加強(qiáng)初中物理課堂訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

康建平

（石家莊市裕華區(qū)教育局，河北 石家莊 050021）

在新一輪基礎(chǔ)教育改革形式下，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體這一新課程理念獲得普遍認(rèn)同。我們物理教師應(yīng)順應(yīng)教學(xué)改革的趨勢(shì)，努力實(shí)現(xiàn)中學(xué)物理課程的總目標(biāo)，并在課堂教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)獲得必要的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能；同時(shí)使學(xué)生初步了解物理學(xué)的發(fā)展歷程，經(jīng)歷物理知識(shí)的形成過程，感受、認(rèn)識(shí)并運(yùn)用物理學(xué)的基本思想和基本方法，由此可使學(xué)生受到科學(xué)精神的熏陶，以養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和科學(xué)態(tài)度，并逐步形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀；同時(shí)使學(xué)生初步具備現(xiàn)代社會(huì)成員所必需的基本能力和科學(xué)素養(yǎng)。

基于此，我們物理教師應(yīng)立足課堂教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)例分析訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力；加強(qiáng)母題思想訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力；加強(qiáng)知識(shí)拓展訓(xùn)練，以培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力。同時(shí)教師還要引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)，組織學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與小組合作學(xué)習(xí)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成濃厚的課堂學(xué)習(xí)氛圍，如此可培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣和合作學(xué)習(xí)的能力，進(jìn)而可讓課堂成為學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地。

一、加強(qiáng)實(shí)例分析訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力

基礎(chǔ)教育改革強(qiáng)調(diào)不僅要讓學(xué)生掌握“雙基”，還要注重學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中內(nèi)化形成的物理觀念和科學(xué)思維，是在應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題的過程中形成的科學(xué)探究方法和科學(xué)態(tài)度。因此在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中，需要教師引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)實(shí)例分析和專題訓(xùn)練，并使其經(jīng)歷教師的例題分析過程，包括思路引導(dǎo)、方法總結(jié)、解決問題的過程性分析過程和解題格式的示范性板書過程，由此可培養(yǎng)學(xué)生的分析與綜合、歸納與演繹、推理與論證能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和責(zé)任，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)。

例如：（2021 年河北中考第25 題）斧子的斧頭變松了，人們常用撞擊斧柄下端的方法使斧頭緊套在斧柄上，這是因?yàn)開___________。這樣斧頭就會(huì)牢牢地套在斧柄上了。斧柄下端撞擊凳子時(shí)，以斧柄為參照物，斧頭是_______（選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的。請(qǐng)?jiān)趫D1 中畫出斧頭所受重力的示意圖。

圖1

本題考查了慣性概念的分析和應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性以及畫力的示意圖等知識(shí)，既考查了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，又突出了重點(diǎn)內(nèi)容的應(yīng)用，既考查了過程分析，又考查了語言表達(dá)。同時(shí)結(jié)合課本素材，以不同的物體為參照物分析了物體的運(yùn)動(dòng)情況以及物體的受力情況等等。這些都體現(xiàn)出物理學(xué)科對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的要求，即在理解物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過練習(xí)、應(yīng)用來使學(xué)生達(dá)到掌握方法和規(guī)律，培養(yǎng)分析、解決問題的能力，提高物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

二、加強(qiáng)母題思想訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

教師在初中物理課堂上進(jìn)行典型例題分析，同時(shí)設(shè)計(jì)“一題多解”“一題多變”的發(fā)散思維訓(xùn)練，如此可引導(dǎo)學(xué)生建立母題思想，進(jìn)而通過條件變換可深層次夯實(shí)學(xué)生對(duì)概念、規(guī)律內(nèi)涵和外延的理解。同時(shí)深入剖析、總結(jié)典型例題的分析過程和解題技巧，如此可使學(xué)生達(dá)到舉一反三、理解知識(shí)、把握規(guī)律、靈活應(yīng)用、提高能力的目的。

例如：（2021 河北中考第24 題）如圖2 所示是一幅撐竿跳高的圖片。關(guān)于撐竿跳高運(yùn)動(dòng)涉及的物理知識(shí)，回答下列問題。

