指向核心素養(yǎng)的物理生態(tài)課堂構(gòu)建
——以蘇科版“水循環(huán)”教學(xué)片段為例

江蘇省泰州市九龍實(shí)驗(yàn)學(xué)校 朱雨紅

生態(tài)課堂以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)每一個(gè)學(xué)生的需求，通過現(xiàn)代課堂教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與學(xué)生發(fā)展相統(tǒng)一。生態(tài)課堂強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生綠色、健康成長，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力和創(chuàng)造性，為學(xué)生的全面發(fā)展奠基。初中物理核心素養(yǎng)是具有初中物理特質(zhì)，適應(yīng)學(xué)生終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。生態(tài)課堂的構(gòu)建對學(xué)生核心素養(yǎng)的形成有著正向的促進(jìn)作用，有利于實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與學(xué)生發(fā)展的相互融合。本文以蘇科版物理“水循環(huán)”研究課的教學(xué)片段為例進(jìn)行反思探討。

一、教材分析

“水循環(huán)”是蘇科版物理教材第二章“物態(tài)變化”的第五節(jié)，它是繼物質(zhì)三態(tài)、六種物態(tài)變化知識(shí)點(diǎn)后，圍繞“地球上的水循環(huán)、珍貴的水資源、節(jié)約用水和水資源保護(hù)”而展開的。教材對“地球上的水循環(huán)”，是通過如圖1所示的示意圖以填空的形式呈現(xiàn)的，物態(tài)變化的六種形式則是通過如圖2所示以填空的方法讓學(xué)生完成的。圖1中六空的答案從上到下分別為：液化、凝華、凝固、升華、熔化、汽化。圖2中六空的答案從左(上)到右(下)分別為：升華、汽化、熔化、液化、凝固、凝華。學(xué)生要完成這些填空是輕而易舉的，因?yàn)檫@些內(nèi)容在前四節(jié)的課堂教學(xué)中已被學(xué)生掌握。如何將上述的教學(xué)內(nèi)容聚焦為學(xué)生的核心素養(yǎng)？將其打造成實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與學(xué)生發(fā)展相融的生態(tài)課堂，就必須對教材資源進(jìn)行拓展和補(bǔ)充。筆者用學(xué)生的小論文《水美圖》作為教材資源的補(bǔ)充，從中構(gòu)建起課堂教學(xué)的新生態(tài)。

圖1

圖2

二、教學(xué)片段

通過前四節(jié)“物質(zhì)三態(tài)、汽化和液化、熔化和凝固、升華和凝華”的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對水的物態(tài)及其變化是否有了一定的認(rèn)識(shí)？如果請你們把對水的這些認(rèn)識(shí)撰寫成一篇小論文，還要在雜志上發(fā)表，有信心嗎？（同學(xué)們面面相覷）看來你們對自己還缺乏一定的自信心?，F(xiàn)在老師給大家推薦一篇初二學(xué)生在學(xué)習(xí)了“物態(tài)變化”這一章后，以詩一般的語言描繪了一幅絢麗多彩的《水美圖》，并發(fā)表在國家級(jí)雜志上（電子白板顯示《水美圖》的全文，并配上了音樂）。請同學(xué)們聲情并茂地集體誦讀：

水是生命的乳汁、經(jīng)濟(jì)的命脈，是地球奉獻(xiàn)給人類的最為寶貴的資源。古人常有“仁者樂山，智者樂水”的喟嘆！是的，水充滿智慧和靈性，無論它的能靜能動(dòng)、會(huì)隱會(huì)現(xiàn)，或飄逸或奔騰，都含有智慧和哲理，讓我們每一個(gè)親近它的人都會(huì)有所啟迪和感悟。

水，變幻莫測，造化無窮，色彩斑斕。猶如一位揮舞著“溫度”這根魔棒的魔術(shù)師，頃刻之間，就有如下的蓬萊仙境：時(shí)而汽化成為輕煙，飄然無影，來去無蹤；時(shí)而凝固成為冰川，巍峨多姿，氣勢磅礴；時(shí)而化成瑞雪，銀裝素裹，絢麗淡雅；時(shí)而凝華成為冰花，潛入農(nóng)家，點(diǎn)綴窗面；時(shí)而液化成為露珠，灑向草木，滋潤田禾；時(shí)而變?yōu)榇箪F，寄身塵埃，或濃或淡；時(shí)而又凝成濃霜，覆蓋大地，護(hù)衛(wèi)良田；時(shí)而又化作云朵，在空中“顯圣”，色彩繽紛；時(shí)而又乘風(fēng)下凡，降雨落雹，重歸江海。

