指向物理關(guān)鍵能力的教學(xué)設(shè)計策略

沈援園

摘 要：物理關(guān)鍵能力是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，初中物理核心能力可以概括為四個方面：概括理解，實驗探究，實踐運用，求實創(chuàng)新。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)及教材，以蘇科版“杠桿”為例，結(jié)合相關(guān)理論，通過統(tǒng)整前后知識點的聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)合理情景，指向物理關(guān)鍵能力，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：物理關(guān)鍵能力;概括理解;實驗探究;實踐運用;求實創(chuàng)新

當(dāng)前初中物理教學(xué)，在課時緊張及考試分?jǐn)?shù)的壓力下，多以傳授知識為主，教師能講得清，學(xué)生能聽得懂，教學(xué)就算成功。隨著素質(zhì)教育的發(fā)展，評價標(biāo)準(zhǔn)的改變，學(xué)生會越來越多地面對新的情景，需要運用物理關(guān)鍵能力應(yīng)對這個日新月異且紛繁復(fù)雜的世界。因此在初中物理教學(xué)中要特別重視對學(xué)生物理關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。這不僅是素質(zhì)教育的需要，也是當(dāng)前教育改革的方向。

關(guān)鍵能力是指學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中形成的具有典型學(xué)科特性、與特定學(xué)科素養(yǎng)相關(guān)聯(lián)的特殊學(xué)科能力，具有基礎(chǔ)性、主干性和發(fā)展性等特點，是方法能力和社會能力的進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，可以貫徹在物理學(xué)習(xí)的整個過程中，在物理課堂上培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，老師的指導(dǎo)性和啟發(fā)性顯得更加有效。教學(xué)設(shè)計是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對象的特點，將教學(xué)諸要素有序安排，確定合適教學(xué)方案的設(shè)想和計劃。教學(xué)設(shè)計是課堂教學(xué)的靈魂。而指向物理關(guān)鍵能力，整合優(yōu)化教學(xué)設(shè)計尤為重要。統(tǒng)整優(yōu)化后的教學(xué)設(shè)計可以將四個關(guān)鍵能力合理地分配、落實到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)里面。

下面以蘇科版第十一章第一節(jié)《杠桿》為例，研究指向物理關(guān)鍵能力的教學(xué)設(shè)計策略。

一、指向關(guān)鍵能力的教材分析

教材在第八章分別各用一節(jié)介紹了力的作用效果和平衡知識，本節(jié)從新的角度，在不同層次上研究了這個問題，其內(nèi)容是前面所學(xué)知識的擴(kuò)展，也是后面滑輪、斜面等其他一些簡單機(jī)械的基礎(chǔ)，是本章第二節(jié)的主體內(nèi)容。杠桿平衡條件是貫穿于全章的主線，起到統(tǒng)領(lǐng)全章的作用。

二、指向關(guān)鍵能力的學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力、二力平衡、壓強(qiáng)和浮力等知識，對于一般物理研究方法有了初步的認(rèn)識，可以把這些方法實踐運用到杠桿模型的構(gòu)建中。杠桿既是對前面所學(xué)知識的概括和深化，又是學(xué)習(xí)功、功率和機(jī)械效率的基礎(chǔ)，通過杠桿的學(xué)習(xí)可以提高概括理解能力。學(xué)生認(rèn)識從平動到轉(zhuǎn)動，從二力平衡到杠桿平衡，其跨度較大，學(xué)生容易混淆。所以教學(xué)過程中要設(shè)置階梯，讓學(xué)生有思維跳躍的平臺。

三、指向關(guān)鍵能力的設(shè)計策略

1.創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)探究的欲望

教師通過讓學(xué)生剪繩子的比賽（一把省力，一把費力，還有一位同學(xué)沒有工具），提出疑問并引出要研究的問題——杠桿。由簡單到復(fù)雜是我們認(rèn)識事物的一個過程，為學(xué)生學(xué)習(xí)知識創(chuàng)造了一個良好的開端，引發(fā)實驗探究的欲望。

2.證據(jù)論證，理解概括得新知

組織學(xué)生分組體驗：用剪刀剪斷電線，用鑷子夾鐵釘，用瓶起子開汽水瓶，并在操作過程中思考以下幾個問題：（1）工具的材質(zhì)在軟硬程度上有什么共同點;（2）在工作中發(fā)生了怎樣的運動;（3）在什么條件下它們才能這樣運動。引導(dǎo)學(xué)生抽象出它們的共同特點，歸納杠桿的概念。這種發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法有助于發(fā)揮學(xué)生的潛力，激發(fā)他們探究未知事物的興趣，培養(yǎng)概括能力。

在學(xué)生掌握了杠桿的概念后，讓學(xué)生列舉生活中熟悉的杠桿。這樣的設(shè)計不僅訓(xùn)練學(xué)生從復(fù)雜多變的工具中抽象出杠桿的模型，還培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維能力，學(xué)習(xí)了“模型法”等科學(xué)方法。

3.增強(qiáng)體驗，實驗探究落到實處

力臂的構(gòu)建是本節(jié)課的重點和難點。對“蹺蹺板”模型二次利用，“蘋果對木板的力大，李子對木板的力小”。力大的離支點遠(yuǎn)，說明力對杠桿的作用效果不僅與力的大小有關(guān)，還與距離有關(guān)。“到底是什么距離，是不是支點到作用點的距離？”接下來老師設(shè)計實驗來驗證。老師準(zhǔn)備兩根相同的鐵絲，一根用繩子系住中點，保持平衡，平衡的原因是左右重心到支點的距離相等。另一根同樣用繩子系住中點，如果將右半部分彎折，在沒有改變支點到作用點距離的情況下，左半部分不在水平位置平衡，改變了力對杠桿的作用效果，說明距離不是支點到作用點的距離。為了突破此難點，老師設(shè)計學(xué)生分組實驗。在原有杠桿模型的支點處設(shè)計一個圓形凹槽，左邊在凹槽的邊緣處懸掛兩個鉤碼，右側(cè)用不同的力拉，每次保證拉力的作用線都沿圓的切線方向，且都讓杠桿在水平位置保持平衡。力對杠桿的作用效果相同，每次拉力都相同，歸根結(jié)底是每次支點到力作用線的垂直距離相同，引出力臂的概念。

對于力臂的作圖，老師三次利用“蹺蹺板”模型，設(shè)計三組作圖：（1）做出力垂直杠桿的力臂。（2）做出力不垂直杠桿的力臂。（3）做出不掛重物時，杠桿的力臂。例題由低起點出發(fā)，層層遞進(jìn)并總結(jié)方法。這樣設(shè)計的目的是：不僅讓學(xué)生知道力臂不一定在杠桿上，而且為下一節(jié)課，探究杠桿平衡條件時，實驗前調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的做好鋪墊。

4.拓展分析，遷移應(yīng)用的實踐

回到本節(jié)課的引入，利用“杠桿”模型分析同是剪刀，作用效果卻大不相同，原來是動力臂的長短不同，力對杠桿的作用效果不同。這樣設(shè)計的目的同樣為下一節(jié)課的杠桿平衡條件做好鋪墊。

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編輯 馮志強(qiáng)