圖2

（1）問題：運(yùn)動(dòng)員對(duì)竿的力的作用效果是什么？回答：______________________________。

（2）請(qǐng)從機(jī)械能角度提出一個(gè)問題并回答。

問題：______________________________？

回答：______________________________。

本題主要考查機(jī)械能的有關(guān)知識(shí)。對(duì)運(yùn)動(dòng)員被彈起的過程進(jìn)行受力分析，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)變化過程分析其機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。教師在引導(dǎo)學(xué)生分析時(shí)，最重要的就是引導(dǎo)學(xué)生抓住三個(gè)核心問題：一是具有什么形式的能；二是不同形式的能的大小變化；三是不同形式的能是如何轉(zhuǎn)化的，如此可讓學(xué)生知道如何著手設(shè)問、明確解答思路。同時(shí)教師還可以拓展機(jī)械能的相關(guān)題型，如蹦極、彈簧彈起、蹦床以及火箭發(fā)射、隕石墜落等，然后結(jié)合其運(yùn)動(dòng)過程中的平衡態(tài)和非平衡態(tài)分析物體的受力，推導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)的變化，判斷其機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

例如：（2020 河北中考第25題）蹦極是一種運(yùn)動(dòng)游戲。圖3中A點(diǎn)是彈性繩自然下垂時(shí)繩下端的位置，B點(diǎn)是游戲者所能到達(dá)的最低點(diǎn)。當(dāng)游戲者離開跳臺(tái)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中（忽略空氣阻力），其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為_______能；游戲者從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，繩子具有的_________能逐漸增加；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)游戲者受到的彈力大于重力，所以游戲者在B點(diǎn)時(shí)______（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)。

圖3

本題結(jié)合蹦極運(yùn)動(dòng)員的下落過程，分析運(yùn)動(dòng)員所處不同位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況、受力情況和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況。本題的難點(diǎn)在于未標(biāo)出平衡狀態(tài)的位置，需要直接分析在彈性繩原長和運(yùn)動(dòng)員處于最低點(diǎn)兩個(gè)非平衡狀態(tài)。因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生分析該運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，可分解出如圖4 所示的三個(gè)位置，其中在B點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)員受到彈性繩向上的彈力和運(yùn)動(dòng)員本身的重力二力平衡，故此時(shí)的速度最大，動(dòng)能最大，由此可分析出A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程重力大于彈力，做向下加速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程重力小于彈力，做向下減速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能、動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性繩的彈性勢(shì)能。由此可總結(jié)出在解題時(shí)，學(xué)生需先把握運(yùn)動(dòng)員下落過程中平衡態(tài)的受力分析這一關(guān)鍵，然后從平衡態(tài)的受力分析入手，再分析由非平衡態(tài)到達(dá)平衡態(tài)之前以及過了平衡態(tài)之后等不同階段的受力、運(yùn)動(dòng)和能量轉(zhuǎn)化情況。剖析典型例題，抓住關(guān)鍵問題，總結(jié)解題規(guī)律，由此可引導(dǎo)學(xué)生樹立母題思想。

圖4

結(jié)合例題分析加強(qiáng)同類型的專題訓(xùn)練，這不僅能使學(xué)生更牢固地掌握和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，還能幫助學(xué)生從不同角度、不同層次理解相關(guān)知識(shí)，提升靈活運(yùn)用物理規(guī)律及數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力，進(jìn)而可把握解題的最佳途徑和方法。如此既拓展了學(xué)生的科學(xué)思維，又快速提升了學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)；既有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和求知欲，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高了學(xué)生分析問題及解決問題的能力。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

初中物理實(shí)驗(yàn)除包括《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》中要求的20 個(gè)必做實(shí)驗(yàn)外，還涵蓋課上、課下的演示實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)和拓展、發(fā)散性實(shí)驗(yàn)，因此需要物理教師一方面在課堂中設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容，以讓學(xué)生經(jīng)歷完整的探究過程；另一方面還要加強(qiáng)課下實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)等，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和科學(xué)思維的發(fā)展，進(jìn)而可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)。