水是萬物生命的依托，是一種自然的物質(zhì)。水又是一種精神資源，有多少文人墨客面對水的魅力不斷地觀察思考，產(chǎn)生過無數(shù)的遐思和感慨，“滴水穿石”“海納百川”“上善若水”……也有多少科學(xué)家面對人們對水的渴望，產(chǎn)生過無奈與感慨；他們也力求利用水來造福于民、造福子嗣，更呼吁人們要節(jié)約用水，保護(hù)好珍貴的水資源。

好一篇《水美圖》！同學(xué)們對此有何感想？是否也來個(gè)奇思妙想，撰寫一篇小論文與《水美圖》來個(gè)PK？老師將拭目以待！本節(jié)課先對《水美圖》來個(gè)思考和討論：水究竟美在何處？請同學(xué)們積極發(fā)表高見。（激發(fā)學(xué)生的交流熱情）

我認(rèn)為水有物態(tài)美。美在水的“能靜能動(dòng)、會(huì)隱會(huì)現(xiàn)、或飄逸或奔騰”。

怎樣解讀？

水的“靜”，如北極冰川、玉龍雪山、哈爾濱霧凇，還有天空高掛的一輪彩虹。

水的“動(dòng)”，如下雨降雪，彩云追月，泉水流淌，水波蕩漾，海浪翻騰。

“隱”為水蒸氣，看不見、摸不著?！艾F(xiàn)”為冰、霜、雹、雪、霧、露，它們能觀察、可觸摸。

“飄逸”如廬山瀑布，能“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”?！氨简v”如錢塘江的潮水，有“錢塘一望浪波連，頃刻狂瀾橫眼前”的壯觀。

還有水的色彩美，美在水的“色彩斑斕”。如云朵通常是白的，黃河水是黃的，太湖水是綠的，南海水是藍(lán)的。

長江水則是紅的、藍(lán)的、綠的，因?yàn)樘拼娙税拙右讓﹂L江水有“日出江花紅勝火，春來江水綠如藍(lán)”的精彩描寫。

還有“紅橙黃綠藍(lán)靛紫”的彩虹和“淡妝濃抹總相宜”的西湖水，也是如此。

冰、霜、雪雖然都是水的固態(tài)，但色彩各有不同。冰晶瑩剔透，霜、雪都顯白色。

水的色彩美中還隱含著原理美。晶瑩剔透的冰由水凝固而成，白色的霜和雪卻是由水蒸氣凝華而成。

江水的紅藍(lán)綠，彩虹的紅橙黃綠藍(lán)靛紫，也可能都與光的原理有關(guān)。

水的美還體現(xiàn)在“熔化、凝固、汽化、液化、升華、凝華”這6種物態(tài)變化中，成為其“變幻莫測，造化無窮”的變化美。

上述中的云、雨、露、霧、冰、霜、雪、雹、水蒸氣等都是水的化身。其中的冰、霜、雪、雹和云中的小冰晶，是水的固態(tài)；雨、露、霧和云中的小水滴，是水的液態(tài)，水蒸氣則是水的氣態(tài)。正是這樣的三態(tài)變化，形成了水在自然界中的大循環(huán)。

