基于核心素養下的初中物理課堂教學設計

趙靜

【摘要】本文以“地球上的水循環”教學設計為例，在設計中以提升學生物理核心素養為目的，注重物理學科核心概念，強調知識的建構過程.在認識科學本質，理解科學與技術、社會、環境的關系基礎上形成正確態度以及責任感.

【關鍵詞】核心素養；初中物理；教學設計

物理核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應學生終身發展和社會需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的重要構成.物理核心素養主要是以下四個方面：“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與價值觀”.下面以“地球上的水循環”教學設計為例談談基于提升物理核心素養的課堂教學設計.

1 教材分析

本單元內容是新課標第一主題“物質”中的二級主題“物質的形態和變化”.基于學生對水三態及物態變化的生活經驗，首先引導學生認識水的三種狀態及其物態變化，認識與之相關的溫度（第1節），然后探究物質熔化和凝固（第2節），汽化和液化（第3節）.最后本節“地球上的水循環”（第4節）為學習升華和凝華并總括全章，引導學生關注物態變化，關注自然環境，培養學生節水意識.

2 基于物理核心素養的設計思路

本節課的教學設計主要關注學生物理核心素養的培養，注重物理學核心概念的建立，強調知識的建構過程.應根據學生已有的生活經驗和對冰—水—水蒸氣—水—冰轉換的實驗探究，引導學生把生活經驗跟水的物態變化結合起來，再由小范圍內水的物態變化擴展到地球上、自然界中的水循環.啟發學生想象出地球上水的“旅行”圖景，進而通過提問激發學生的學習興趣.因此將課堂教學設計分為以下幾個主要環節，教學流程如表1所示.

2.1 創設情境，引入新課

新課引入環節由水是一位魔法師，它能以不同的形態，在天地之間不斷循環，就讓我們跟隨四季的腳步，來感受水的魔力來引入新課，從而體現了物理來源于生活和大自然，并體會大自然中各種神奇的自然現象.從對原來只是掌握簡單的知識，轉化為激發學生對大自然的研究和探索.

2.2 創新實驗，科學探究

本環節設計有三個板塊：其一，“神奇的氣球”引發學生的興趣，引導學生進行猜想，分析是誰吹大了氣球，為什么加的是固體二氧化碳，現在直接變為了氣態二氧化碳.然后通過碘升華實驗來驗證猜想，從而培養學生嚴謹的科學探究能力；其二，通過觀察碘加熱的實驗現象，不斷地追問培養學生的科學思維；其三，以“云霧繚繞的舞臺”創新實驗以產生視覺和聽覺上的震撼效果，使學生以實驗印象深刻，進一步加強課堂教學的吸引力，通過總結歸納形成物理觀念.

2.3 知識建構，生成智慧

在這個環節打破以往的講解模式，讓學生通過小組合作的方式來完成.首先讓學生找出圖中有關水的三種狀態及這三種狀態是如何變化的.然后再從海洋到天空，陸地到天空，陸地、海洋、天空的大的循環，讓學生通過自主構建出天地之間水的循環.

2.4 科學態度，價值觀念

在最后一個環節中，重點討論既然地球上的水循環不已，為什么還存在水資源危機和缺水？使學生確認水的三種狀態不斷地相互轉化的過程關乎生物生存和人類的發展，增強危機感，增強環境保護意識.

3 學習任務設計

3.1 創設情境，激發學生學習興趣.

3.1.1 視頻引入-美麗地球

在浩瀚的宇宙中，有一顆美麗的星球，她披著藍色的面紗，環繞著太陽在不斷地轉動，水是生命之源，也是一個魔術師，它能以不同的形態，在天地之間不斷循環，那我們今天就來學習第五章第四節“地球上的水循環”，讓我們跟隨四季的腳步，來感受水的魔力吧！

3.1.2 多姿多彩的水

初春，冰雪消融；夏季，湖水干涸；深秋，晶瑩的露珠；嚴冬，湖水結成冰.

師 在四季的變化中，水有哪些狀態？又伴隨怎樣的物態變化呢？

生 水有固、液、氣三種狀態，其中發生了熔化、汽化、液化、凝固的物態變化.

師 回答得非常的好，知識掌握得很牢固.固、液、氣可以相互轉化，固態能直接轉化成氣態嗎？

設計意圖 （1）通過從太空的視角來欣賞美麗的地球的視頻引入吸引學生注意力，激發學生學習興趣；（2）讓同學生們在感覺四季之美之時，復習物態變化為后面的學習做相應的知識基礎；（3）通過復習固-液-氣的物態變化，學生自然就會對固態能否直接變氣態或氣態能否直接變固態進行猜想，為接下來的學習做好鋪墊.

3.2 新課學習，注重科學探究

3.2.1 探究活動一 “神奇的氣球”

器材 玻璃瓶、氣球、干冰（固態二氧化碳），注意：干冰溫度可達到-78℃，所以用夾子夾取干冰，手不能去觸碰玻璃瓶.具體是如何神奇的呢？請大家跟我去做這個實驗.

師 你觀察到了什么？為什么氣球會變大呢？明明剛才我加的是固態的二氧化碳？

生 固態的二氧化碳變成氣態.

3.2.2 學生實驗——固態能直接變為氣態嗎？

實驗目的 觀察碘的升華與凝華.

實驗器材 碘錘，熱水，燒杯.

師 通過觀察放入熱水前、后碘的變化，你觀察到什么？說明了什么？在常溫下的碘和放入熱水的碘中對比，熱水中的碘，說明什么？

生 固態直接變為氣態，升華需要吸熱.

師 在生活中還有許多的升華現象，你還能舉出這樣的例子嗎？

生 樟腦丸變小，燈絲變細.

