基于核心素養(yǎng)的初中物理教學(xué)設(shè)計

孫峰

學(xué)科核心素養(yǎng)為學(xué)科教學(xué)改革指明了方向。在初中物理教學(xué)中，很多教師只注重知識教學(xué)，不重視物理思維和學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)?！伴L度和時間的測量”是蘇科版初中物理第五章“物體的運動”的第一節(jié)，內(nèi)容相對簡單，且學(xué)生在小學(xué)階段已有刻度尺和計時器的使用經(jīng)驗，對長度單位和時間單位有一定的了解，教師在本節(jié)教學(xué)中容易忽視對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，將知識一帶而過。筆者基于學(xué)生經(jīng)驗，通過八個活動的驅(qū)動對本節(jié)內(nèi)容的第一課時“長度的測量”教學(xué)做出改進，以促進學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

一、生活引入，促進學(xué)科融合

體育中考項目是學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容，播放蘇州市中考現(xiàn)場新聞報道引入新課學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到身體素質(zhì)提升的必要性和體育學(xué)科的重要性。視頻中展示了男子1000米、女子800米及立定跳遠考核現(xiàn)場，教師提問：同學(xué)們是否知道這兩個運動項目的滿分標準？大屏幕出示跳遠和跑步的滿分數(shù)據(jù)（不帶單位），學(xué)生很容易就能講出這兩個數(shù)據(jù)分別代表跳遠的長度和跑步的時間。引入體育中考，很容易讓學(xué)生共情，代入感強，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、設(shè)計套路，認識目測難度

本節(jié)課設(shè)計的第一個活動是“比眼力”，讓學(xué)生比較地圖上京滬鐵路“上?！熘荨倍魏汀靶熘荨本倍蔚闹本€距離。學(xué)生都有目測經(jīng)驗，因此先通過簡單的長度目測讓學(xué)生找到成就感，隨后增加目測難度，出示紅色寬磁條和黃色窄磁條，組成一個T字形吸附在黑板上，請學(xué)生比較長短。學(xué)生通過抖音等媒體已經(jīng)見識過視覺誤差問題，大部分學(xué)生即使覺得是豎著的紅磁條長也會說是一樣長，防止被套路。教師設(shè)計之初就考慮到了這一點，因此故意將黃色磁條做得稍短于紅色磁條。教師：要判斷究竟誰長誰短該怎么辦？學(xué)生：放在一起比一比。當看到是黃色磁條略短時學(xué)生已能認識到目測的不足，教師同時指出很多時候物體是不能直接放在一起比較的，如課桌的長、寬、高。通過活動總結(jié)自然過渡到課本活動，學(xué)生可以保持思路的連貫性，帶著理性思考進入活動二“比較課桌的長、寬、高”。

三、巧用實踐，定義測量和單位

不能直接比較長短，學(xué)生結(jié)合本節(jié)課“測量”的主題，首先會想到用尺量，所以先明確不能用尺，讓學(xué)生挑戰(zhàn)困難。學(xué)生很容易聯(lián)想到用身邊的其他物體去丈量長、寬、高，總結(jié)出要找到一個標準。請兩位學(xué)生用拃比較一下課桌的長、寬、高，多媒體展示兩位學(xué)生的長寬高數(shù)據(jù)。教師講述：同學(xué)們，剛才的行為就叫測量，像未知的“長、寬、高”叫待測量，你們所選取的拃、書本等叫標準量，測量就是用待測量和標準量作比較的行為。那同學(xué)們能不能根據(jù)展示的數(shù)據(jù)比較一下誰的課桌更長？學(xué)生表示無法比較，進而總結(jié)出要選取公認的標準，得出單位概念。結(jié)合情境幫助學(xué)生理解測量的定義和單位存在的現(xiàn)實必要性。在此基礎(chǔ)上介紹古代使用的單位，很多以人體長度作為標準，讓學(xué)生知道古人制訂單位的思路和自己不謀而合，了解科學(xué)研究是沿著古人的足跡在不斷發(fā)展，在此基礎(chǔ)上介紹國際單位制中長度單位的由來。通過故事化情境展示單位發(fā)展史，讓學(xué)生體會到古人解決問題的智慧，教師順著學(xué)生的思路逐步引出國際制中的長度單位，過渡自然，效果較好。

