基于提高學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)策略研究

李晶

摘 要：本文以滬科版八年級物理《科學(xué)探究：杠桿的平衡條件》為例，闡述以提高學(xué)生核心素養(yǎng)為目的的教學(xué)策略。即依據(jù)核心素養(yǎng)確立教學(xué)目標(biāo)，圍繞核心素養(yǎng)制定教學(xué)策略，該做法有利于培養(yǎng)學(xué)生高階思維，構(gòu)建物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中物理;核心素養(yǎng);杠桿的平衡條件

杠桿是日常生活和生產(chǎn)中最常用、最簡單的機(jī)械，其他機(jī)械很多可以看成是杠桿的變形，學(xué)會科學(xué)認(rèn)識杠桿的方法是學(xué)習(xí)其他機(jī)械的基礎(chǔ)。當(dāng)下科技日新月異，教育的內(nèi)容和形式也在不斷更新，體現(xiàn)在創(chuàng)客教育成為熱點(diǎn)之一，各類簡單機(jī)械的認(rèn)識和靈活運(yùn)用是創(chuàng)客教育最基本的內(nèi)容。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化為具學(xué)科色彩的特質(zhì)，養(yǎng)成以物理視角認(rèn)識事物和解決問題的能力。基于提高核心素養(yǎng)的教學(xué)對學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐及創(chuàng)新活動有重要意義。

一、依據(jù)核心素養(yǎng)制定教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合物理學(xué)科核心素養(yǎng)和初中學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，制定本課教學(xué)目標(biāo)如下：

1.物理觀念：從認(rèn)識杠桿過程中建立模型思想，在平衡條件的探究活動中加強(qiáng)運(yùn)動觀的建構(gòu)。

2.科學(xué)思維：能從生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用中抽象、簡化得到杠桿模型并歸納出杠桿的特點(diǎn)，培養(yǎng)模型建立和歸納的思維方式;根據(jù)力臂長度關(guān)系對杠桿分類，培養(yǎng)科學(xué)思維方法。

3.科學(xué)探究：經(jīng)歷對杠桿的平衡條件的探究活動，首先進(jìn)行猜想，再根據(jù)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)后通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出杠桿的平衡條件。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)大膽假設(shè)和實(shí)事求是的科學(xué)精神和與人交流合作的品質(zhì);了解我國古代對杠桿的研究和應(yīng)用實(shí)例，滲透愛國層面的社會主義核心價(jià)值觀;結(jié)合杠桿在學(xué)生平時(shí)生活、學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、圍繞核心素養(yǎng)的具體過程教學(xué)策略

1.各種工具撬奶粉罐，突破思維定勢得出杠桿物理模型

情境引入：教師帶一罐奶粉進(jìn)入教室，金屬罐蓋很難打開，學(xué)生提出可以利用工具。備選工具包括軟尺、鋼尺、鑰匙、細(xì)線、羊角錘、鋼勺、薄木片等。

課堂上學(xué)生一般選擇鋼尺，會發(fā)現(xiàn)鋼尺不好用，因?yàn)槭芰笕菀鬃儚潱洺呋虮∧景逡矡o法打開罐蓋，建立杠桿必須硬度足夠的觀念。羊角錘、鋼勺也可以撬開罐蓋，體現(xiàn)杠桿形狀不限;鑰匙，平時(shí)并不用來作為撬棒，甚至不作為杠桿使用，但在需要時(shí)，可以滿足杠桿的功效，也可以拿來使用。利用該教學(xué)策略幫助學(xué)生突破思維定勢，內(nèi)化杠桿模型。

在該具體情境中，學(xué)生直觀感受轉(zhuǎn)動與平動之不同，完善運(yùn)動觀。

通過與具體情境結(jié)合和有意識地引導(dǎo)設(shè)置，加強(qiáng)學(xué)生對杠桿的認(rèn)識，幫助學(xué)生從課本定義中走出來，站在更高的位置上，研究真實(shí)、典型的科學(xué)過程，建立物理觀念。

