基于核心素養(yǎng)的初中物理概念教學(xué)問題串設(shè)計①

(1.江蘇省南京市溧水區(qū)群力初級中學(xué)，江蘇 南京 211299；2.江蘇省南京市溧水區(qū)第一初級中學(xué)，江蘇 南京 211213)

物理概念是物理學(xué)的基石，初中生“聽得懂、不會做”的癥結(jié)之一是物理概念的學(xué)習(xí)不到位。在教師方面，往往只注意讓學(xué)生多做練習(xí)題，而不注意讓學(xué)生自主建構(gòu)物理概念；在學(xué)生方面，往往只注意背定義、記公式、做練習(xí)題，忽視對物理概念的理解。針對以上問題，筆者通過具體的教學(xué)案例，圍繞初中物理概念教學(xué)提出問題串設(shè)計策略，以提高物理教學(xué)質(zhì)量，培育學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

1 運用“問題串”創(chuàng)設(shè)概念學(xué)習(xí)情境

在初中物理概念教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)初中生的認(rèn)知特點設(shè)計“問題串”，創(chuàng)設(shè)概念教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考問題，探索物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，這樣做有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，自主建構(gòu)物理概念的意義。

案例1：“大氣壓”概念的教學(xué)

情境創(chuàng)設(shè)：教師拿出剝好的熟雞蛋、錐形瓶和酒精棉，將雞蛋放在錐形瓶口處。

問題1：在不破損熟雞蛋的前提下，你有什么辦法將熟雞蛋放入瓶內(nèi)？

生：可用手壓進(jìn)去。

問題2：借助酒精棉能使雞蛋落入瓶中嗎？

生：能，需要點燃酒精棉，放入瓶中，然后將雞蛋放在瓶口。

教師點燃酒精棉，將其放入瓶中，再將雞蛋放在瓶口處，雞蛋進(jìn)入瓶中。教師又拿出裝滿水的玻璃杯、紙片等。

問題3：在杯口處放一紙片，將杯子翻轉(zhuǎn)，紙片會下落嗎？

生：會。

問題4：在杯子中裝滿水，將杯子翻轉(zhuǎn)，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

生：水會流出。

問題5：在杯中裝滿水，在杯口處放一張紙，將杯子翻轉(zhuǎn)，紙和水會下落嗎？

有的學(xué)生說會，也有的學(xué)生說不會。

實驗中紙片和水均未下落，教師將杯口朝著不同方向，發(fā)現(xiàn)紙片和水也沒有下落。

歸納總結(jié)：大氣對處在其中的物體有壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)，簡稱大氣壓。

點評：通過創(chuàng)設(shè)實驗情境，運用問題串層層深入，邊討論、邊探究。問題1是讓學(xué)生從生活經(jīng)驗出發(fā)，想出簡單的辦法，使學(xué)生對力、壓強(qiáng)有一個初步的回顧，讓學(xué)生體會用手將雞蛋壓入瓶內(nèi)的感受，引導(dǎo)學(xué)生主動實驗，為引入大氣壓作鋪墊。問題2是進(jìn)一步對實驗條件加以限制。問題3和問題4則巧設(shè)懸疑，為解決問題5中觀察到的不可思議的實驗現(xiàn)象作鋪墊；問題5創(chuàng)設(shè)的目的在于引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)，得出結(jié)論：大氣在各個方向上都有壓強(qiáng)。運用實驗創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)“大氣壓”概念的情境，設(shè)計問題串引領(lǐng)學(xué)生探究，既有利于激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，又能引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中到被研究的對象和現(xiàn)象上來，為建構(gòu)“大氣壓”的概念提供感性基礎(chǔ)。運用實驗與問題串讓學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)本質(zhì)屬性，培養(yǎng)了學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2 運用“問題串”提升學(xué)生的科學(xué)思維能力

物理概念是對物理現(xiàn)象、過程等感性材料進(jìn)行抽象概括的產(chǎn)物。在初中物理概念教學(xué)中，教師若只顧創(chuàng)設(shè)情境，而不關(guān)注讓學(xué)生參與思維加工活動，那么對學(xué)生來說，感性認(rèn)識和理性認(rèn)識、生活經(jīng)驗和科學(xué)概念仍處于分離狀態(tài)，不利于發(fā)展他們的科學(xué)思維能力。

案例2：“電阻”概念的教學(xué)