這種循環(huán)將無窮無盡，使水的動(dòng)態(tài)分布始終保持平衡，這就是水的平衡美。

師：水循環(huán)的整個(gè)過程還可以用如圖3所示的圖像來分析，同學(xué)們能理解其中的奧秘嗎？

圖3

AB段為冰吸熱升溫，BC段為冰的熔化圖像，熔點(diǎn)為0℃；CD段為水吸熱升溫，DE段為水在沸騰（汽化）過程中的圖像，沸點(diǎn)為100℃。

EF段為水蒸氣吸熱升溫，F(xiàn)G段為水蒸氣放熱降溫。

GH段為水蒸氣在液化過程中的圖像，液化點(diǎn)為100℃；HI段為水放熱降溫。

IJ段為水在凝固過程中的圖像，凝固點(diǎn)為0℃；JK段為冰放熱降溫。

AL段為冰吸熱升華為水蒸氣的圖像，LK段為水蒸氣放熱凝華成霜或雪的圖像。

這就是水的循環(huán)美。

在《水美圖》中，還有哪些“水之美”需要挖掘和解讀？

：水還美在資源。《水美圖》的開篇就有“水是生命的乳汁、經(jīng)濟(jì)的命脈，是地球奉獻(xiàn)給人類的最為寶貴的資源”。

地球上的所有生命，無論是動(dòng)物還是植物，包括我們?nèi)祟惸酥良?xì)菌，都離不開水，所以水被頌為“生命的乳汁”。

水既是一種物質(zhì)資源，還是一種精神資源，通過人們的觀察思考、遐思感慨，留下了“滴水穿石”“海納百川”“上善若水”滴水即生命，珍惜水資源”等名言警句，給人以智慧和力量。說明水更美在智慧，于是就有了瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)。

地球表面有三山六水一分田，水就占了六分，說明地球擁有的水資源非常豐富。能為人類利用的淡水卻很少，而且分布極不均勻，部分地區(qū)嚴(yán)重缺水，水污染又在不斷加劇。

（接下來的“節(jié)約用水、保護(hù)水資源”的教學(xué)片段略）

水資源正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，作為未來的小主人你們該怎么辦？請同學(xué)們以此為題開展課外的綜合實(shí)踐活動(dòng)，撰寫一個(gè)關(guān)于水的調(diào)查報(bào)告，或是實(shí)驗(yàn)探究。老師也盼望你們的活動(dòng)成果如《水美圖》那樣精彩！相信你們一定能交出令人滿意的答卷！

三、反思探討

（一）建構(gòu)課堂生態(tài)

課堂生態(tài)的標(biāo)志是每個(gè)學(xué)生能否都獲得發(fā)展。因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都是具有思想、意識(shí)、情感、欲望、需求以及各種能力的人。以學(xué)生發(fā)展為本，其核心成分應(yīng)該是通過優(yōu)化的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和有效的課堂教學(xué)活動(dòng)，使每個(gè)學(xué)生的潛能都能得到有效的提升。

“水循環(huán)”這節(jié)課的設(shè)計(jì)和教學(xué)，正是本著課堂生態(tài)的上述標(biāo)志，通過學(xué)生作品與教材資源的有機(jī)融合，成為具體的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)片段中，尊重了每個(gè)學(xué)生的需求、欲望和意識(shí)，讓全班一大半的學(xué)生都有表達(dá)自己觀點(diǎn)的機(jī)會(huì)。整節(jié)課的設(shè)計(jì)通過創(chuàng)設(shè)生活情境來引入物態(tài)變化的概念，讓學(xué)生在一系列鮮活的情境體驗(yàn)中使水循環(huán)這一抽象的概念得到深化和具體化，使課堂教學(xué)真正成為學(xué)生體驗(yàn)探究過程的源頭活水，體現(xiàn)了課堂教學(xué)的生態(tài)性。教師最后的課堂結(jié)束語“相信你們一定能交出令人滿意的答卷”，將課堂中的那份自信延伸到課外的綜合實(shí)踐活動(dòng)中。全班絕大部分學(xué)生都能在一個(gè)月的時(shí)間里完成與水相關(guān)的調(diào)查報(bào)告或?qū)嶒?yàn)探究，教師對其進(jìn)行了評(píng)價(jià)和激勵(lì)。

一位同學(xué)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，加深了對水資源保護(hù)的認(rèn)識(shí)。還通過自學(xué)，知道水體的富營養(yǎng)化是全球性的環(huán)境問題，對我國正在實(shí)施的水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略帶來了負(fù)面的影響，他利用母親在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作的機(jī)會(huì)，邀請了兩位同學(xué)，合作完成了《農(nóng)村河道水體富營養(yǎng)化的調(diào)查與實(shí)驗(yàn)研究》。他們分別采集了六條河道中的水樣，標(biāo)上了①②③④⑤⑥識(shí)別號(hào)碼。在其母親的精心指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)了靛酚藍(lán)比色法與鉬銻抗比色法，對水樣中主要污染物氨氮(NH-N)、總磷（TP）等進(jìn)行了檢測分析。結(jié)果表明，①③⑥號(hào)河道的水質(zhì)較好，④⑤號(hào)河道的水質(zhì)有惡化趨勢，②號(hào)河道的水質(zhì)極差。對照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，④⑤號(hào)河道存在一定程度的富營養(yǎng)化，②號(hào)河道水體的富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重。他們通過后續(xù)的調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，生活污水排入河道及一些企業(yè)長期超標(biāo)排放污水，加劇了河道水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。他們還向當(dāng)?shù)卣岢隽藢拥肋M(jìn)行治理的建議：（1）控制污染源頭；（2）加強(qiáng)環(huán)境教育，提升全民的環(huán)境意識(shí)；（3）實(shí)行清潔生產(chǎn)；（4）設(shè)計(jì)廢水資源化循環(huán)利用方案等。該成果參加了江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽決賽，獲省二等獎(jiǎng)。這就是課堂生態(tài)對學(xué)生發(fā)展的激勵(lì)效應(yīng)。

