基于核心素養的初中物理概念教學問題串設計①

(1.江蘇省南京市溧水區群力初級中學，江蘇 南京 211299；2.江蘇省南京市溧水區第一初級中學，江蘇 南京 211213)

物理概念是物理學的基石，初中生“聽得懂、不會做”的癥結之一是物理概念的學習不到位。在教師方面，往往只注意讓學生多做練習題，而不注意讓學生自主建構物理概念；在學生方面，往往只注意背定義、記公式、做練習題，忽視對物理概念的理解。針對以上問題，筆者通過具體的教學案例，圍繞初中物理概念教學提出問題串設計策略，以提高物理教學質量，培育學生的物理學科核心素養。

1 運用“問題串”創設概念學習情境

在初中物理概念教學中，教師應根據初中生的認知特點設計“問題串”，創設概念教學情境，引導學生發現、思考問題，探索物理現象的本質屬性，這樣做有利于激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性，自主建構物理概念的意義。

案例1：“大氣壓”概念的教學

情境創設：教師拿出剝好的熟雞蛋、錐形瓶和酒精棉，將雞蛋放在錐形瓶口處。

問題1：在不破損熟雞蛋的前提下，你有什么辦法將熟雞蛋放入瓶內？

生：可用手壓進去。

問題2：借助酒精棉能使雞蛋落入瓶中嗎？

生：能，需要點燃酒精棉，放入瓶中，然后將雞蛋放在瓶口。

教師點燃酒精棉，將其放入瓶中，再將雞蛋放在瓶口處，雞蛋進入瓶中。教師又拿出裝滿水的玻璃杯、紙片等。

問題3：在杯口處放一紙片，將杯子翻轉，紙片會下落嗎？

生：會。

問題4：在杯子中裝滿水，將杯子翻轉，會出現什么現象？

生：水會流出。

問題5：在杯中裝滿水，在杯口處放一張紙，將杯子翻轉，紙和水會下落嗎？

有的學生說會，也有的學生說不會。

實驗中紙片和水均未下落，教師將杯口朝著不同方向，發現紙片和水也沒有下落。

歸納總結：大氣對處在其中的物體有壓強，這種壓強叫大氣壓強，簡稱大氣壓。

點評：通過創設實驗情境，運用問題串層層深入，邊討論、邊探究。問題1是讓學生從生活經驗出發，想出簡單的辦法，使學生對力、壓強有一個初步的回顧，讓學生體會用手將雞蛋壓入瓶內的感受，引導學生主動實驗，為引入大氣壓作鋪墊。問題2是進一步對實驗條件加以限制。問題3和問題4則巧設懸疑，為解決問題5中觀察到的不可思議的實驗現象作鋪墊；問題5創設的目的在于引導學生歸納、總結，得出結論：大氣在各個方向上都有壓強。運用實驗創設學習“大氣壓”概念的情境，設計問題串引領學生探究，既有利于激發學生的興趣和求知欲，又能引導學生把注意力集中到被研究的對象和現象上來，為建構“大氣壓”的概念提供感性基礎。運用實驗與問題串讓學生觀察現象、發現本質屬性，培養了學生的核心素養。

2 運用“問題串”提升學生的科學思維能力

物理概念是對物理現象、過程等感性材料進行抽象概括的產物。在初中物理概念教學中，教師若只顧創設情境，而不關注讓學生參與思維加工活動，那么對學生來說，感性認識和理性認識、生活經驗和科學概念仍處于分離狀態，不利于發展他們的科學思維能力。