情境1：教師拿出一段電阻絲A(阻值為5Ω)，將該電阻絲接入電路中。

問題1：測出其兩端電壓為U1、通過的電流為I1，它們的比值為多少？

問題2：改變其兩端電壓為U2，記錄此時的電流為I2，它們的比值又是多少？

生：比值相等，均為5V/A。

情境2：教師再拿出另一段電阻絲B(阻值為10Ω),并接入電路中。

問題3：測出其兩端電壓為U3、通過的電流為I3，它們的比值為多少？

問題4：改變其兩端電壓為U4，記錄此時的電流I4，它們的比值又是多少？

生：比值相等，均為10V/A。

問題5：密度是如何定義的？物質(zhì)的密度有怎樣的特性？

生：同種物質(zhì)物體的質(zhì)量和體積的比是一個定值，不同物質(zhì)的該比值一般不同，這個比值反映了物質(zhì)的一種特性。

問題6：這里的不同比值，也反映了導(dǎo)體的某種固有特性，你們?nèi)绾卫斫猓?/p>

歸納總結(jié)：對同一導(dǎo)體，加在它兩端的電壓U與通過它的電流強(qiáng)度I之比是一個與U與I都無關(guān)的恒量R。考察不同導(dǎo)體的數(shù)據(jù)，可以初步概括出如下結(jié)論：對于每個金屬導(dǎo)體都存在著一個恒量R，不同的導(dǎo)體一般具有不同的R值。因此，R的大小反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，這是導(dǎo)體的一種特性，物理學(xué)中用電阻表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用。

點評：在電阻概念的教學(xué)中，通過思維加工，運用問題串層層推進(jìn)，類比密度的建構(gòu)進(jìn)行深化與提升，讓學(xué)生自主建構(gòu)電阻概念。問題1～4是為了得出電阻兩端的電壓與電流之比，同一導(dǎo)體的比值是相同的，不同導(dǎo)體的電壓與電流之比一般是不同的。問題5引導(dǎo)學(xué)生利用類比方法進(jìn)行思維加工，通過密度的定義來加強(qiáng)對電阻概念的理解，從而形成正確的物理觀念。學(xué)生在進(jìn)行思維加工與提升的過程中，教師只能起引導(dǎo)作用，千萬不能包辦代替，要讓學(xué)生自己悟出物理概念的本質(zhì)。

3 運用“問題串”遷移應(yīng)用概念

學(xué)生在初步形成物理概念后，還必須及時給他們提供應(yīng)用概念的機(jī)會，讓他們將抽象的概念返回到現(xiàn)實情境中去，使他們在應(yīng)用概念聯(lián)系實際的過程中，加深對所學(xué)物理概念的理解，將概念學(xué)習(xí)過程中所用的科學(xué)思維方法遷移到現(xiàn)實情境中，逐步提升學(xué)生分析問題、解決問題的關(guān)鍵能力。

案例3：“慣性”概念的應(yīng)用

問題1：現(xiàn)有一把鐵錘，如果錘頭從錘柄上脫落了，有什么辦法可把錘頭裝好固定？

生：直接將錘頭套上去，用工具敲結(jié)實就行了。

問題2：如果不利用其他工具，錘頭套上去之后直接將錘柄敲擊地面，能將錘頭緊套上去嗎？

問題3：能用所學(xué)的慣性知識解釋其中蘊含的道理嗎？

生：錘頭由于具有慣性，將保持原來的運動狀態(tài)；而錘柄由于受到地面阻力的作用，它的運動狀態(tài)發(fā)生改變，由運動變?yōu)殪o止。

案例4：“壓強(qiáng)”概念的應(yīng)用

問題1：用力壓放在釘板上的氣球，氣球會被戳破嗎？

學(xué)生半信半疑，有人認(rèn)為會，也有人認(rèn)為不會。

實驗現(xiàn)象：將氣球放在釘板上，對氣球施加一定的壓力，氣球發(fā)生了形變，但沒有被戳破。

問題2：你們能解釋其中的道理嗎？

生：氣球與釘板上釘子的接觸(受力)面積較大，導(dǎo)致壓強(qiáng)較小，氣球不會破。

問題3：(教師播放視頻)某兒童在結(jié)冰的湖面上玩耍，因冰面破裂而出現(xiàn)險情，你如何運用學(xué)到的知識對他加以施救？

生1：讓小孩趴下，慢慢爬過去，在壓力不變的條件下，增大受力面積，減小壓強(qiáng)。

生2：可以在腳下墊木板，走過去，增大受力面積，減小壓強(qiáng)。

點評：在案例3、4中共設(shè)置了6個問題，要求學(xué)生運用概念解決實際問題，加深對所學(xué)物理概念的理解，在概念應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，也為后續(xù)學(xué)習(xí)類似的物理概念提供問題解決的策略與方法。問題1讓學(xué)生僅憑借生活經(jīng)驗說出初步的做法或提出猜想。問題2、3幫助學(xué)生靈活運用慣性、壓強(qiáng)概念解決實際的生活問題，培養(yǎng)了學(xué)生靈活運用知識的能力和理論與實踐相結(jié)合的能力。

4 結(jié)語

在物理概念教學(xué)中，教師應(yīng)立足于課程標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗、已學(xué)知識，有目的、有計劃地創(chuàng)設(shè)有序的問題串，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地投入到課堂學(xué)習(xí)中來，使得學(xué)生對物理概念的學(xué)習(xí)更加有效。只有充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，才能切實培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。