（二）聚焦核心素養(yǎng)

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架將核心素養(yǎng)綜合為“人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新”六大素養(yǎng)。本節(jié)課的教學(xué)片段，基本上都聚焦到了這六大素養(yǎng)中。無論是學(xué)生發(fā)表的小論文《水美圖》，還是教學(xué)片段中學(xué)生的交流互動(dòng)，或是脫口而出的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”“錢塘一望浪波連，頃刻狂瀾橫眼前”“日出江花紅勝火，春來江水綠如藍(lán)”等，無不聚焦了他們的核心素養(yǎng)“人文底蘊(yùn)”和“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”。而教學(xué)設(shè)計(jì)則從“生活走向物理，物理走向生活”的課程理念出發(fā)，讓學(xué)生積極參加課外活動(dòng)探究、調(diào)查研究等活動(dòng)，從中樹立正確的生活觀，利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的課題。尤其是學(xué)生勇于向當(dāng)?shù)卣岢鰧拥肋M(jìn)行治理的建議，更是聚焦了他們的核心素養(yǎng)“科學(xué)精神”“健康生活”“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”“實(shí)踐創(chuàng)新”反映全班所有學(xué)生的核心素養(yǎng)都得到了一定的發(fā)展。

（三）打造生態(tài)課堂

上述教學(xué)片段聚焦的雖是核心素養(yǎng)，打造的卻是生態(tài)課堂，具體表現(xiàn)在下列四方面。

1.確立教學(xué)目標(biāo)

將“水循環(huán)”的教學(xué)內(nèi)容納入生態(tài)課堂中，對照課程標(biāo)準(zhǔn)，確定教學(xué)目標(biāo)：知道熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，了解物態(tài)變化中的吸熱和放熱現(xiàn)象，用水的三態(tài)說明自然界中的水循環(huán)現(xiàn)象，了解我國和當(dāng)?shù)氐乃Y源狀況，并延伸到課外對河水的調(diào)查和探究中。

2.尋找敏感因子

上述教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的最大障礙，就是如何尋找統(tǒng)領(lǐng)水循環(huán)的思維路線。圖3所示的思維導(dǎo)圖是以溫度為主線而展開的，溫度就成了水循環(huán)的敏感因子，也就成了本節(jié)課的課眼。

3.優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)

溫度將“水的三態(tài)→熔點(diǎn)和沸點(diǎn)→吸熱和放熱→熔化和凝固→汽化和液化→升華和凝華”串聯(lián)了起來，并通過圖4所示的圖像將“已有認(rèn)知平衡→融入新知→打破原有平衡→建立新知平衡”構(gòu)成了學(xué)生的思維線，成為本節(jié)課的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4.打造生態(tài)課堂

讓學(xué)生在課堂的動(dòng)態(tài)平衡中將優(yōu)化的教學(xué)結(jié)構(gòu)落到實(shí)處，需要對認(rèn)知背景的精心設(shè)計(jì)。本節(jié)課通過學(xué)生作品《水美圖》引發(fā)了學(xué)生情感上的共鳴，在溫度魔棒的渲染下，形成了“物態(tài)美→色彩美→原理美→變化美→平衡美→循環(huán)美→資源美→智慧美”的情感線，引發(fā)對節(jié)約用水和保護(hù)水資源的思考，形成了全班學(xué)生自我發(fā)展的新生態(tài)，并由課內(nèi)延伸到課外，保證了生態(tài)課堂的成功打造，促進(jìn)了學(xué)生的知識(shí)、能力、情感、態(tài)度、價(jià)值觀和個(gè)性的發(fā)展。