基于核心素養的初中物理教學設計
——以“流體壓強與流速的關系”教學為例

(華南師范大學物理與電信工程學院,廣東 廣州 510006)

1 引言

物理學科核心素養包括物理觀念、科學態度、實驗探究和科學態度與責任四個方面，其中科學態度與責任是指學生在認識科學本質和理解科學、技術、社會、環境(STSE)關系的基礎上逐漸形成正確的科學態度和社會責任感，主要包括科學本質、科學態度、社會態度等要素。[1]筆者基于核心素養的培養要求，對人教版初中八年級下冊第九章第四節“流體壓強與流速的關系”進行教學設計，培養學生正確的科學態度和社會責任感。

2 課前、課中、課后三環節的教學策略

圖1

基于核心素養的培養要求，提出針對課前、課中、課后三個環節的教學策略。課前搜集相關視頻資料及生活實例，課中融合多種教學形式，課后關注科技及動手操作等，將核心素養理念融入中學物理課堂教學中，具體相關教學策略如圖1。

3 基于核心素養視角的物理教學設計

3.1 創設物理情境

上課之前，教師基于真實生活情景，創設3個不同的物理情境，讓學生分別觀察：(1) 車輪附近樹葉的運動情況；(2) 水流形成漩渦時，附近紙片的運動情況；(3) 飛機機翼的形狀。進而引入本節課探究的課題：流體流速與壓強的關系。在新知教學之前，為學生播報一則“火車吸人”事故的新聞，播放動漫視頻重現事故情景，視頻中的小蝸牛越過黃色安全線，火車飛馳而來，小蝸牛被“吸”向火車。

設計意圖：將日常生活實例和新聞報道相互聯系，拉近物理與學生之間的距離，使學生領會到物理原理蘊涵于生活之中，幫助學生養成樂于觀察、勤于探究的良好習慣。通過播放動漫視頻，提醒學生注意生活中乘坐火車的安全問題，也激發了學生學習物理知識的動力和好奇心、探究的熱情。

3.2 引導學生自主探究

3.2.1 探究氣體流速和壓強的關系

邊學邊實驗：如圖2所示，全體學生跟隨教師，雙手拿兩張A4白紙，相隔適當距離，從上往下吹氣，觀察實驗現象。

圖2

設計意圖：取材簡單，學生可親身體驗、直觀感受，培養了學生的動手操作能力，加強學生對氣體流動與壓強之間關系的感性認識。

分組實驗：教師展示如圖3所示的自制教具：“探究氣體流速與壓強的關系”演示儀，又名“牛郎織女鵲橋會”。教師把左邊紅色的小球當成“織女”，右邊黑色小球當成“牛郎”，提出以下問題：如何讓“牛郎”和“織女”相會？

圖3

設計意圖：通過神話故事的引入，引發學生學習物理的興趣，提升學生的人文素養，設置探究性的問題，引起學生思考。通過小組合作交流、學生動手動腦，培養學生積極思考、追求創新的科學態度。

3.2.2 探究液體流速和壓強的關系

分組實驗：將“探究液體流速與壓強的關系”演示儀提前放在學生課桌上(如圖4)，學生以小組合作的形式，在“探究氣體流速與壓強的關系”的基礎上，自行設計實驗，探究液體流速與壓強的關系。

圖4

設計意圖：分小組實驗進行探究，培養學生合作、交流的能力，鼓勵學生善于與他人合作、分享。以前面的實驗作為參考，學生自行設計實驗，培養學生自主學習、探究的能力，使學生保持對探究的熱情。

3.2.3 實驗總結

通過課上兩組不同的實驗探究，鼓勵學生用自己的語言描述實驗結論，并進行小組討論，最后全體師生共同完善，通過實驗得出結論：流體流速越快的位置，壓強越??；流體流速越慢的位置，壓強越大。

3.3 拓展應用，鞏固新知

3.3.1 解答懸而未決的問題

鼓勵學生利用本節課所學知識解答如圖5所示高鐵站臺上的黃線設置原理，并解開視頻中關于小蝸牛的疑惑。

圖5

3.3.2 介紹科技中的應用

介紹本節物理知識點在飛機機翼設計上的應用(如圖6)、風洞試驗在航空和軍事上的重要性(如圖7)。

圖6

圖7

3.3.3 完成小設計和小制作

引導學生觀察生活中的

噴霧器，了解其結構，自制簡易噴霧器，并解釋噴霧器的工作原理。

設計意圖：解答課堂中提出的問題，保持學生對自然現象的好奇心和探究熱情；介紹飛機機翼以及風洞在航空和軍事上的運用，了解科學、技術、社會、環境的關系；了解所學物理知識與科技前沿發展的聯系，培養學生熱愛祖國、關注科技發展的良好習慣；自行完成小設計和小制作，使學生經歷科學探究過程，大膽質疑，追求創新，培養學生實事求是、堅持不懈的科學態度。