開發初中物理教材 提升學生物理核心素養

【摘要】教材是初中生學習物理知識的主要載體。沒有哪本教材能完全符合所有學生的學情，教師對教材的開發是精準施教的必要。教師要根據學生的認知特點、情感需求、發展要求等開發物理教材，以更好地提升學生的物理學科核心素養。在教學過程中，教師可根據教學情況增添、刪除、調整教材中的內容，實現因材施教、精準施教。

【關鍵詞】初中物理；物理教材；核心素養

作者簡介：竇萬慶（1983—），女，江蘇省徐州市徐州工業園區南湖學校。

教材只是學生學習物理的媒介，教師要挖掘教材中更多適合學生成長的因子，成為教材的積極開發者。教師要通過開發教材來激發學生的學習興趣，調整他們思考問題的方式，提升他們的學科能力。積極開發物理教材，延伸其廣度和深度，能幫助學生將物理知識和實際生活聯系起來，發展物理核心素養。

一、橫向補充，增強學生的文化意識

在教學中將物理文化與對教材的開發融合起來，能開闊學生的視野，拓寬他們的知識面，同時加深他們對物理知識的理解。因此，當教材中涉及與物理文化相關的話題時，教師可進行適當的補充，以幫助學生深度思考［1］。

（一）拓寬學生的知識面，加深學生對物理規律的理解

受傳統教學理念的影響，有部分教師認為學生只要掌握書本上的知識就夠了，因此較少延伸教學內容和拓寬學生的學習范圍。在課堂上，教師應延伸教學內容，吸引學生的注意力，促使學生主動探究物理知識。

以蘇科版初中物理八年級下冊“浮力”的教學為例，教材中提到了阿基米德，也提到了浮力公式，但未提及阿基米德發現浮力原理的故事。其實這是一個有趣的故事，引導學生了解這個故事，不但能激發他們探究學習的樂趣，還能讓他們更深刻地理解浮力公式。

筆者先拿出了一張阿基米德的圖片，大多數學生由此聯系到了阿基米德的一句名言：“給我一個支點，我能撬起整個地球。”但大多數學生不知道阿基米德幫助國王判斷王冠真假的故事。筆者以這個故事為素材，制作了一個視頻，其中穿插了相關的教學問題。

在視頻中，筆者設計了這樣的問題：“阿基米德在洗澡時多次用身體沉浮來體驗浮力的大小，他領悟到了什么？阿基米德認為王冠如果摻銀子，會比同樣重量的金子體積大，由此他推斷出了什么？”

筆者在教學中將情境、問題和物理文化知識充分融合，學生加深了對浮力原理的理解，知識面也得以拓寬。

（二）激發學生的學習興趣，增強學生的民族自信心

初中生往往對機器人、航空航天等方面的話題感興趣，教師可將學生感興趣的話題融入物理教學中，增強他們的民族自信心，讓他們感知中國文化的深厚底蘊。

還是以蘇科版初中物理八年級下冊“浮力”的教學為例，教材通過呈現一些日常生活圖片引出了浮力的概念，這一概念闡明了浮力產生的原因。為了使學生深刻理解這一概念，筆者延伸教學內容，展示我國的科技成就，讓學生切換不同的角度思考。

筆者先是給學生展示了神舟十三號、太空站和航天員的圖片，激發學生的民族自豪感。之后，筆者播放了航天員在“天宮課堂”上做的一個浮力實驗的視頻。通過觀看視頻，學生看到這樣一個現象：在太空環境下，乒乓球并沒有浮在水面上，而是停留在了水中。

看完視頻后，學生產生了疑問：“為什么會出現這樣的現象，太空與地球有哪些不同之處，才導致了這樣的結果？”當學生解釋不出原因時，教師再播放宇航員在太空中頭發幾乎飄起來的畫面，引導學生獲得這樣的認知—在太空中，人處于失重的狀態。

