立足新課標(biāo)課程目標(biāo)要求 培育學(xué)生物理核心素養(yǎng)

楊帆 劉穎 孫莉

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）在課程目標(biāo)中提出：“立足學(xué)生全面發(fā)展，依據(jù)核心素養(yǎng)內(nèi)涵及學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)，確定課程目標(biāo)，體現(xiàn)物理課堂獨(dú)特的育人價值。”作為初中物理教師，要立足新課標(biāo)課程目標(biāo)的要求，厘清當(dāng)節(jié)課中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，在具體的教學(xué)中分析教材和學(xué)情，進(jìn)行高質(zhì)量的課堂教學(xué)，培育學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

一、明確教學(xué)目標(biāo)，分析教材和學(xué)情

教學(xué)目標(biāo)的明確，要與新課標(biāo)中的課程目標(biāo)相結(jié)合。教師要厘清當(dāng)節(jié)課中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，在此基礎(chǔ)上分析教材和學(xué)情，并確定教學(xué)重難點(diǎn)。

在“聲音的產(chǎn)生和傳播”一課的教學(xué)中，首先，教師應(yīng)當(dāng)明確本節(jié)課需要培養(yǎng)學(xué)生什么樣的物理核心素養(yǎng)。基于對新課標(biāo)中“目標(biāo)要求”的分析，結(jié)合本節(jié)課的內(nèi)容，筆者確定本節(jié)課核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求如下。

一是物理觀念。主要包括：歸納推理聲音產(chǎn)生的條件，形成初步的運(yùn)動和相互作用觀；通過聲音的傳播需要介質(zhì)，建立初步的物質(zhì)觀；了解聲波，初步感知能量觀。

二是科學(xué)思維。主要包括：運(yùn)用歸納推理總結(jié)聲音產(chǎn)生的條件，運(yùn)用轉(zhuǎn)換思想放大微小的振動，運(yùn)用類比推理促進(jìn)學(xué)生對聲波概念的理解，學(xué)會利用“實(shí)驗(yàn)+推理”的研究方法進(jìn)行科學(xué)推理，從而知道真空不能傳聲；通過實(shí)驗(yàn)尋找證據(jù)，依據(jù)科學(xué)證據(jù)和科學(xué)方法質(zhì)疑并釋疑，敢于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，提出創(chuàng)造性見解。

三是科學(xué)探究。主要包括：經(jīng)歷“聲音的產(chǎn)生和傳播條件”的探究過程，能基于情境提出物理問題，制定實(shí)驗(yàn)方案；能通過實(shí)踐操作獲取證據(jù)，有證據(jù)意識以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力。

四是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。主要包括：通過了解第一臺留聲機(jī)和它的發(fā)明者愛迪生所取得的成就及其對人類社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，了解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，使學(xué)生初步具有探索自然的內(nèi)在動力和推動社會發(fā)展的責(zé)任感；了解我國古代聲學(xué)相關(guān)的知識及其對社會進(jìn)步的推動作用，厚植愛國情懷，提升民族自豪感。

其次，教師應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的教材分析。本節(jié)課是學(xué)生在學(xué)習(xí)“機(jī)械運(yùn)動”后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)“運(yùn)動和相互作用”的學(xué)科內(nèi)容，由物體的平動到振動再到“聲波”，學(xué)生通過聲波的傳遞初步建立物質(zhì)觀、能量觀。本節(jié)課內(nèi)容是后面學(xué)習(xí)聲音的特性、聲音的利用以及環(huán)保問題中控制噪聲方法的基礎(chǔ)。形成的知識體系與核心素養(yǎng)目標(biāo)的對接如下頁圖1所示。

最后，教師應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的學(xué)情分析。八年級的學(xué)生剛接觸物理，其物理觀念、科學(xué)思維相對薄弱，但他們在小學(xué)階段對聲音現(xiàn)象有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。筆者利用前測試題發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對聲音的認(rèn)識以形象思維為主，教師需要幫助學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，促進(jìn)對規(guī)律的理解。

基于上述分析，筆者確定本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)為探究聲音的產(chǎn)生和傳播條件，教學(xué)難點(diǎn)為在科學(xué)探究的過程中運(yùn)用科學(xué)推理的方法得出規(guī)律。

二、利用演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

演示實(shí)驗(yàn)是指通過實(shí)驗(yàn)的方式，教師加以演說或解釋的過程。如伽利略落體實(shí)驗(yàn)就是通過實(shí)驗(yàn)的方式，來向世人證明質(zhì)量不同的兩個鐵球從同一高度做自由落體運(yùn)動，會同時落地，從而推翻了亞里士多德的“重的物體下落速度比輕的物體下落速度快”的結(jié)論。在課堂教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)是教師主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)過程，屬于直觀的教學(xué)方式。在課堂中應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn)可以充分調(diào)動學(xué)生的視覺、聽覺、嗅覺等，使課堂教學(xué)充滿活力。在學(xué)生生活中所熟悉的物理現(xiàn)象基礎(chǔ)上來創(chuàng)設(shè)演示實(shí)驗(yàn)，可以使他們產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

在本節(jié)課的教學(xué)中，教師就可以利用“聲音滅火器滅火”這個演示實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣（如圖2）。

【設(shè)計(jì)意圖】聲音能滅火這個知識與學(xué)生認(rèn)知中已有的聲音知識產(chǎn)生沖突，從而引發(fā)學(xué)生深入思考。當(dāng)學(xué)生不能用腦海中已有的知識來解釋新知識，或者新知識與頭腦中已有知識相悖時，就會導(dǎo)致認(rèn)知失衡，進(jìn)而產(chǎn)生認(rèn)知需要（內(nèi)驅(qū)力），萌發(fā)探索新知識的強(qiáng)烈愿望。

