核心素養(yǎng)導(dǎo)向下初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐探索

【摘要】文章旨在探討核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，通過(guò)操作實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)對(duì)比、問(wèn)題情境、科學(xué)探究和融入生活等五個(gè)維度，詳細(xì)闡述有效提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的方法。具體包括利用操作實(shí)踐幫助學(xué)生理解物理概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比揭示物理規(guī)律，利用問(wèn)題情境激發(fā)學(xué)生思考，采用科學(xué)探究方法提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，將物理知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合等方法，以提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。以期為初中物理教學(xué)提供新的思路和方法，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】初中物理；教學(xué)設(shè)計(jì)；操作實(shí)踐；實(shí)驗(yàn)對(duì)比；問(wèn)題情境

作者簡(jiǎn)介：劉琬（1968—），女，北京市八一學(xué)校。

隨著教育改革的不斷深化，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已成為教育界的共識(shí)。初中階段的物理學(xué)作為自然科學(xué)的重要學(xué)科，其教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要［1］。本文以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，探討初中物理教學(xué)的創(chuàng)新策略，重點(diǎn)在于深化學(xué)生對(duì)物理概念的理解，提升其科學(xué)方法的應(yīng)用能力，同時(shí)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。旨在為學(xué)生構(gòu)建穩(wěn)固的知識(shí)框架，為其學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、操作實(shí)踐，理解概念

物理教學(xué)的首要任務(wù)是幫助學(xué)生深入理解物理概念。作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)科所涉及的概念與原理的確立和驗(yàn)證都離不開(kāi)實(shí)踐操作。學(xué)生通過(guò)親身參與實(shí)踐，能夠直觀地感知現(xiàn)象，將抽象的概念具象化，形成對(duì)知識(shí)的直觀認(rèn)知［2］。這種通過(guò)實(shí)踐理解概念的方式，不僅有助于學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)性的知識(shí)體系，還能培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究精神。

以“杠桿”的教學(xué)為例。杠桿作為日常生活中常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械，其應(yīng)用遍布生活的各個(gè)角落。教學(xué)開(kāi)始之前，教師可以展示常見(jiàn)的杠桿應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生對(duì)杠桿有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。然而，為了深入理解杠桿的物理學(xué)原理，學(xué)生還需要進(jìn)行實(shí)踐操作。首先，教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備一套完整的杠桿實(shí)驗(yàn)器材，包括杠桿、支架、不同質(zhì)量的砝碼等。其次，學(xué)生可以觀察扳手和羊角錘在使用過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并自己動(dòng)手搭建杠桿模型，調(diào)整杠桿的位置和角度，觀察和記錄杠桿的運(yùn)動(dòng)情況。隨后，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師適時(shí)提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生深入思考，例如，“為什么改變砝碼的位置或數(shù)量時(shí)，杠桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化？”或者“在什么條件下，杠桿會(huì)保持平衡？”。這些問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，促使他們主動(dòng)探索杠桿的奧秘。最后，通過(guò)實(shí)踐操作，學(xué)生可以直觀地觀察杠桿在受力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，逐漸理解杠桿的五要素—支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，以及杠桿的平衡條件，并能夠運(yùn)用所學(xué)的力學(xué)知識(shí)來(lái)解釋這些現(xiàn)象。

在物理教學(xué)中，操作實(shí)踐作為學(xué)生理解物理概念的重要手段，具有關(guān)鍵作用。通過(guò)實(shí)踐操作，學(xué)生在動(dòng)手中感知、在思考中理解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的全面掌握。這種以實(shí)踐為基礎(chǔ)的教學(xué)方式既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)技能。

二、實(shí)驗(yàn)對(duì)比，揭示規(guī)律

通過(guò)設(shè)計(jì)不同條件下的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)隱藏在現(xiàn)象背后的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)對(duì)比不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，還能幫助他們深入理解物理規(guī)律的本質(zhì)和適用范圍。在對(duì)比的過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理，這一過(guò)程能夠鍛煉他們的邏輯思維和問(wèn)題解決能力［3］。

以“熔化與凝固”的教學(xué)為例。首先，教師可以借助多媒體和實(shí)物展示海波和石蠟這兩種常見(jiàn)的物質(zhì)，使學(xué)生直觀地了解它們的物理性質(zhì)，以及它們?cè)谌粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。其次，教師詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)所需的器材和具體步驟，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，即通過(guò)觀察海波和石蠟在熔化過(guò)程中的溫度變化，揭示固液相變規(guī)律。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究。在此過(guò)程中，教師需要提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，并強(qiáng)調(diào)記錄數(shù)據(jù)的重要性。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，同時(shí)記錄海波和石蠟在熔化過(guò)程中的溫度變化。最后，學(xué)生將收集到的數(shù)據(jù)整理成圖表，發(fā)現(xiàn)在熔化過(guò)程中海波和石蠟的溫度變化存在顯著的差異，即海波的熔點(diǎn)幾乎保持恒定，而石蠟在熔化過(guò)程中溫度不斷增高，沒(méi)有明確的熔點(diǎn)。