于是，他們這樣解釋視頻中乒乓球的現象：在太空中，水和乒乓球處于失重狀態，水不會對浸入其中的物體產生壓力，因而浮力消失。

教師開發教材內容，延伸教學范圍，使學生對物理概念和物理原理的理解更為深刻，能從多個角度出發分析問題。因此，教師在對教材進行開發時，要從學生的興趣愛好出發，激發他們的物理學習興趣。

二、縱向對比，引導學生深入思考

教師在教學中運用對比教學法，可以幫助學生理解物理知識，尤其是一些抽象的概念與原理等。初中物理教材通常只提供了一個思考維度，因此，教師可在教材的基礎上設計具有對比性的物理實驗，以引發學生感官和思維上的沖擊，進而進一步激發他們探究物理知識的熱情［2］。

（一）開展對比教學，糾正學生的錯誤認知

初中物理教材中往往穿插了許多生活化的插圖，教師可借助這些插圖開展對比性的教學活動，將學生的思維引入課堂教學中。

以蘇科版初中物理八年級下冊“浮力”的教學為例，教材的91頁呈現了許多生活化的圖片，有海上航行的艦艇，還有天空飄著的氣球，以及水中漂浮的乒乓球等。同時，教材也提出了以下問題，以引發學生思考：為什么這些物體都漂浮在流體中？

通過觀察圖片和思考問題，學生想到，這些物體都受到水或空氣對它們的浮力作用。但他們也容易產生錯誤的認知，即物體與水等液體接觸就會產生浮力。對此，筆者在課堂上為學生展示生活中物體不受浮力影響的現象，以讓他們從側面思考問題。

如圖1所示，筆者先是給學生展示了一個塑料瓶，接著將這個塑料瓶的底部剪去，將乒乓球從底部放入瓶內，這個瓶頸的直徑略小于乒乓球的直徑。如圖1中的甲瓶所示，筆者從上方倒入水，學生驚訝地觀察到，幾乎沒有水從瓶頸與乒乓球的縫隙中流出。同時，他們還觀察到乒乓球沒有上浮這一現象。而如圖1中的乙瓶所示，當筆者用手堵住瓶子的瓶口處，學生就能觀察到乒乓球浮起來的現象。

筆者先是讓學生用自己的語言描述看到的物理現象，接著再讓他們分析這一現象背后的原因。學生將教師的演示與課本的描述聯系起來做對比，發現甲瓶的乒乓球因為下部沒有水，所以它的底部不受水的向上的壓力，也就是說，此時乒乓球不受浮力的影響。對于乙瓶的現象，學生認為當教師用手堵住瓶口的時候，其下部就受到向上的壓力，因此乒乓球受浮力的影響而上浮。

學生在探究物理知識的過程中，多多少少會產生認知上的錯誤，這是正常的現象。此時，教師要通過組織生活化的實驗來糾正學生的錯誤認知，激發學生的學習潛能。

（二）設計對比實驗，探究物理知識本質

物理教材包含了很多實驗，教師可基于教材引導學生做實驗，讓他們在對比中探究物理知識的本質。開展對比性實驗更利于提升學生全面思考問題的能力，進而提升他們的綜合能力。

以“浮力”的實驗為例，筆者基于教材內容，設計了一個分別展現“沉”與“浮”兩種現象的實驗。

在筆者的引導下，學生先是將兩個質量相等、底面積不等的圓柱形塑料瓶放在水平桌面上。接著，他們將質量相等的兩種不同的液體分別倒入瓶中，再將一枚雞蛋放入甲瓶中，此時雞蛋處于漂浮的狀態。學生再將同樣的雞蛋放入乙瓶的液體中，此時雞蛋下沉了。

