基于核心素養(yǎng)的初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“速度”為例

胡玉蓮

(江蘇省無錫市鳳翔實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇 無錫 214000)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，它主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四方面。[1]教師應(yīng)該在幫助學(xué)生構(gòu)建物理觀念的過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，幫助學(xué)生形成良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任?；诖耍P者以“速度”一節(jié)為例，結(jié)合創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，創(chuàng)建立德樹人的高效課堂。[2]

1 教材與學(xué)情分析

本節(jié)為蘇科版物理八年級(jí)上冊(cè)第五章第二節(jié)的內(nèi)容，本章以“運(yùn)動(dòng)”為主線，在學(xué)生探究了聲、熱、光現(xiàn)象后，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入運(yùn)動(dòng)的世界，力圖使學(xué)生在感受運(yùn)動(dòng)快慢的過程中，學(xué)會(huì)從物理學(xué)角度描述物體的運(yùn)動(dòng)，探究直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，理解世界是運(yùn)動(dòng)的、運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。[3]依據(jù)教材編排設(shè)計(jì)和課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)動(dòng)觀念的要求，確定“速度”是本章的核心概念，這也是學(xué)生學(xué)習(xí)“力與運(yùn)動(dòng)”的基礎(chǔ)。要求學(xué)生在體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)快慢的過程中，從物理學(xué)角度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，從而建構(gòu)和理解速度的概念與公式，進(jìn)一步掌握測量物體運(yùn)動(dòng)速度的方法，培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)。

學(xué)生已在生活中對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的快慢、比較運(yùn)動(dòng)的快慢有感性的認(rèn)識(shí)，且已經(jīng)掌握時(shí)間和長度的測量，具備一定的計(jì)算能力。學(xué)生在小學(xué)時(shí)已經(jīng)知道速度能表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，為速度的學(xué)習(xí)起到一定的鋪墊作用。但是學(xué)生對(duì)速度的認(rèn)識(shí)仍停留在數(shù)學(xué)層面，不知道其物理意義，且形象思維占主導(dǎo)，抽象思維能力還不夠。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力還比較弱，在探究實(shí)驗(yàn)“測量紙錐下落速度”中，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到最終計(jì)算與反思都比較容易出現(xiàn)各種問題。

2 教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)以上分析，確定教學(xué)目標(biāo)如下：

(1) 物理觀念：通過比較“模擬火箭”和“紙錐”運(yùn)動(dòng)的快慢，自主建構(gòu)速度的概念。

(2) 科學(xué)思維：通過科學(xué)的推理和分析，建構(gòu)速度的概念，學(xué)習(xí)科學(xué)論證的方法，掌握比值定義法。

(3) 科學(xué)探究：利用“測速儀”測量自己的步行速度，再結(jié)合“測量紙錐下落速度”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷問題、證據(jù)、解釋、交流與合作的科學(xué)探究過程。

(4) 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，知道領(lǐng)先世界的“中國速度”，提升民族自信。

3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

任務(wù)1：提出基本任務(wù)——?dú)w納比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力(表1)。

表1

設(shè)計(jì)意圖：通過有趣且震撼的“模擬噴氣火箭”活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生好奇心，激發(fā)求知欲，讓學(xué)生更好地進(jìn)入到主動(dòng)獲取知識(shí)、解決問題的狀態(tài)。再結(jié)合現(xiàn)象，逐個(gè)提問，聚焦問題，開發(fā)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)并歸納比較快慢的兩種方法，提高學(xué)生的科學(xué)分析能力。

任務(wù)2：建構(gòu)核心概念——速度，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析和歸納的能力，形成物理觀念(表2)。

表2

任務(wù)3：經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究——?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，測量紙錐下落速度，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力(表3)。

表3

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生利用手機(jī)進(jìn)行初步的速度測量，再引導(dǎo)學(xué)生測量紙錐下落的速度。先故意給學(xué)生設(shè)置“陷阱”，使其落入“測量紙錐下落速度”實(shí)驗(yàn)的各種困難中，高度太低會(huì)導(dǎo)致下落時(shí)間太短；紙錐無法固定，所以每次都要重新測量高度，操作繁瑣；人有反應(yīng)時(shí)間，紙錐下落與開始計(jì)時(shí)無法同步，紙錐落地與停止計(jì)時(shí)無法同步。因此，參照連云港海州實(shí)驗(yàn)中學(xué)朱斌老師對(duì)本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些創(chuàng)新，設(shè)置了可以解決以上困難的“電控裝置”。準(zhǔn)備粗細(xì)不同的水管、電磁鐵、導(dǎo)線、開關(guān)、電源、圖釘、擦鏡紙、鐵架臺(tái)、橡皮筋等。將電磁鐵用透明膠固定在短水管中，用兩根長導(dǎo)線連接好電磁鐵，并放入較細(xì)的水管中，在較細(xì)的水管上固定一根橡皮筋，將細(xì)水管插入粗水管中，再插入鐵架臺(tái)固定。安裝好電源和開關(guān)，用雙面膠固定在鐵架臺(tái)上。為了使紙錐運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長，選取擦鏡紙來做紙錐，錐角為60°左右，使紙錐下落時(shí)更穩(wěn)定，并在錐角處用雙面膠貼一只圖釘帽。通過改進(jìn)與創(chuàng)新，降低了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的難度，在此過程中培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

任務(wù)4：掌握基本運(yùn)算——?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)物理情境，提高學(xué)生對(duì)題目的分析能力、模型建構(gòu)能力(表4)。

表4

設(shè)計(jì)意圖：通過測量紙錐實(shí)驗(yàn)后的評(píng)價(jià)反思，自然過渡到生活中的限速牌，通過創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活相聯(lián)系的真實(shí)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算過程中提高學(xué)生分析、解決問題的能力，再從計(jì)算回歸到生活中的物理知識(shí)，體現(xiàn)“生活、物理、社會(huì)”的課程理念。

任務(wù)5：驚嘆中國速度——體會(huì)物理的意義，培養(yǎng)國家榮譽(yù)感，培育科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(表5)。

表5

設(shè)計(jì)意圖：在本節(jié)課的最后從物理上的速度引向“中國速度”，將本節(jié)課的主題進(jìn)行升華，為學(xué)生展示各種“中國速度”，在飽含感動(dòng)與激動(dòng)中結(jié)束這節(jié)課，培養(yǎng)學(xué)生國家榮譽(yù)感，培育科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

4 教學(xué)反思

4.1 在情境中完成“理趣”教學(xué)

以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課堂，應(yīng)該強(qiáng)化真實(shí)物理情境的創(chuàng)設(shè)，要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主建構(gòu)，凸顯學(xué)生的主體地位。[4]本課將神舟十三號(hào)發(fā)射引入課堂，以“模擬噴氣火箭”開始新課，牢牢抓住學(xué)生的注意力；比較紙錐的下落，進(jìn)而體會(huì)速度的概念；以學(xué)生自己的速度開始速度的測量，再以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行速度的精確測量；對(duì)老師上班開車的速度進(jìn)行計(jì)算，最后在真實(shí)的“中國速度”中體會(huì)物理的實(shí)用性，完成有趣且有理的物理教學(xué)。

4.2 在“理趣”中發(fā)展核心素養(yǎng)

物理教學(xué)的最終目標(biāo)是提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師在平時(shí)教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生物理觀念的形成過程，要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，要體現(xiàn)物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，并在教學(xué)中培育學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。