情智啟航 讓物理核心素養(yǎng)漸進開花*
——淺談開學(xué)第一課“杠桿”的教學(xué)實施

(江蘇省海門市東洲中學(xué)，江蘇 海門 226100)

開學(xué)第一課是一節(jié)啟航課，這不僅是學(xué)習(xí)任務(wù)的啟航，還是學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)拓展的啟航。因此，在本節(jié)課中，教師不能為教學(xué)而教學(xué)，而應(yīng)該為啟航而教學(xué)。本文筆者結(jié)合蘇科版九年級上冊“杠桿”的教學(xué)，談?wù)勅绾芜_成較好的啟航效果，為學(xué)生核心素養(yǎng)漸進開花、結(jié)果指明方向。

1 激趣——內(nèi)外動力之源

興趣永遠是最好的老師，對于初三學(xué)生而言，他們已經(jīng)有一定的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和自學(xué)能力，而經(jīng)過一個暑期的休息后較為懈怠。因此，本節(jié)的激趣非常重要，我們需要由內(nèi)而外、由表及里，達成興趣的內(nèi)外激發(fā)。

1.1 循序漸進，激發(fā)表象興趣

你能把木板中的釘子拔出來嗎？你有多少種方法？這些方法分別有什么優(yōu)點？教師結(jié)合這些問題和豐富的器材，讓學(xué)生參與到“想一想”“試一試”“比一比”“說一說”等系列活動中。學(xué)生在問題的引領(lǐng)下，積極參與到“拔釘子”的思考之中，興高采烈地動手試一試，每一個實驗有不一樣的體驗效果，而不一樣的實驗體驗也激發(fā)了學(xué)生進一步的思考，學(xué)生在潛意識下達成思維的深入，興趣也隨之提升。

1.2 深入激發(fā)內(nèi)在動力

教師提問：我們使用的這些方法都有什么特點？學(xué)生會從這些工具的操作、效果、形狀特征等方面思考，開啟了由表及里的思維過程。比如學(xué)生會說：“都能省力”“都是長的”“都是可以轉(zhuǎn)動的”“都是直的”……這些關(guān)鍵詞為學(xué)生建構(gòu)“杠桿”的概念奠定了基礎(chǔ)。為此，教師進一步借助學(xué)生的生成進行追問，這種追問是基于學(xué)生自主生成而進行的變通，是“以生成定問題、以問題啟思維、以思維促內(nèi)驅(qū)”的啟智。比如，學(xué)生說“都是直的”，可以給學(xué)生展示多個剛才使用的機械，在展示的過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)不一定是直的，而教師再次追問“那這些機械可否是柔軟的，像繩子一樣的？”而針對出現(xiàn)“省力”這一認識，可以讓學(xué)生再次用羊角錘把釘子拔起來，讓學(xué)生抓住羊角錘的最下面，學(xué)生此時發(fā)現(xiàn)并沒有很輕松地把釘子拔出來，從而獲知這種機械并不一定是省力的。教師結(jié)合學(xué)生的自身認知，采用問題的形式進行進一步追問，讓學(xué)生自主建構(gòu)“杠桿”概念。

這種進階式的自主建構(gòu)，讓學(xué)生不僅深入理解“杠桿”這一概念，還培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。而學(xué)生在生成與建構(gòu)中自發(fā)生成問題，讓學(xué)生對“杠桿”這一簡單機械充滿了好奇，因為他們發(fā)現(xiàn)，原先認為杠桿可以省力，現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn)它不一定省力。這一認知矛盾再次點燃了學(xué)生的求知欲，激發(fā)其內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力。

2 引法——物理智慧之本

“授之以漁”是教學(xué)的關(guān)鍵所在，在開學(xué)第一課中，教師需要引法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中注重方法的體驗、思想的領(lǐng)悟，真正促使學(xué)生有效積累學(xué)習(xí)方法。教師要讓學(xué)生關(guān)注“實驗和作圖是研究物理問題的重要方法之一”，借助兩個活動來達成方法的滲透與引領(lǐng)。

