基于核心素養(yǎng)的中學物理小組合作概念教學

游遠方

摘 ? 要：物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任等要素。物理概念教學，就是要使學生經(jīng)歷概念的形成過程，讓學生自主分析事物，得出事物的共同特征，抽象概括出概念。在這一過程中，學生知道了概念的來源，清楚了概念的界定，將概念融入已有的知識體系中，應用概念去分析解決問題。由于學生生活經(jīng)歷、知識基礎、思維水平不同，通過小組合作，學生互幫互助，交流討論，能有效提高建構概念的效率，提高學生的核心素養(yǎng)。在課堂上，老師要把“講概念”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生自主合作建構概念”。本文以密度概念教學為例，闡述利用小組合作進行概念建構，實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)提升的過程。

關鍵詞：核心素養(yǎng);小組合作;物理概念

不可否認，我們的概念教學還存在將概念硬生生塞給學生的現(xiàn)象，存在著通過大量練習強化概念記憶的現(xiàn)象。這種教學的不足之處，是學生不知道物理概念的來源，沒有經(jīng)歷概念形成的思維加工過程。基于小組合作的物理概念教學，學生自主對比、分析事物，得出事物的共同特征，抽象概括出概念，理解概念的內(nèi)涵與外延，把概念融入已有的知識體系中，學生合作建構概念的過程就是核心素養(yǎng)的形成過程。本文旨在以密度概念教學為例，探討基于小組合作的初中物理概念教學，在自主建構概念的過程中提升物理核心素養(yǎng)。

一、提出要研究的問題

初中學生在頭腦中已經(jīng)有了質(zhì)量和體積的概念，會比較不同物體質(zhì)量、體積的大小。比如，可以通過用手掂量、用儀器比較質(zhì)量大小;可以估測物體體積大小，或用儀器比較體積的大小。然而，學生還沒有建立質(zhì)量與體積間的聯(lián)系，也沒有意識到同種物質(zhì)組成的不同物體具有不隨質(zhì)量和體積變化的共同特征。基于對學情的分析，教師要做的工作就很明確了，那就是要讓學生測量物體的質(zhì)量與體積，通過對數(shù)據(jù)的處理，從結果中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得到同種物質(zhì)的共同特征，從而抽象概括出密度的概念。

課堂上，教師拿出兩個容積相同的小礦泉水瓶，一瓶裝滿水，一瓶裝滿酒精，展示給學生看。

師：兩瓶液體的體積相同，兩瓶液體的質(zhì)量相等嗎？

一部分學生認為相等，一部分學生認為不相等。

教師演示：用天平測出兩瓶液體的質(zhì)量，結果顯示體積相同的水和酒精的質(zhì)量不相等。

提出問題：同種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積有什么關系呢？

二、明確合作的目的

針對提出的問題，學生需要明確合作的目的，就是探究出質(zhì)量與體積的關系。教師給出的材料是三塊大小不同的鋁塊、三塊大小不同的鐵塊。學生對合作任務進行分解，明確小組同伴要做的工作，一是測出物體的質(zhì)量，二是測出物體的體積。小組長做好小組成員的工作分工，安排一部分同學負責測質(zhì)量，一部分同學負責測體積，一部分同學負責記錄數(shù)據(jù)和計算，最后分析數(shù)據(jù)，得到結論。通過合理的分工，可以提高合作的效率。

三、做好小組合作實驗前的準備

在學生合作進行實驗前，教師為學生復習天平及量筒的正確使用方法。

師：如何測量物體質(zhì)量？

生：用天平。

老師與同學一起復習天平的使用方法：使用天平前，要調(diào)節(jié)天平，使其平衡;測量物體質(zhì)量前，要先估計被測物體質(zhì)量的大小，根據(jù)估計值從大到小向右盤加減砝碼等。

師：如何測量鋁塊、鐵塊的體積？

生：用量筒，用排水法測量物體體積。

老師與同學一起復習量筒的使用方法，強調(diào)在讀數(shù)時，視線要與水的凹面相平。在復習天平、量筒使用方法的同時，老師還要強調(diào)天平、量筒使用的注意事項。