四、立足教材，圖形結(jié)合完成單位換算

長度單位及換算小學(xué)階段已經(jīng)涉及，本節(jié)內(nèi)容有三個新單位：千米、微米和納米。讓學(xué)生觀察自己的分度值為1 mm的尺，分成1000份是1 μm，再分成1000份是1 nm。通過實物對照，學(xué)生認識到微米和納米是很微小的長度單位。在講解單位的時候，教師通過板書完成進制圖，同時請學(xué)生在學(xué)案上完成梯形圖，結(jié)合圖形幫助學(xué)生更好地理解不同單位之間的進制關(guān)系。在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀課本103頁其他單位到米的換算表和104頁圖5-4， 完成三個單位換算填空，用貼近生活的事物幫助學(xué)生鞏固單位換算，同時幫助學(xué)生了解三個單位的空間尺度。

五、巧用估測，增強長度感知

學(xué)生對長度單位的學(xué)習(xí)僅停留在數(shù)學(xué)層面，而新課標要求學(xué)生“會選用適當?shù)墓ぞ邷y量長度和時間，會根據(jù)生活經(jīng)驗估測長度”。學(xué)生不但要知道長度單位，還要對不同的長度單位有生活感知。教師出示木制米尺，讓學(xué)生知道1 m有多長，同時用米尺比畫自己肩膀到另一側(cè)手指之間，讓學(xué)生知道這個長度大約是1 m， 請學(xué)生說出拳頭的寬度約為1 dm，手指的寬度約為1 cm，硬幣的厚度約為1 mm，讓學(xué)生用自己的身體去感知不同長度單位的尺寸大小。

接下來，讓學(xué)生交流自己的身體還有哪些長度可以利用，進而順利引入本節(jié)課的活動三“用人體尺子估測教室寬度”。大部分學(xué)生會想到用步子去量，可以順水推舟，請兩名學(xué)生上臺演示，一名學(xué)生用米尺量步長，記錄在黑板上，另一名學(xué)生用腳步丈量，班級其他同學(xué)一起為他數(shù)步子，最后根據(jù)步數(shù)算出教室的大致寬度。這一環(huán)節(jié)氣氛熱烈，學(xué)生參與度高，能將估測學(xué)以致用。請學(xué)生評估測量是否準確，學(xué)生提出步子大小可能不同，步長測量也不準，進而引入更精確的測量工具 “刻度尺”的學(xué)習(xí)。