筆者讓他們針對實驗結果總結結論。學生首先由球在甲瓶中處于漂浮的狀態得出這樣的結論：F甲=G物；同樣地，從球在乙瓶中沉底的現象，得出：F乙＜G物。接著，他們由剛才的推斷想到了F甲＞F乙，這里F指浮力，G指重力。最后，他們猜想乙瓶液體的密度比甲瓶液體的密度小。通過觀察對比性實驗，學生對沉浮條件的理解更直觀、更深刻了。

開展實驗教學能進一步地提升學生的實踐探究能力，促使他們發展物理核心素養。教師應基于教材設計更多的實驗，以讓學生在實驗中弄清物理原理、物理概念、物理現象等。

三、深度挖掘，提升學生的物理能力

教師可深度挖掘教材內容，通過拓展教學內容提升學生的能力，促進他們全面發展。拓展教材內容能讓學生擁有更廣闊的學習視野，提升學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

（一）拓展物理概念，促進學生的能力發展

為了讓學生更深入地理解物理知識的本質，教師可拓展教材中的物理概念，讓學生對物理知識有更全面的認識，在鞏固舊知的同時，接受新的知識。

以“浮力”的教學為例，當學生基本理解了阿基米德原理之后，筆者讓學生思考：“如何理解物體‘浸在液體里這句話？”提問這個問題的目的在于引導學生挖掘阿基米德原理條件所蘊含的信息。

為了幫助學生思考，筆者讓學生將一個木塊浸入液體中，學生發現，“浸入液體中”可以分為“全部浸入”和“部分浸入”兩種情況。于是，筆者讓學生基于浮力原理，給“全部浸入”和“部分浸入”下一個定義。

學生認為，不論物體是全部浸入還是部分浸入，它們在液體里都受到了浮力的作用。筆者讓學生將這個定義概括得更完整、更全面一些。學生聯想到浮力大小的問題，得出了這樣的結論：對于同一物體而言，全部浸入液體時受到的浮力大，部分浸入液體時受到的浮力小。筆者再引導學生反向思考，學生得出這樣的結論：物體浸入的體積越小，所受的浮力也越小。當學生能理解“全部浸入”和“部分浸入”這兩個條件時，他們就能更好地理解教材對阿基米德原理的表述。

（二）拓展實踐活動，突顯學生的主體地位

要想提升學生的物理核心素養，教師就要著重提升學生的實踐應用與創新能力，設計一些與學生生活息息相關，又能促進他們綜合能力提升的實踐應用題。

以“浮力”的教學為例，教師設計如下應用題：假如你在湖邊撿到一塊好看的小石頭，手頭只有彈簧測力計和一根細線，能不能借助這兩樣器具，運用所學知識，計算出小石頭的體積、密度，要呈現具體的計算過程。

大多數學生的做法是，先將小石頭用細線繞好，再拴在彈簧測力計上，得出它的重力G；接著，他們將小石頭全部浸沒在湖水中，得出測力計的拉力F。根據所學知識，他們得出這樣的結論：小石頭受的浮力F浮＝G-F。結合公式F浮＝ρ液gV排，他們計算出小石頭的體積為：V＝V排＝，經過變式，最后得出小石塊的密度。

這樣的實踐應用題能幫助學生內化所學知識，提升他們解決問題、遷移知識的能力，突顯學生在學習上的主人翁地位，給學生更多展示自我的空間和機會。

結語

總之，教師要積極開發初中物理教材。一方面，教師對物理教材的深度開發實際上也是在挖掘學生的學習潛力，幫助他們建構完整的物理知識體系，提升他們的物理核心素養。另一方面，這也是使教材“活”起來，使課堂“活”起來的有效舉措，能夠在促使學生積極思考的同時，提高課堂教學的有效性。

【參考文獻】

［1］唐安琪.蘇科版初中物理教材中類比呈現方式分析［J］.湖南中學物理，2021，36（4）：35-39.

［2］戴紅梅.如何巧用教材中的閱讀材料：以蘇科版初中數學教材為例［J］.中學數學教學參考，2020（12）：73-74.