三、探究聲音的產(chǎn)生和傳播，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)

（一）聲音的產(chǎn)生

【活動一】探究聲音的產(chǎn)生

這一環(huán)節(jié)采用探究實(shí)驗(yàn)法，讓學(xué)生利用手中的紙張、直尺、氣球、木梳等物品“制造”聲音并展示，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納推理的方法，得出聲音產(chǎn)生的條件。

【設(shè)計(jì)意圖】聲音產(chǎn)生的條件比較抽象，教師創(chuàng)設(shè)具體的情境，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐中概括、提煉發(fā)聲體的共同屬性，通過歸納推理法抽象事物的本質(zhì)特征，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)常識向物理概念的轉(zhuǎn)變。同時，幫助學(xué)生養(yǎng)成利用身邊物品進(jìn)行探究活動的習(xí)慣。

【活動二】找出發(fā)聲物體在振動的證據(jù)

教師引導(dǎo)學(xué)生利用音叉、水、乒乓球、鼓、紙屑、激光筆、鏡子等物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找證據(jù)。

【設(shè)計(jì)意圖】歸納推理得到的結(jié)論不一定是正確的，學(xué)生的思維在實(shí)驗(yàn)、交流、討論中被激活，利用轉(zhuǎn)換思想放大微小振動的方法在遷移運(yùn)用中得到強(qiáng)化。學(xué)生在掌握科學(xué)方法的同時逐漸形成科學(xué)思維和證據(jù)意識，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

例如，在“用乒乓球的跳動加大音叉振動”的實(shí)驗(yàn)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生用大小不同的力敲音叉，感知響度及其影響因素，再將振動的音叉按住，這樣音叉將不再發(fā)聲，從而培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識。接著，拿兩個相同的音叉，敲擊左側(cè)的音叉，右側(cè)音叉旁的乒乓球也跳起來了，為聲音的傳播條件和聲音傳遞能量做鋪墊。

【活動三】演示實(shí)驗(yàn)：自制留聲機(jī)

學(xué)生交流世界上第一臺留聲機(jī)及它的發(fā)明者愛迪生的故事，教師展示自制留聲機(jī)，學(xué)生記錄振動與再現(xiàn)聲音的過程（如圖3）。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過了解留聲機(jī)發(fā)明的故事，體會科學(xué)發(fā)明的歷程是曲折的，進(jìn)而養(yǎng)成堅(jiān)韌不拔的意志和實(shí)事求是、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生了解愛迪生所取得的成就及其對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，知道物理知識與社會發(fā)展、生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，體會學(xué)以致用的觀念，同時培養(yǎng)創(chuàng)新意識、實(shí)踐精神和工程素養(yǎng)。

（二）聲音的傳播

【活動四】探究聲音在氣體、液體、固體中傳播

教師通過評價任務(wù)表（如表1），引導(dǎo)學(xué)生列舉實(shí)例或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氣體、液體、固體可以傳聲。

在真空不能傳聲環(huán)節(jié)，教材上真空罩實(shí)驗(yàn)會受固體傳聲的干擾，教師可引導(dǎo)學(xué)生提出利用磁鐵將聲源懸在真空罩內(nèi)的解決方法。有時，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)并不斷抽氣仍然會聽到鈴聲，這時教師要使學(xué)生知道“客觀條件無法滿足實(shí)驗(yàn)需求時，合理的科學(xué)推理仍然可以得到科學(xué)的結(jié)論”。接著，教師將聲源放在真空玻璃杯和普通玻璃杯中對比，讓學(xué)生描述聲音大小并分析原因，引導(dǎo)學(xué)生將真空不能傳聲的知識遷移到真空玻璃防止噪聲傳播上。

【設(shè)計(jì)意圖】教師有意識地創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，以問題為線索，讓學(xué)生在問題情境中探索和發(fā)現(xiàn)知識，在問題解決中主動運(yùn)用知識，能增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的意識和能力。

【活動五】聲音以波的形式傳播

用水波類比聲波，并播放聲波傳播演示動畫，解釋本課中聲波滅火器原理。

【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用類比推理，將抽象的概念形象化，順應(yīng)了學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，有助于學(xué)生形成初步的運(yùn)動和相互作用觀念，初步感知能量觀念，加強(qiáng)物理知識與生產(chǎn)生活、科技進(jìn)步的聯(lián)系。

【活動六】探究不同介質(zhì)的傳聲效果

教師可以通過評價任務(wù)表（如表2），讓學(xué)生分別使用棉線和鐵絲土電話通話交流，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、提出物理問題并分析。

【設(shè)計(jì)意圖】教師引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)體驗(yàn)中提出問題，培養(yǎng)問題意識，并分析傳播介質(zhì)的物質(zhì)屬性對聲音傳播效果的影響；在真實(shí)體驗(yàn)中感知聲速越大，能量損失越小、傳聲效果越好，進(jìn)而知道聲速表格中溫度不同的空氣傳播聲音的速度不同，以及軟木等固體傳聲比液體傳聲慢是其物質(zhì)屬性決定的；初步建立物質(zhì)觀念，有選擇泡沫等材料減弱噪聲和在緊急環(huán)境下利用金屬、石頭等發(fā)聲求救的意識。

最后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖小結(jié)并展示（如圖4）。

【設(shè)計(jì)意圖】促進(jìn)思維可視化，加強(qiáng)對物理概念的理解，有助于構(gòu)建知識間的關(guān)聯(lián)，同時概念圖也是重要的評價工具。

課題項(xiàng)目：本文系遼寧省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度教育決策咨詢專項(xiàng)課題“‘雙減’背景下指向核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)踐活動體系設(shè)計(jì)研究”研究成果。課題編號：JG21ZXB018。

（責(zé)任編輯：楊強(qiáng)）