面對(duì)這一發(fā)現(xiàn)，學(xué)生展現(xiàn)出了強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。在教師的引導(dǎo)下，他們開(kāi)始對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展開(kāi)深入分析。學(xué)生對(duì)海波在熔化時(shí)溫度保持不變而石蠟持續(xù)升溫的現(xiàn)象展開(kāi)討論，并嘗試探究其背后的物理原理。通過(guò)查閱相關(guān)資料和深入探討，他們漸漸領(lǐng)悟這一現(xiàn)象背后的科學(xué)原理：固定熔點(diǎn)的物質(zhì)在熔化過(guò)程中需要吸收大量的熱量以破壞其內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)，因此其溫度會(huì)保持不變；而非固定熔點(diǎn)的物質(zhì)沒(méi)有這樣的晶體結(jié)構(gòu)，所以在熔化過(guò)程中溫度會(huì)持續(xù)上升。

實(shí)驗(yàn)對(duì)比作為一種有效的教學(xué)方法，在教學(xué)實(shí)踐中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)比較不同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生能夠更加清晰地觀察到物理規(guī)律的存在和作用，從而深化對(duì)知識(shí)的理解。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)比還能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和邏輯推理能力，幫助他們形成科學(xué)的思維方式和研究方法。

三、問(wèn)題情境，激發(fā)思考

在教學(xué)中，問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)具有重要意義。通過(guò)構(gòu)建與知識(shí)相關(guān)的問(wèn)題情境，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行深入思考，激發(fā)他們的好奇心和求知欲。問(wèn)題情境能夠讓學(xué)生主動(dòng)思考、積極探究，促使他們通過(guò)分析和解決問(wèn)題來(lái)加深對(duì)知識(shí)的理解。此外，問(wèn)題情境還能夠培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，讓他們?cè)诿鎸?duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)能夠獨(dú)立思考、自主解決。

以“物質(zhì)的密度”的教學(xué)為例。在教學(xué)開(kāi)始時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考一系列問(wèn)題以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。例如，“如果分別把一杯水和半杯水放在天平的兩端，天平會(huì)平衡嗎？”“同樣地，如果有一塊鐵和一塊木頭，它們的體積看起來(lái)差不多，放在天平上，結(jié)果又會(huì)如何呢？”為了使學(xué)生更深入地思考物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間的關(guān)系，教師可以進(jìn)一步提問(wèn)，“為什么同樣是水，一滿杯和半杯的質(zhì)量會(huì)不同呢？”“為什么體積相近的鐵和木頭質(zhì)量會(huì)相差如此之大？這背后是不是隱藏著什么規(guī)律？”這些問(wèn)題有助于引導(dǎo)學(xué)生探索現(xiàn)象背后的規(guī)律。在表達(dá)假設(shè)和猜想后，學(xué)生可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。教師需為學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材，如天平、量筒、燒杯以及不同材質(zhì)的物體等。學(xué)生可以根據(jù)自己的假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生將會(huì)觀察到物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間存在一定的關(guān)系，并通過(guò)測(cè)量不同物體的質(zhì)量和體積，計(jì)算出它們的密度。在這一過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)“比值”這種定義物理量的方法更加深入地理解密度的概念。實(shí)驗(yàn)完成后，教師引導(dǎo)學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)以及結(jié)論，并進(jìn)行交流和分享。

通過(guò)在問(wèn)題情境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生不僅掌握了物質(zhì)的密度這一概念，還培養(yǎng)了觀察能力、實(shí)驗(yàn)技能、分析能力和問(wèn)題解決能力。此外，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，他們逐漸形成了獨(dú)立思考、勇于探索的學(xué)習(xí)態(tài)度。

四、科學(xué)探究，提升能力

科學(xué)探究作為物理教學(xué)的核心環(huán)節(jié)之一，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要途徑。通過(guò)參與科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)生能夠在實(shí)踐中感知并掌握科學(xué)研究方法，培養(yǎng)科學(xué)精神。這種活動(dòng)不僅有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，還可以促進(jìn)他們的團(tuán)隊(duì)合作技能和問(wèn)題解決能力的發(fā)展［4］。在此過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行分析、推理以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而促進(jìn)其邏輯思維能力的提升。