2.1 實驗讓力臂價值凸顯

圖1

在本節(jié)課中，教師可以實現(xiàn)物理學(xué)習(xí)方法的隱性滲透。比如，在力臂概念的構(gòu)建過程中，我們要讓學(xué)生真正理解力臂存在的意義與價值。教師完成如圖1所示的實驗操作，并提問：彈簧測力計掛在A點和B點時，力的大小為什么不一樣？很多學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn)A和B到支點的距離不一樣。此時學(xué)生初步構(gòu)建一個“距離不一樣，導(dǎo)致作用力大小也不一樣”的認識，而這個距離，也是一個重要物理量，教師又將彈簧測力計掛在B點，并慢慢旋轉(zhuǎn)彈簧測力計，此時學(xué)生發(fā)現(xiàn)：B點到支點的距離沒有發(fā)生改變，但是力的大小發(fā)生了改變(如圖2)，此時力的大小為F1，這樣的操作讓很多學(xué)生一下就否定了原來的認識，也產(chǎn)生了新的疑惑：到底哪個物理量在影響力的作用效果呢？為此，我們進一步反向改變拉力方向，當(dāng)彈簧測力計處于如圖3所示位置時，力再次變成了F1，此時學(xué)生通過進一步的思考發(fā)現(xiàn)：圖2和圖3中兩次拉力大小相同，說明他們肯定有一個物理量大小也是一樣的，而這個物理量才是真正影響拉力大小的關(guān)鍵，也是我們需要重點研究的一個物理量。至此，學(xué)生雖然沒有構(gòu)建出力臂概念，但是力臂的價值已經(jīng)悄悄地留在了學(xué)生的腦海之中。

圖2

圖3

2.2 作圖讓力臂一目了然

完成以上活動后，教師把圖2和圖3的實驗操作呈現(xiàn)在投影或者黑板上，讓學(xué)生進行進一步探究，這兩幅圖中什么物理量是一樣的？教師試著把圖4和圖5中的虛線部分畫出來，即力的作用線，很多學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn)力與杠桿的夾角是一樣的，但是如果把彈簧測力計由B點平移到A點時，學(xué)生又發(fā)現(xiàn)夾角沒變，但是力的大小卻發(fā)生了改變，再次否定了這一觀點。為此，教師再把支點與力的作用線的垂線畫好，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：兩圖中支點到力的作用線的距離是相等的，而這一距離正是我們今天要學(xué)習(xí)的“力臂”。

圖4

圖5

在這兩個環(huán)節(jié)中，教師巧妙地抓住學(xué)生的心理，通過問題將實驗、作圖、再實驗逐漸推進，達成概念的自發(fā)建構(gòu)，而這種建構(gòu)是漸進而深刻的，學(xué)生不僅區(qū)分了“支點到力的作用線的距離”與“支點到力的作用點的距離”這兩個混淆量，更深刻感受到實驗與作圖這兩種方法在物理學(xué)習(xí)中的價值。

3 助勁——持續(xù)生長之帆

開學(xué)第一課是立目標(biāo)、下措施、吶喊助威齊出發(fā)的時機，初三階段的學(xué)習(xí)更加重要且意義深遠。為此，在這一課中，每一門科目的老師都需要在教學(xué)中滲透德育、勵志教育。

3.1 應(yīng)用問題鏈激勵，你追我趕

問題是開啟學(xué)生思維的金鑰匙，在課堂教學(xué)中，教師用問題指明學(xué)生的思維方向，啟發(fā)學(xué)生的思維路徑。而問題鏈更能讓學(xué)生的思維環(huán)環(huán)相扣，柳暗花明。在本節(jié)課中，有很多環(huán)節(jié)可以通過問題鏈達成這一效果，也達成了勵志的隱性教育效果。比如在學(xué)了支點概念后，我們可以用問題和情境一起開啟學(xué)生的思維之旅、競爭之旅。

問題1：支點有什么關(guān)鍵的特點?