2.通過實(shí)物杠桿認(rèn)識五要素，促進(jìn)學(xué)生對模型的遷移

建立杠桿模型后，學(xué)生通過觀察自帶的夾子、核桃鉗、剪刀等實(shí)物和抽水機(jī)、剎車板的圖片，尋找杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)，即支點(diǎn)。在使用中確立杠桿的動力和阻力，根據(jù)概念找到對應(yīng)力臂。在認(rèn)識五要素的學(xué)習(xí)中再一次對杠桿的概念進(jìn)行抽象反思和遷移應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)物理觀念的形成。

3.經(jīng)歷平衡條件的探究過程，滲透科學(xué)思維和態(tài)度

提出問題：杠桿在滿足何種前提下才會處于平衡？學(xué)生猜想以下四種關(guān)系：F1+l1=F2+l2、F1-l1=F2-l2、F1×l1=F2×l2、F1÷l1=F2÷l2;根據(jù)不同物理量不能相加減直接排除猜想①②，強(qiáng)化基本科學(xué)思維。

先一次實(shí)驗(yàn)兩邊掛同樣重鉤碼，力臂也相同，證明猜想③④都是正確的嗎？學(xué)生立刻可以提出一次實(shí)驗(yàn)不具有普遍性，應(yīng)該進(jìn)行多次，培養(yǎng)科學(xué)思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

得到結(jié)論后從等式上看，代入鉤碼數(shù)而不是鉤碼質(zhì)量，力臂格數(shù)而不是長度，發(fā)現(xiàn)等式一樣成立，滲透“單位”的物理觀念。

4.激發(fā)認(rèn)知沖突，糾正錯(cuò)誤認(rèn)知

用測力計(jì)向上傾斜拉著杠桿，提問學(xué)生此時(shí)杠桿五要素，再一次強(qiáng)化杠桿模型，因這時(shí)候動力和阻力在支點(diǎn)同側(cè)，糾正部分學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究后認(rèn)為動力和阻力一定豎直向下且在支點(diǎn)兩側(cè)的錯(cuò)誤觀念。

至此還有部分學(xué)生會將力臂標(biāo)成支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離。將力和力臂的數(shù)值帶入等式，發(fā)現(xiàn)并不相等，提出問題：那是不是平衡條件的等式出錯(cuò)了呢？對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流與反思，培養(yǎng)提出問題的能力，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。部分學(xué)生能夠找到正確的力臂，用刻度尺測正確的力臂，發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件等式?jīng)]有問題。通過科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生求真精神和解決問題的能力。

5.模型與實(shí)物結(jié)合，分類歸納杠桿

從杠桿的具體應(yīng)用時(shí)需要的特點(diǎn)分類，一些需要省力，一些沒有省力，觀察這些杠桿的外型，總結(jié)出特點(diǎn)。結(jié)合平衡條件，建構(gòu)省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿的概念，培養(yǎng)分類的科學(xué)思維。

6.結(jié)合實(shí)際情境選擇杠桿，激發(fā)興趣

利用一些具體應(yīng)用，拿筷子夾大物體手應(yīng)該放哪個(gè)位置、擰門把手如何最省力、門夾核桃時(shí)怎么擺放核桃等等，讓學(xué)生選擇杠桿，在應(yīng)用中理解杠桿，體驗(yàn)物理知識在生活中具體應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)思維和學(xué)習(xí)興趣。

7.結(jié)合杠桿應(yīng)用史和未來展望，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

圖片、視頻展示杠桿在我國古代的應(yīng)用，以及各類機(jī)器人大賽中杠桿的使用，體現(xiàn)杠桿作為機(jī)械基礎(chǔ)的廣泛應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，同時(shí)培養(yǎng)對祖國的自豪感和對未來的責(zé)任感。

三、結(jié)語

在教學(xué)中滲透的物理觀念、培養(yǎng)的科學(xué)精神，不是一節(jié)課或一朝一夕養(yǎng)成，需要長期引導(dǎo)，追求思維深度，在每一課中充分挖掘知識建構(gòu)過程中蘊(yùn)含的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]任建英.談物理觀念.中學(xué)物理教與學(xué)，2017.6

[2]中華人民共和國教育部制定：《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，北京師范大學(xué)2011年版

[3]林崇德.核心素養(yǎng)的內(nèi)涵.今日教育，2017.2