六、任務(wù)驅(qū)動，領(lǐng)悟測量方法

首先介紹不同種類的刻度尺，特別展示木質(zhì)米尺的刻度是印在尺子表面，且尺子有一定的厚度，而常用塑料尺是透明的，刻度是印在尺的底面，為后面學(xué)習(xí)刻度尺使用時的擺放方法做鋪墊。大部分教師在“刻度尺的使用”教學(xué)環(huán)節(jié)直接讓學(xué)生閱讀課本自學(xué)刻度尺的使用方法。學(xué)生本身就有刻度尺的使用經(jīng)驗，閱讀方法之后更難發(fā)現(xiàn)自己在刻度尺使用過程中出現(xiàn)的問題。因此，筆者設(shè)計了兩次測量活動來幫助學(xué)生歸納總結(jié)刻度尺的使用方法。首先是學(xué)生活動四“制作規(guī)定的工件”，讓每個4人小組從1～4號規(guī)格不同的尺中各選一把，1～3號尺量程為20 cm，4號尺量程為10 cm，其中1號尺和2號尺是用竹片制作的，分度值為0.5 cm和1 cm，3號尺和4號尺為塑料尺。用尺和剪刀制作12.8 cm的工件，由于刻度尺量程和分度值不同，同小組制作的工件長度也會存在差異。在學(xué)生發(fā)現(xiàn)同小組制作的工件長度不一樣長后，教師提問：同學(xué)們，觀察一下同組的四把尺，你們覺得組內(nèi)幾號尺制作的工件最準確？學(xué)生都會選3號尺，1號尺分度值0.5 cm，不透明且比較厚，2號尺分度值1 cm，也不透明，比較厚，3號尺分度值1 mm，4號尺分度值雖然也是1 mm，但是12.8 cm超出了量程。教師總結(jié)：選擇分度值和量程更合適的刻度尺可以讓我們的測量更準確。為進一步發(fā)現(xiàn)問題，請一位學(xué)生上前演示用米尺測量磁條的長度。在學(xué)生演示的過程中總結(jié)出：要用有刻度的一邊去緊貼被測物體，零刻度線要與被測物體的一端對齊，尺要放正，視線要與刻度尺垂直。極少有學(xué)生能注意到木尺有一定的厚度，使用塑料尺一樣的方法測量刻度并不能緊貼被測物體，上臺演示的學(xué)生也是當中的一例，如何讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己擺放的問題也是教學(xué)中的一個難點。教師將木尺和塑料尺平放，讓學(xué)生觀察兩把尺的側(cè)面。提出問題：這兩把尺你覺得哪把更好用？學(xué)生立馬就說出塑料尺，因為塑料尺透明，可以看清楚刻度，而且刻度印在下面，可以緊貼在被測物體上。教師緊接著提問：水平擺放木尺的刻度并沒有緊貼在被測物體上，該怎樣擺放？學(xué)生很快會想到讓木尺有刻度的一側(cè)垂直立在被測物體上。通過這樣的安排，學(xué)生先實踐，后糾錯，再反思，自己總結(jié)出刻度尺的正確擺放方法，印象深刻。

估讀的必要性是學(xué)生難以理解的內(nèi)容，因此設(shè)計了第二次測量活動，即活動五“測量工件的長度”。讓學(xué)生從四把尺中選取最合適的一把，測量工件長度，長度約為12.8 cm。學(xué)生都會選擇三號尺，測量之后請學(xué)生交流測量結(jié)果，不同小組的工件長度略有不同，有的是12.80 cm，有的是介于12.80 cm～12.90 cm之間，學(xué)生在交流讀數(shù)的時候有的讀12.8 cm，有的讀12.80 cm，有的讀12.85 cm等，將這些數(shù)據(jù)列在黑板上，找一位有估讀的學(xué)生交流讀數(shù)過程。教師提問：你覺得你的讀數(shù)準確嗎？學(xué)生：不準確，前面12.8 cm是可以直接看到的，后面多了一點出來，我估計是0.05 cm，所以得到結(jié)果12.85 cm。教師提問：刻度尺分度值是0.1 cm，前面的12.8 cm叫準確值，后面的0.05叫估讀值，同學(xué)們覺得是估讀之后準確還是不估讀準確？學(xué)生：估讀后更接近真實值，更準確。教師繼續(xù)提問：有同學(xué)讀到12.8 cm和12.80 cm，大家覺得最后一位這個零可不可以去掉？學(xué)生：不可以，人眼看上去正好，實際可能是有偏差的，還是得估讀，體現(xiàn)了讀數(shù)的準確性。教師繼續(xù)提問：那為什么讀到12.80 cm，不讀成12.80123 cm呢？學(xué)生：本來最后一位就是估讀的，再往下估讀就沒有任何意義了。教師總結(jié)：所以我們只需要估讀到分度值的下一位。

通過這樣的處理，學(xué)生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)估讀的必要性，自己總結(jié)，體現(xiàn)了對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。隨后請學(xué)生比較同小組測量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)還是有所不同。教師提出問題：使用同一把刻度尺測量同一個工件，為什么大家讀出來的結(jié)果還是有差異？學(xué)生：因為有估讀，每個人的感覺是不同的。教師講述：不光不同的人讀數(shù)有差異，測量工具自身及其使用方法都會造成測量值與真實值之間有或大或小的差異，我們把這種差異叫作誤差。誤差是客觀存在的，不能避免，但是我們可以盡量減小。那請同學(xué)們思考一下，有沒有什么好的辦法把你們同小組的四個數(shù)據(jù)綜合一下得到一個更準確的測量結(jié)果。學(xué)生回答：求平均值。教師提問：如果還覺得不夠準確怎么辦？學(xué)生：再多測幾次。教師提問：那我們可以把全班的數(shù)據(jù)放在一起求平均值嗎？學(xué)生：不可以，每個小組測量的工件長度不同，只有測量同一個工件的數(shù)據(jù)才能求平均值。通過一系列有梯度的提問逐步深入，學(xué)生認識到誤差的存在，并自己找出減小誤差的方法，一氣呵成。

