核心素養引領單元設計 科學方法點亮物理課堂

(江蘇省無錫市清名橋中學，江蘇 無錫 214023)

物理學科核心素養是學生在學習物理過程中逐漸形成的一種品格和能力。物理學科核心素養的提出給物理教學指明了方向，同時也提出了要求，即物理教學要能幫助學生建立正確的物理觀念，培養科學的思維，掌握科學探究的方法，使學生具有科學的態度和責任。但是，如果教師在上課時不注重全局考慮，只是“教教材”，沒有將知識前后貫穿，問題就顯露出來，學生在知識點的學習上可能沒有問題，但是學生科學思維的培養缺乏連續性，學生沒有很好的物理觀念，科學方法的應用也不盡如人意。為此，我們需要探尋更為適合的教學方式和指導學生學習的方法。

鐘啟泉教授認為：單元設計將是撬動課堂轉型的一個支點。為了培養學生的物理學科核心素養，物理教學應從掌握知識向形成能力去發展，應從微觀的課時學習向中觀的單元設計去推進。本文將以蘇科版物理第六章物質的物理屬性為例,對此進行討論。

1 單元學習目標

“物質的屬性”是“物質”主題下的二級主題，課程標準的內容要求如下：

(1) 通過實驗，了解物質的一些物理屬性，如彈性、磁性、導電性和導熱性等，用語言、文字或圖表描述物質的這些物理屬性。

(2) 知道質量的含義。會測量固體和液體的質量。

(3) 通過實驗，理解密度，會測量固體和液體的密度。解釋生活中一些與密度有關的物理現象。

(4) 了解人類關于物質屬性的研究對日常生活和科技進步的影響。

課程標準的內容要求就是本單元的學習目標，從知識和技能的掌握程度來看:對于“物質的一些物理屬性”的內容要求是“了解”，對于“質量的含義”的要求是“知道”，對于“密度”的描述是“理解”。由此可見密度在本單元學習中占有非常重要的位置，這里說的單元不是指單純的學習內容單位，除了通過密度學習了解物質的一些物理屬性外，還包含第八章力中所要涉及的彈性，第十四章電阻中導體、半導體、絕緣體的導電性，第十六章電磁轉換中磁性、磁化現象等內容，同時課程標準中要求的“解釋生活中一些與密度有關的物理現象”也與后續學習液體的內部壓強、大氣壓強、阿基米德原理和物體浮沉條件有關。教科書在編排時首先讓學生重點探究物質的一個重要物理屬性——密度，在最后一節中讓學生合作交流,了解物質還有硬度、彈性等其他物理屬性。

綜上所述,在教學過程中，我們教師要站在一定的高度從整體把握,將教學內容前后連貫展開，為學生創設探究情境,明晰學習內容，從而建構物理知識框架。

2 單元設計思路

2.1 求同存異，區分物體和物質

圖1

在物體的質量教學中，利用橡皮筋、火柴棒、一截車胎、大頭針、大螺栓和木塊進行分類(如圖1)，讓學生自主分類，在多種分類方式中得到火柴棒和木塊為一類,由木材組成；大頭針和大螺栓為一類，由鐵組成；橡皮筋和車胎為一類，由橡膠組成。進而得出物體是由物質組成的,在學生的意識中區分了物體和物質(如圖2)。

圖2

在活動6.1“探究物體形狀、物質狀態對質量是否有影響”中,得出質量是物體的一種屬性,學習物質的物理屬性時,仍然可以將圖2展示出來,利用對比的思想,既然質量是物體的一種屬性,那么組成物體的物質有怎樣的屬性呢？在這樣的對比教學中異中求同,使學生體會到：無論是物體的屬性，還是物質的物理屬性,屬性實際上就是不變性；同時又同中求異,充分區分了物體和物質。

2.2 重視能力，測量質量和密度

盡管在課程標準中對質量概念的要求不高,但是這一節內容的學習是至關重要的,學習密度公式時要用到質量,在測量小石塊密度的實驗中還考查了學生測量物體質量的能力。因此在活動6.2的實驗中,要以培養技能和能力為主,在面對質量過小的物體時使用測多算少法。測量液體質量時，要考慮是先測杯子的質量、還是先測杯和水的總質量的問題。

密度的概念比較抽象,雖然在生活中學生會積累到一些與密度知識有關的經驗,但是初二學生剛接觸物理不久,理解密度概念比較困難。在教學中教師需要引導學生進行實驗探究,用更為具體直觀的方式將密度的概念展現在學生面前。密度概念的建立所需要理解的比值定義法學生已經在學習速度時使用過,學生也掌握了速度的計算,這些能力也為建構密度的概念提供了保障。

2.3 首尾呼應，聯系密度和屬性

從認識具體的密度這個物理屬性入手,到最后一節“物質的物理屬性”,將物質的物理屬性與日常生活中物質的用途聯系起來,符合學生的認知特點,讓學生利用不同的物理屬性進行分類的教學呼應了本章開始的做法,從分類開始,在分類中結束,使學生感受到自然界中物質的多樣性。

3 方法點亮物理課堂教學

當前,物理教學改革強調學生對于知識的理解、建構,而不是機械記憶,要求教師合理利用多種科學方法,發揮指導作用,這樣的教學過程注重了概念的來龍去脈,探究過程有助于提高學生分析問題和探究的能力。

以下是“物質的密度”的教學片斷。

片斷1

師:同學們,這是老師從家里帶來的水和白酒,請大家區分這兩種液體。

學生根據生活中氣味、味道等物質的特性很容易將酒和水區分開來。

師:形狀與體積相同的銅塊、鋁塊,如何分辨它?

生:掂一掂。對于銅與鋁,質量大的是銅,質量小的是鋁。

片斷2

師:大家會發現,數據處理比較繁瑣,請討論一下，有沒有不用計算的數據處理方法?

生:作圖。

師:每一條直線代表了哪種物質?

學生分析并得出結論。

師:我們用了幾種方法來處理數據,你們認為哪種更直觀?請嘗試總結出區別物質的辦法。

片斷3

師:老師將雞蛋放入水杯中,觀察雞蛋的位置。

生:沉在杯底。

師:將雞蛋放入鹽水中,再觀察雞蛋的位置。

生:雞蛋浮在水面上。

師:請大家大膽猜測,是什么因素產生的影響?

生:密度。

以教材為藍本,將生活情境帶入課堂,密切關注物理知識與生活的聯系,將物理問題轉化成生活問題,使學生產生認知沖突,讓學生意識到有尋找新知識的必要,激發學生的學習興趣。此外,在教學過程中注重學生對科學方法的理解,如用“比值法”定義概念和用圖像法解決問題,學生通過探究體驗，理解物理方法,加深了對物理知識的理解,鍛煉了學生的知識遷移能力,發展了學生的科學思維,為后續的物理學習提供了保證。

4 結語

義務教育物理課程標準指出：讓學生能將物理知識和技能運用于生活、生產實際,為以后的學習、生活和工作打下基礎；有將科學服務于人類的使命感與責任感。因此,物理教學要緊密聯系實際,讓學生在豐富的感性認識基礎上體會到物理知識的實用性,體會到物理知識和方法的重要作用,從而增強學生解決物理問題的意識和能力。

教師要從課程標準的要求出發,關注學生的全面發展,通過單元設計,巧用各種教學方法,幫助學生在學習過程中參與協作,體驗知識的建構過程,落實物理學科核心素養培養的目標。