以“電流的熱效應(yīng)”的教學(xué)為例。在教學(xué)開(kāi)始前，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生自主預(yù)習(xí)課本，初步了解本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)和科學(xué)探究的方向。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象進(jìn)行初步猜想，激發(fā)他們對(duì)探究活動(dòng)的興趣。通過(guò)討論，學(xué)生可以提出關(guān)于電壓、電流、電阻等因素對(duì)熱效應(yīng)的相關(guān)假設(shè)。這個(gè)過(guò)程不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，也能引發(fā)他們進(jìn)一步探索的欲望。其次，教師組織學(xué)生以小組形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)自身的假設(shè)和所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)出各種實(shí)驗(yàn)方案。教師需要審查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，指出可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)和可行性問(wèn)題，并提供建議。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師指導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在密閉容器中放置不同阻值的電阻絲并接通電路，學(xué)生觀察空氣膨脹引起U形管中紅色液體高度的變化，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。再次，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)物理原理進(jìn)行分析和推理。最后，教師組織學(xué)生進(jìn)行分享和討論。每個(gè)小組展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，并與其他同學(xué)交流。學(xué)生發(fā)表看法和意見(jiàn)，深入討論實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題和現(xiàn)象。這樣的分享和討論不僅有助于學(xué)生更深入地理解電流的熱效應(yīng)與電阻大小之間的關(guān)系，還培養(yǎng)了他們的表達(dá)能力和批判性思維。

通過(guò)一系列科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)生不僅掌握了“電流的熱效應(yīng)”這一知識(shí)點(diǎn)，還在這個(gè)過(guò)程中逐漸形成了獨(dú)立思考和勇于探索的學(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)精神，學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)探究和解決問(wèn)題，如何有效地與團(tuán)隊(duì)成員溝通和協(xié)作，以及如何在失敗中汲取教訓(xùn)并持續(xù)進(jìn)步。

五、融入生活，提升素養(yǎng)

物理知識(shí)與生活實(shí)踐緊密相連，教師將物理知識(shí)與生活現(xiàn)象相結(jié)合，能夠幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)的實(shí)用性和趣味性，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)

力［5］。同時(shí)，將物理知識(shí)融入生活實(shí)踐，還能夠幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)，形成科學(xué)的生活態(tài)度和價(jià)值觀。在此過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解釋生活中的現(xiàn)象、解決生活中的問(wèn)題，有助于培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

以“能源利用與社會(huì)發(fā)展”的教學(xué)為例。首先，教師可以用一段生動(dòng)的視頻引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課程。通過(guò)展示能源在日常生活中的廣泛應(yīng)用場(chǎng)景，包括工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和生活照明等，以引發(fā)學(xué)生對(duì)能源與社會(huì)發(fā)展關(guān)系的深刻認(rèn)識(shí)。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生從課本內(nèi)容出發(fā)，深入分析和討論能源相關(guān)問(wèn)題，包括能源分類、能源轉(zhuǎn)換以及能源利用效率等。通過(guò)互動(dòng)和交流，學(xué)生提出許多關(guān)于節(jié)能減排和提高能源利用效率的創(chuàng)新性建議。例如，有的學(xué)生建議在學(xué)校和家庭中使用節(jié)能燈具和電器，可以提高能源利用效率。有的學(xué)生則建議利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源，減少對(duì)化石能源的依賴，降低環(huán)境污染。為了進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)能源問(wèn)題的理解，教師還可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)地調(diào)查與實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)小組合作探究的形式，觀察和記錄學(xué)校和家庭周圍環(huán)境的能源使用情況，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)針對(duì)如何節(jié)約能源提出可行建議。這一系列的教學(xué)活動(dòng)不僅有助于學(xué)生在實(shí)踐中理解和應(yīng)用物理知識(shí)，也培養(yǎng)了他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)能源問(wèn)題的深入思考和理解。

將物理知識(shí)融入生活實(shí)踐的教學(xué)方式，有助于學(xué)生成為物理知識(shí)的感知者、理解者，并提升其物理學(xué)科素養(yǎng)。將物理知識(shí)與生活實(shí)踐相結(jié)合，能夠使學(xué)生在實(shí)際生活中體驗(yàn)物理知識(shí)的應(yīng)用和意義。這種教學(xué)方式不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，幫助學(xué)生形成科學(xué)的生活態(tài)度和價(jià)值觀。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐的深入探討，提出了一系列教學(xué)策略。這些策略不僅有助于提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，還能培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和實(shí)踐能力。展望未來(lái)，物理教師應(yīng)持續(xù)深化對(duì)核心素養(yǎng)的理解，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，探索更為高效的教學(xué)方法，確保學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中得到全面發(fā)展，滿足社會(huì)對(duì)人才的多元化需求。

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