問題2：你會找支點嗎？找的時候關(guān)鍵看什么？

問題3：如圖6所示，如果我從A點往上抬起這一均勻木棒，哪個是支點？

圖6

問題4：如果我從B點往上抬起這一均勻木棒，哪個是支點？

問題5：如果我從A點往下壓這一均勻木棒，支點又是哪點？

3.2 通過應(yīng)用性訓(xùn)練，超越自我

學(xué)以致用，在課堂中開啟實踐性、應(yīng)用性訓(xùn)練是最常見、最有效的訓(xùn)練形式，比如本節(jié)課的力臂作圖訓(xùn)練，讓學(xué)生獨立完成，并通過展示、啟發(fā)、提問、歸納等形式，讓學(xué)生深入思考、踴躍展示、主動總結(jié)，讓每個學(xué)生都敢于挑戰(zhàn)自我、超越自我。

在學(xué)生獨立完成幾幅圖的作圖之后，教師先請學(xué)生上來展示，再請其他學(xué)生進行點評、完善。隨后，教師請同學(xué)思考：畫力臂的一般步驟是什么？再用一道提升題來激勵學(xué)生，采取互動競爭的形式，比一比誰畫得又快、又美觀、又正確。

4 拓展——核心素養(yǎng)培養(yǎng)之徑

物理教學(xué)不是僅僅為了應(yīng)付升學(xué)與考試，而是為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，以此服務(wù)于學(xué)生的終身發(fā)展，服務(wù)于社會的發(fā)展。為此，在開學(xué)第一課，教師要摒棄筆紙化考查的弊端，巧妙地應(yīng)用訓(xùn)練與拓展環(huán)節(jié)來提升學(xué)生的綜合能力，促進核心素養(yǎng)的落地生根。在本節(jié)課的教學(xué)結(jié)束后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生完成以下兩項課外活動。

4.1 查閱資料，拓展認識深度

“給我一個支點，我就能撬起地球”是古希臘學(xué)者阿基米德的名言，而我們布置的作業(yè)是：你對阿基米德的這句話有什么看法？以答辯稿的形式呈現(xiàn)你的觀點和理由。這一開放式的思考題可以達成以下三個效果，而這個效果是筆紙化作業(yè)所不及的。

(1) 自主預(yù)習(xí)。這句話的背景是建立在杠桿平衡條件的基礎(chǔ)之上的，而學(xué)生并沒有建立杠桿平衡條件的認知，為此，學(xué)生會自發(fā)地預(yù)習(xí)杠桿平衡條件，以此理解阿基米德這句話的內(nèi)涵。

(2) 發(fā)散思維。阿基米德的這句話是較為夸張的，而這種夸張可驗證學(xué)生的認知深度，讓學(xué)生為了驗證這句話而進行思考和分析，提升對杠桿平衡條件的認識。

(3) 反駁思想。阿基米德的這句話是針對杠桿平衡條件的理想化狀態(tài)提出的，考慮到實際因素，卻有很多環(huán)節(jié)值得推敲與反駁。為此，這種現(xiàn)象也啟發(fā)了學(xué)生的思維，引領(lǐng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于反駁，促進學(xué)生嚴(yán)謹科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成。

4.2 制作桿秤，提升實踐能力

桿秤是質(zhì)量的測量工具，但是隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)在的孩子已經(jīng)對桿秤越來越陌生。我們請學(xué)生利用筷子、細線、回形針、一元硬幣等制作一個簡易的桿秤，測量一下身邊物品的質(zhì)量大約是一元硬幣質(zhì)量的幾倍。

這個手工制作看似簡單，但是學(xué)生在設(shè)計與制作過程中就會從筷子的選取要求(均勻與否)、支點的選取(位置不一樣，量程也不一樣)、提紐的選取(粗細、質(zhì)量等都需要考慮)等多個角度思考，無形之中讓學(xué)生感受到書本知識的學(xué)習(xí)與生活生產(chǎn)之間的差距。這種差距也激勵了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與深度，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力。

5 結(jié)語

教無定法，教必有法，我們教師要高度重視開學(xué)第一課，開啟學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和方法的生長之旅，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的漸進開花、結(jié)果。