四、小組合作進行實驗探究

小組成員按照組長的分工，各司其職進行實驗：先把物體的質(zhì)量測出來，再交由測體積的同學測體積，并將實驗數(shù)據(jù)記錄到下面的表格中。

學生根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計算出每個物體的質(zhì)量與體積的比值。

學生小組合作分析數(shù)據(jù)：對比同種物質(zhì)的數(shù)據(jù)，對比不同種物質(zhì)的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)的對比分析中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

學生小組合作得出結論：三塊鋁塊質(zhì)量與體積不同，其質(zhì)量與體積的比值都是相同的;三塊鐵塊質(zhì)量與體積不同，其質(zhì)量與體積的比值都是相同的;鋁塊的質(zhì)量與體積的比值 ? ? 跟鐵塊的質(zhì)量與體積的比值 ? ? 是不同的。

學生小組合作抽象概括出概念：通過概括，得出同種物質(zhì)組成的物體，它們的質(zhì)量與體積的比值是相同的;不同物質(zhì)組成的物體，它們的質(zhì)量與體積的比值一般是不同的。為了表征物質(zhì)的這種特性，引入密度的概念：把某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫作這種物質(zhì)的密度，用公式表示為 ? ? ? ? ?。

以上過程，學生進行實驗、記錄、計算、對比、分析數(shù)據(jù)以及發(fā)現(xiàn)規(guī)律，都是學習小組合作完成的，學生親身經(jīng)歷了建構密度概念的過程，對概念來源及所表示的物理意義有了深刻的理解，有效提升了學生的核心素養(yǎng)。

五、小組合作解題，提升思維

運用密度概念進行解題，要把握“密度是質(zhì)量與體積的比值”“密度是物質(zhì)的一種特性，同種物質(zhì)密度相同，不同物質(zhì)密度一般不同”這些本質(zhì)。同時，通過解題運用，促使學生對這些概念的本質(zhì)有更深刻的理解。

1. 老師舉例。

例：一杯水的密度為1g/cm3，倒走一半水后，剩下的水的密度為________。

學生小組討論，互相交流，認識密度是物質(zhì)的一種特性，同種物質(zhì)密度相同，剩下的水的密度為1g/cm3。

2. 老師出示習題，學生合作解題。

（1）兩個同種材料組成的實心物體，一個質(zhì)量為200g，另一個質(zhì)量為500g，比較兩個物體密度大小。

（2）有甲、乙兩個物體，甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的2倍，甲的體積是乙的體積的3倍，它們的密度之比為多少？

（3）一個玻璃瓶子最多能裝1kg水，這個瓶子最多能裝多少千克的酒精？

學生分析題目，找出題目所隱含的條件，分析題目給出的條件是密度相同、質(zhì)量相同還是體積相同，嘗試運用密度概念解決問題，得到答案。

3. 小組交流、討論各自的做題過程，將自己的解題思路及答案與小組成員交流，如果出現(xiàn)不同答案，則進一步研究解題思路及方法，得到最終答案。

4. 老師巡查批改各小組答案，最后老師點評解題方法。學生核對自己小組的答案，如果答案錯了，則要分析錯誤原因，討論出正確的解題方法，更正錯誤。

以上過程，學生應用所學的密度概念及公式來答題，通過小組交流、討論，糾錯、更正，加深了對密度知識的理解，提高了運用密度概念解決問題的能力。

學生建立密度概念是基于對物體質(zhì)量與體積的感性認識，老師不能代替學生形成密度概念的過程。老師創(chuàng)設情景，提供材料，引導學生進行小組合作，通過實驗與計算，分析、處理數(shù)據(jù)，抽象概括得到密度概念，學生成為建立概念的主人，真正經(jīng)歷物理概念形成的思維過程和動手實驗過程，有效提高了學生的核心素養(yǎng)。小組合作，融合了多位學生的思維，在交流與討論中，實現(xiàn)了真正意義上的概念建構，在此過程中實現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)的提升。作為老師，要引導學生去建立概念，不要再走“講概念”的老路了。