核心概念在初中物理“簡單機械”中教學研究

◎ 王文寶

國際上對核心概念的關注度顯著提高,核心概念已經成為一種教學潮流。在初中物理知識的講授中,核心素養推動了教學變革,變革的責任落到了教師身上。教師只有深刻調動課本中的知識,在給學生傳授知識時能夠秉承以學生為主體的原則,才能鞏固學生的物理知識,提升學生的自主學習和創新能力,滿足國家對核心素養的發展需求。

一、明確“簡單機械”的核心概念

簡單機械知識涉及了傳統學生學習的力學與功學的綜合知識。在簡單機械的認知上,需要從兩個角度著手,其一是力的角度上,其二是機械效率上。在初中物理課程中的核心概念的確定,主要以理論知識為主體,在這個基礎上理解簡單機械部分的知識,并構建這部分的知識體系。

1.課標要求

在初中物理課程中,“簡單機械”在課程標準中占據非常重要的地位,在物理知識的講授中,教師要遵循以下教學原則,保證學生對簡單機械具有完善的了解:首先,對簡單機械這部分的知識有初步的了解,借助一定的實驗,清楚應該在什么條件下保持平衡;其次,完善對機械與功率的認知,將機械與功率和學生的生活進行整合,并運用生活中的案例進行證明;再次,弄清楚機械功率,學會怎樣對簡單機械的效率進行測量;最后,闡述機械的發展過程,讓學生意識到社會的發展是需要機械的推動的。在課程教學環節中,教師需要參考課程標準對學生進行教學,課程標準是國家對學生的一致要求,在學習環節中,核心概念的確定需要以課程標準為基礎。

2.核心概念

對人教材課本知識的理解,其中簡單機械這部分的知識涉及了杠桿、杠桿滑輪組以及公式,還有機械效率提高的渠道與價值。

針對簡單機械的核心概念,從初中物理的核心概念中就可以有所了解,其中涉及了兩個部分:機械效率以及杠桿的平衡條件。

簡單機械主要有兩方面的核心概念,這兩部分的概念主要是從對簡單機械的了解著手的,其中機械效率主要是以功的方面進行切入,杠桿的平衡主要是從力的方面進行切入。

從簡單機械的核心概念的關聯圖中就可以看到,兩部分存在遞進性的關系,發展了兩種不同的物理規律,并在這個前提下對核心概念的關聯進行闡釋,不僅可以讓學生學到這部分的知識,還要讓學生更加深入理解這部分的知識,了解簡單機械的認知體系,推動學生核心素養的發展,讓學生可以將兩部分的知識進行整合,從而提高學生學習的有效性。

二、構建核心概念的學習進階

在初中教學中,核心內容具有高度總結性。因此,教師在給學生講授物理知識時不能只給學生講授核心概念。在抽象的物理知識講授中,需要以具體事物為憑借,為了幫助學生學習課程中的核心概念,就需要設計一定的下位概念,秉承循序漸進的教學原則,完善學生對物理知識的理解,構建核心概念與子概念的關聯,引導學生進階式學習。

1.學習杠桿的平衡條件的進階構建

在初中物理課程中的平衡條件,主要涉及了杠桿平衡與二力平衡。

感知杠桿:將理論知識與實際生活進行整合,創設與杠桿知識相關的情境,幫助學生意識到杠桿是一種工具,借助這種形式讓學生對杠桿有初步的了解,然后概括杠桿的共同點,了解杠桿的定義。

學生在學習杠桿的平衡條件后,教師在教學中引導學生了解杠桿的平衡條件,借助動手操作,在操作過程中了解杠桿的表格與數據,學生在這個過程中會了解到動力與動力臂的長短存在聯系:動力臂越長,動力越小……在這個基礎上引導學生不斷探究。

杠桿的運用。以杠桿的平衡條件為根據,列舉出生活中的杠桿,省力杠桿、等臂杠桿與費力杠桿是生活中的三種杠桿,從生活案例中構建杠桿模型,感受物理學家運用的解決方式,開發學生的物理思維。

2.學習機械效率的進階構建

機械效率在簡單機械中是復合型概念。

學生要弄明白機械效率的定義,機械效率在物理課程中會涉及多個方面,并且概念呈現出了抽象的特征,學生并不能完善對這部分知識的理解。因此,教師可以運用彈簧測力計將鉤碼提起,等到達一定高度后,將拉力做功為W1,然后,運用動滑輪使用彈簧測力計將鉤碼提起道相同的高度,計算拉力做的功為W2。將這兩組數據放到一起進行對比,可以讓學生意識到在機械做功時,會有額外功的產生,讓學生對額外功以及共有功進行區分,在了解的前提下,幫助學生輕松學習機械效率,提高學生學習的有效性。

在同一機械中將機械效率放到一起進行對比,在機械中,機械效率的高低與裝置本身以及運用條件都存在緊密的聯系。在機械中將機械效率的優劣進行對比,探究額外功形成的因素,讓學生了解提高機械效率的渠道,并運用到實際生活中。

在學習機械效率時,學生要清楚知道機械省力與效率存在本質上面的差異,不能將二者等同。

機械效率的高低可以反映出機械的優劣。

三、核心素養方向下初中物理簡單機械教學

1.創設問題情境,圍繞重點知識進行教學

問題都來源于實際情境中,產生于起義的現象與矛盾的說法中,產生于對現象的思考中。創設情境主要是借助生動形象的情境,讓學生發現并提出問題,開發學生的認知思維,推動學生不斷學習,讓學生成為一名探索者,經歷設想、感受、實踐與反思的環節,運用物理知識與方式組織探究活動,在活動中解決問題。教師在初中物理課程中要圍繞重點知識,涉及核心知識、技能與科學態度。教師在創設問題情境時不是讓學生重復學習知識,而是要給學生提供運用知識解決問題的機會。

2.提升學生的探究素養,完善學生的品格

實驗探究課程的實質就是讓學生感受科學家探究的經歷,了解物理概念與規律的本質,推動學生科學探究能力的提升,完善學生的品格與素養。探究就是學生獲得知識的環節,將學習方式與探究方式放到重要位置。在實驗探究環節中,教師要提高學生在課程中的參與度,激勵學生動手操作,組織學生相互合作,感受失敗與挫折、成功與喜悅,在不斷嘗試的環節中,不僅可以開闊視野,還能提升學習能力,不僅可以獲得物理知識,還能感受到探究的趣味性,透過現象了解到課程的本質,樹立端正的學習態度。

結語:在新課改的背景下,要將提升學生的核心素養融入平常的物理課程教學中,以核心素養為方向推動物理課程的變革,教師要樹立全新的教學思想,不斷對核心概念進行研究,創設問題情境,圍繞重點知識進行教學;提升學生的探究素養,完善學生的品格,培養學生的核心素養,構建完整系統的知識體系,提高學生學習的效率,促進學生全方位的發展與成長。