3.2.3 氣態能直接變為固態嗎？

師 為什么空的玻璃瓶外面沒有霜，這個加入干冰玻璃瓶的外面有霜，那說明什么？它是如何形成的？

生 水蒸氣直接變為固態的冰粒凝華放熱現象

3.2.4 演示實驗——“云霧繚繞的舞臺”

實驗器材 干冰、熱水、燒杯、小彩燈、水槽.

師 你能解釋“云霧”是什么形成的嗎？

生 升華，液化.

師 你的觀察分析能力非常好.正是由于物體在固、液、氣這三種狀態相互轉化，就形成了舞臺上的奇特效果.那水這位魔術師，又是如何在天地之間的大舞臺，展現它的魔力的呢？

設計意圖 在新課環節我們以首先以“誰吹大了氣球”實驗引發學生基于證據的猜想，以“固態能直接變為氣態嗎？”實驗探究升華和凝華現象及特征，以“云霧繚繞的舞臺”實驗達到學以致用，重視思維培養.通過3個實驗，培養學生科學探究，形成完備的六種物態變化的知識體系.

在探究升華的實驗中從你觀察到什么？它是如何形成的呢？觀察到有液態嗎？由實驗現象到形成原因再到難點突破，以追問的方式重視學生科學思維的培養，以問題串引發學生深層次思考.

3.3 形成地球上水循環的圖譜

（1）閱讀教材5-4-5圖中有哪些形態的水呢？它是如何循環？伴隨怎樣的物態變化呢？

學生活動 閱讀教材自主學習、小組交流，全班展示.

生 陸空之間、海空之間、陸—海—空之間，大氣輸送、河流、蒸騰作用降雨、降雪.

（2）還有其他的循環嗎？

海陸循環 海洋上的云通過水汽輸送，就可以緩解干旱地區（圖上講解）.

師 如果這幅圖能動起，是不是大家就更好理解.播放水循環視頻.

如果水循環，就像視頻中展現的一樣，突然停止了，會出現什么現象呢？

（3）如果地球上的水循環停止了，會出現什么現象呢？

水資源的分布不均衡，干旱地區就沒法緩解，洪澇地區就會沒法改變，植物就不能輸送養料，動物就沒有清潔的飲用水.所以生命的成長離不開水的循環，空氣和水的凈化，離不開水的循環.

3.4 人類活動對地球上水循環有哪些影響呢？

砍伐森林、污染水、沙漠化、南水北調.減少砍伐，保護水資源，多植樹造林.保護好地球上水的循環，就是保護地球上萬千生靈，非常慶幸水還在循環.為什么國家還要提倡節約用水呢？

設計意圖 在形成地球上水循環的環節中充分發揮學生自主學習的能力，以學生閱讀教材，以小組合作的方式共生智慧，在圖譜完成地球上的水循環.通過交流分享，讓學生以物理的角度，去分析地球上的水是如何循環的，以及地球上的水循環的意義.如果打破了地球上的水循環會造成哪些影響？進一步引導學生關心環境和保護環境的責任感.

3.4.1 水資源的報告

地球的表面約71%都被水覆蓋，地球上的水總體積約有13億8600萬立方千米，其中約為97%分布在海洋，由于海水難以直接利用，因而我們所說水資源主要指陸地上的淡水資源.其中淡水資源約為2.7%，約3500萬立方千米.若扣除無法取用的冰川和高山頂上的冰冠，以及分布在鹽堿湖和內海的水量，陸地上淡水湖和河流的水量不到地球總水量的1%，目前人類較易利用的淡水資源僅占全球淡水資源的0.3%.

3.4.2 自主學習，分享交流

（1）為什么地球的表面約71%都被水覆蓋，還會缺水？

（2）結合生活談談你的觀點.

從身邊做起，從小事從起，對自然界少一些索取，多一分敬畏.學會尊重自然，利用所學知識.為更生態更環保的未來，貢獻自己的力量.

設計意圖 以“我們地球又稱水球，為什么還會缺水呢？”設問的方式引發學生思考，通過水資源報告的學習，了解我國和當地的水資源狀況，樹立節約用水和保護環境的意識.從身邊做起，從小事從起，學會尊重自然，利用所學知識.為更生態更環保的未來，貢獻自己的力量.

3.5 學習收獲和學習評估

（1）人工降雨是緩解旱情的重要手段，實施人工降雨的一種方法是：利用飛機在高空中播撒干冰（固態二氧化碳），干冰進入云層，很快______成氣體，并從周圍吸收大量的熱，于是高空水蒸氣便______成小冰晶或______成小水滴，使云中的冰晶增多，小水滴增大，從而形成降雨.（填物態變化的名稱）

（2）為什么南極的空氣很濕潤？

南極地區是冰的世界，這里降水量很小，和撒哈拉沙漠差不多，但有趣的是這里的空氣感覺卻很濕潤？

設計意圖 歸納和總結本節課的收獲形成知識體系，學生個體知識掌握情況，并為進行個性化學習提供依據，也為課后學習和拓展預留足夠的空間.

4 結語

在開展物理教學設計的過程中，通過創設情境，形成物理觀念，情境追問，培養科學思維能力；打破常規講解模式，通過深度教學，激勵學生發現問題、大膽實踐，讓學生體學習物理的趣味性和哲理性的情境中；喚醒學生對自然界的敬畏、對科學美的嘆服；折服于科學精神和態度；關注人類與社會、技術和環境的相互關系；啟迪對生命的深度思考.由此真正實現從單純的物理教學走向物理教育，從知識教授轉向對學生健全人格的培養.

參考文獻：

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