七、延伸教材，拓展提升

減小誤差的方法除了多次測量求平均值外，還可以用更精密的測量工具。課本給出了游標卡尺和螺旋測微器的圖片，并未做介紹。因此，筆者設(shè)計了一次學(xué)生體驗活動，即活動六“用電子游標卡尺測一測工件的長度”，簡單了解更精密的測量工具，做好初高銜接。出示兩種測量工具，介紹兩種測量工具的測量功能和精度，學(xué)生聽后必然十分感興趣。教師講述：這兩種測量工具的使用方法我們到高中會進一步學(xué)習(xí)，今天老師帶來了一種使用方法更簡單的電子屏顯游標卡尺，請每個小組的組長用游標卡尺重新測量工件長度。把學(xué)生各小組測得的數(shù)據(jù)寫在黑板上，并與之前的數(shù)據(jù)做對比，讓大家評一評哪一組估讀最準確。設(shè)計這個環(huán)節(jié)還是考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)體驗不能淺嘗輒止，在時間允許的范圍內(nèi)給學(xué)生最大程度的體驗空間，同時可以增強學(xué)生對估讀必要性的認同。

在此基礎(chǔ)上設(shè)計了活動七“用激光測距儀測量教室的寬度”。在“光的直線傳播”一節(jié)，教材已經(jīng)對激光測距做了介紹，教師出示便攜激光測距儀，現(xiàn)場測量教室的寬度。班級學(xué)生有極大的好奇心，想知道這種方法究竟準不準。教師現(xiàn)場測三次，激光測距儀比較穩(wěn)定，正常數(shù)據(jù)應(yīng)該相同，讓學(xué)生讀出數(shù)值寫在黑板上。筆者使用的激光測距儀可以讀到毫米位，如讀數(shù)為8.425 m，最后一位并不精確，為估讀位，讓學(xué)生分析測距儀精確到什么單位，從而鞏固估讀知識點，讓學(xué)生通過數(shù)據(jù)也能判斷測量工具的精度。

八、回歸生活，尋求特殊測量方法

最后一個學(xué)生活動是活動八“測算地圖上京滬鐵路的長度”。材料包里為學(xué)生提供了形變小的棉線和橡皮筋，學(xué)生很容易想到要用線去重合路線再拉直測量，再請學(xué)生交流選用棉線還是橡皮筋，討論得出要用彈性小的棉線化曲為直。

由于這節(jié)課設(shè)計的學(xué)生活動較多，出于時間考慮，課本活動“測量一張紙的厚度”放在了學(xué)生課后實踐任務(wù)里：分別是：（1）測量一張紙的厚度;（2）測量身邊人的身高;（3）估測教學(xué)樓樓層高度。課上讓學(xué)生討論特殊測量的方法：測多算少，三角尺夾逼測量，臺階高度乘以臺階數(shù)，既達成了教學(xué)目標，又給了學(xué)生課后實踐的機會。

八個課堂活動串聯(lián)的教學(xué)設(shè)計前后呼應(yīng)，學(xué)生全程在實踐—反思—再實踐的循環(huán)中不斷實現(xiàn)核心素養(yǎng)能力提升，讓簡單的內(nèi)容生動有趣，環(huán)環(huán)相扣。筆者通過與同行交流發(fā)現(xiàn)，如果將課上活動成果與希沃投屏相結(jié)合，可視化手段會讓課堂活動的呈現(xiàn)程度和學(xué)生交流效果更好。

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（作者單位：江蘇省昆山禮仁外國語學(xué)校）

編輯：趙飛飛