案例2：“電阻”概念的教學

情境1：教師拿出一段電阻絲A(阻值為5Ω)，將該電阻絲接入電路中。

問題1：測出其兩端電壓為U1、通過的電流為I1，它們的比值為多少？

問題2：改變其兩端電壓為U2，記錄此時的電流為I2，它們的比值又是多少？

生：比值相等，均為5V/A。

情境2：教師再拿出另一段電阻絲B(阻值為10Ω),并接入電路中。

問題3：測出其兩端電壓為U3、通過的電流為I3，它們的比值為多少？

問題4：改變其兩端電壓為U4，記錄此時的電流I4，它們的比值又是多少？

生：比值相等，均為10V/A。

問題5：密度是如何定義的？物質的密度有怎樣的特性？

生：同種物質物體的質量和體積的比是一個定值，不同物質的該比值一般不同，這個比值反映了物質的一種特性。

問題6：這里的不同比值，也反映了導體的某種固有特性，你們如何理解？

歸納總結：對同一導體，加在它兩端的電壓U與通過它的電流強度I之比是一個與U與I都無關的恒量R。考察不同導體的數據，可以初步概括出如下結論：對于每個金屬導體都存在著一個恒量R，不同的導體一般具有不同的R值。因此，R的大小反映了導體對電流阻礙作用的大小，這是導體的一種特性，物理學中用電阻表示導體對電流的阻礙作用。

點評：在電阻概念的教學中，通過思維加工，運用問題串層層推進，類比密度的建構進行深化與提升，讓學生自主建構電阻概念。問題1～4是為了得出電阻兩端的電壓與電流之比，同一導體的比值是相同的，不同導體的電壓與電流之比一般是不同的。問題5引導學生利用類比方法進行思維加工，通過密度的定義來加強對電阻概念的理解，從而形成正確的物理觀念。學生在進行思維加工與提升的過程中，教師只能起引導作用，千萬不能包辦代替，要讓學生自己悟出物理概念的本質。

3 運用“問題串”遷移應用概念

學生在初步形成物理概念后，還必須及時給他們提供應用概念的機會，讓他們將抽象的概念返回到現實情境中去，使他們在應用概念聯系實際的過程中，加深對所學物理概念的理解，將概念學習過程中所用的科學思維方法遷移到現實情境中，逐步提升學生分析問題、解決問題的關鍵能力。

案例3：“慣性”概念的應用

問題1：現有一把鐵錘，如果錘頭從錘柄上脫落了，有什么辦法可把錘頭裝好固定？

生：直接將錘頭套上去，用工具敲結實就行了。

問題2：如果不利用其他工具，錘頭套上去之后直接將錘柄敲擊地面，能將錘頭緊套上去嗎？

問題3：能用所學的慣性知識解釋其中蘊含的道理嗎？

生：錘頭由于具有慣性，將保持原來的運動狀態；而錘柄由于受到地面阻力的作用，它的運動狀態發生改變，由運動變為靜止。

案例4：“壓強”概念的應用

問題1：用力壓放在釘板上的氣球，氣球會被戳破嗎？

學生半信半疑，有人認為會，也有人認為不會。

實驗現象：將氣球放在釘板上，對氣球施加一定的壓力，氣球發生了形變，但沒有被戳破。

問題2：你們能解釋其中的道理嗎？

生：氣球與釘板上釘子的接觸(受力)面積較大，導致壓強較小，氣球不會破。

問題3：(教師播放視頻)某兒童在結冰的湖面上玩耍，因冰面破裂而出現險情，你如何運用學到的知識對他加以施救？

生1：讓小孩趴下，慢慢爬過去，在壓力不變的條件下，增大受力面積，減小壓強。

生2：可以在腳下墊木板，走過去，增大受力面積，減小壓強。

點評：在案例3、4中共設置了6個問題，要求學生運用概念解決實際問題，加深對所學物理概念的理解，在概念應用中培養學生的核心素養，也為后續學習類似的物理概念提供問題解決的策略與方法。問題1讓學生僅憑借生活經驗說出初步的做法或提出猜想。問題2、3幫助學生靈活運用慣性、壓強概念解決實際的生活問題，培養了學生靈活運用知識的能力和理論與實踐相結合的能力。

4 結語

在物理概念教學中，教師應立足于課程標準，根據學生的生活經驗、已學知識，有目的、有計劃地創設有序的問題串，引導學生積極主動地投入到課堂學習中來，使得學生對物理概念的學習更加有效。只有充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，才能切實培養學生的核心素養。