式學(xué)習(xí)。

1.學(xué)習(xí)杠桿的平衡條件的進(jìn)階構(gòu)建

在初中物理課程中的平衡條件,主要涉及了杠桿平衡與二力平衡。

感知杠桿:將理論知識(shí)與實(shí)際生活進(jìn)行整合,創(chuàng)設(shè)與杠桿知識(shí)相關(guān)的情境,幫助學(xué)生意識(shí)到杠桿是一種工具,借助這種形式讓學(xué)生對(duì)杠桿有初步的了解,然后概括杠桿的共同點(diǎn),了解杠桿的定義。

學(xué)生在學(xué)習(xí)杠桿的平衡條件后,教師在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生了解杠桿的平衡條件,借助動(dòng)手操作,在操作過(guò)程中了解杠桿的表格與數(shù)據(jù),學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中會(huì)了解到動(dòng)力與動(dòng)力臂的長(zhǎng)短存在聯(lián)系:動(dòng)力臂越長(zhǎng),動(dòng)力越小……在這個(gè)基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生不斷探究。

杠桿的運(yùn)用。以杠桿的平衡條件為根據(jù),列舉出生活中的杠桿,省力杠桿、等臂杠桿與費(fèi)力杠桿是生活中的三種杠桿,從生活案例中構(gòu)建杠桿模型,感受物理學(xué)家運(yùn)用的解決方式,開(kāi)發(fā)學(xué)生的物理思維。

2.學(xué)習(xí)機(jī)械效率的進(jìn)階構(gòu)建

機(jī)械效率在簡(jiǎn)單機(jī)械中是復(fù)合型概念。

學(xué)生要弄明白機(jī)械效率的定義,機(jī)械效率在物理課程中會(huì)涉及多個(gè)方面,并且概念呈現(xiàn)出了抽象的特征,學(xué)生并不能完善對(duì)這部分知識(shí)的理解。因此,教師可以運(yùn)用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼提起,等到達(dá)一定高度后,將拉力做功為W1,然后,運(yùn)用動(dòng)滑輪使用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼提起道相同的高度,計(jì)算拉力做的功為W2。將這兩組數(shù)據(jù)放到一起進(jìn)行對(duì)比,可以讓學(xué)生意識(shí)到在機(jī)械做功時(shí),會(huì)有額外功的產(chǎn)生,讓學(xué)生對(duì)額外功以及共有功進(jìn)行區(qū)分,在了解的前提下,幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)機(jī)械效率,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。

在同一機(jī)械中將機(jī)械效率放到一起進(jìn)行對(duì)比,在機(jī)械中,機(jī)械效率的高低與裝置本身以及運(yùn)用條件都存在緊密的聯(lián)系。在機(jī)械中將機(jī)械效率的優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比,探究額外功形成的因素,讓學(xué)生了解提高機(jī)械效率的渠道,并運(yùn)用到實(shí)際生活中。

在學(xué)習(xí)機(jī)械效率時(shí),學(xué)生要清楚知道機(jī)械省力與效率存在本質(zhì)上面的差異,不能將二者等同。

機(jī)械效率的高低可以反映出機(jī)械的優(yōu)劣。

三、核心素養(yǎng)方向下初中物理簡(jiǎn)單機(jī)械教學(xué)

1.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,圍繞重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行教學(xué)

問(wèn)題都來(lái)源于實(shí)際情境中,產(chǎn)生于起義的現(xiàn)象與矛盾的說(shuō)法中,產(chǎn)生于對(duì)現(xiàn)象的思考中。創(chuàng)設(shè)情境主要是借助生動(dòng)形象的情境,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題,開(kāi)發(fā)學(xué)生的認(rèn)知思維,推動(dòng)學(xué)生不斷學(xué)習(xí),讓學(xué)生成為一名探索者,經(jīng)歷設(shè)想、感受、實(shí)踐與反思的環(huán)節(jié),運(yùn)用物理知識(shí)與方式組織探究活動(dòng),在活動(dòng)中解決問(wèn)題。教師在初中物理課程中要圍繞重點(diǎn)知識(shí),涉及核心知識(shí)、技能與科學(xué)態(tài)度。教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)不是讓學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)知識(shí),而是要給學(xué)生提供運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)。

2.提升學(xué)生的探究素養(yǎng),完善學(xué)生的品格

實(shí)驗(yàn)探究課程的實(shí)質(zhì)就是讓學(xué)生感受科學(xué)家探究的經(jīng)歷,了解物理概念與規(guī)律的本質(zhì),推動(dòng)學(xué)生科學(xué)探究能力的提升,完善學(xué)生的品格與素養(yǎng)。探究就是學(xué)生獲得知識(shí)的環(huán)節(jié),將學(xué)習(xí)方式與探究方式放到重要位置。在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)中,教師要提高學(xué)生在課程中的參與度,激勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作,組織學(xué)生相互合作,感受失敗與挫折、成功與喜悅,在不斷嘗試的環(huán)節(jié)中,不僅可以開(kāi)闊視野,還能提升學(xué)習(xí)能力,不僅可以獲得物理知識(shí),還能感受到探究的趣味性,透過(guò)現(xiàn)象了解到課程的本質(zhì),樹(shù)立端正的學(xué)習(xí)態(tài)度。

結(jié)語(yǔ):在新課改的背景下,要將提升學(xué)生的核心素養(yǎng)融入平常的物理課程教學(xué)中,以核心素養(yǎng)為方向推動(dòng)物理課程的變革,教師要樹(shù)立全新的教學(xué)思想,不斷對(duì)核心概念進(jìn)行研究,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,圍繞重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行教學(xué);提升學(xué)生的探究素養(yǎng),完善學(xué)生的品格,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),構(gòu)建完整系統(tǒng)的知識(shí)體系,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率,促進(jìn)學(xué)生全方位的發(fā)展與成長(zhǎng)。