例如受限于學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量不足、場(chǎng)地受限、課堂紀(jì)律和課堂流程難以把握等問題，在課堂中講實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)和播放實(shí)驗(yàn)視頻等依然是常見的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的次數(shù)較少，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析數(shù)據(jù)、總結(jié)結(jié)論等方面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ灿写岣摺Ｒ虼?，要提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，就需要每一位物理教師在平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐中多反思、多思考、多總結(jié)，并從以下四個(gè)方面加強(qiáng)訓(xùn)練。

（一）培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和善于觀察、質(zhì)疑的習(xí)慣，提升學(xué)生的提問能力

例如有關(guān)浮力的問題，教師在教學(xué)過程中需要先設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生分析物體的受力情況，即先比較物體各面的壓強(qiáng)大小，再分析上、下兩個(gè)面的壓力差，由此得出浮力是物體各表面所受液體壓力的合力；接下來引導(dǎo)學(xué)生分析物體處于懸浮靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的受力情況，思考浮力和重力是否二力平衡，或所受液體向下的壓力、向上的壓力和重力三力是否平衡，由此得出壓力的合力與浮力的等效替代效果；接下來拋出問題，比較一個(gè)長方體橫放、豎放在液體中各面的壓強(qiáng)和壓力，然后讓學(xué)生通過分析比較，得出各種擺放方式上下底面的壓力差相等這一關(guān)鍵認(rèn)識(shí)；隨后再引導(dǎo)學(xué)生分析比較物體在液體中處于不同深度時(shí)的浮力大小情況，以及在不同液體中的浮力大小情況，由此可推出浮力大小只取決于液體密度和排開液體體積兩個(gè)因素。在該過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生真正理解了浮力的概念，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練，提升了學(xué)生學(xué)會(huì)提問、善于提問的能力。

（二）培養(yǎng)學(xué)生善于思考和實(shí)踐的習(xí)慣，提升學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和操作技能

例如有關(guān)浮沉的問題，對(duì)于漂浮的物體受到浮力，學(xué)生理解起來比較容易，但對(duì)沉底的物體也受到浮力表示懷疑。對(duì)此教師可以把石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，然后用手向上托，發(fā)現(xiàn)示數(shù)變小，由此引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過類比把掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的石塊浸在液體中，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也會(huì)變小，這證明沉底的物體也受到浮力。在物理課堂上，教師設(shè)計(jì)開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分組合作親歷實(shí)驗(yàn)探究過程，由此可促進(jìn)學(xué)生動(dòng)腦設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作技能的提升。

（三）培養(yǎng)學(xué)生善于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和規(guī)律探究的習(xí)慣，并提升學(xué)生的探究能力

例如有關(guān)大氣壓強(qiáng)的問題，大氣壓強(qiáng)看不到、摸不到，人們不易感覺大氣壓強(qiáng)的存在，特別是有關(guān)大氣壓強(qiáng)的證明和測(cè)定問題，在學(xué)生頭腦中有許多錯(cuò)誤觀念，因此讓學(xué)生確信大氣壓強(qiáng)存在是教學(xué)難點(diǎn)。所以在教學(xué)過程中，除了演示實(shí)驗(yàn)，教師還可以設(shè)置一些小實(shí)驗(yàn)如“覆杯實(shí)驗(yàn)”“吸管提水實(shí)驗(yàn)”“壓扁易拉罐實(shí)驗(yàn)”，讓學(xué)生參與并親身感受大氣壓強(qiáng)的存在，然后得出大氣壓強(qiáng)確實(shí)存在的結(jié)論。如此不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，還培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。

（四）培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象和進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析的能力，加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行分析和總結(jié)的能力

例如伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生分別測(cè)量定值電阻和小燈泡的電壓和電流，然后計(jì)算電阻。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖像分析，發(fā)現(xiàn)幾次測(cè)量出的定值電阻阻值雖然很接近但是有偏差，由此引出減小誤差應(yīng)采用求平均處理的方法；同時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨著電壓的變化，測(cè)量的電阻數(shù)據(jù)變化較大，由此可得出燈絲電阻隨溫度升高而增大的規(guī)律。通過探究、真實(shí)感受燈絲電阻的變化，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并使其養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

例如：（2020 年河北中考第34 題）學(xué)習(xí)了電功率后，小明利用電路圖來探究小燈泡功率跟電阻的關(guān)系。

（3）下表是實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

第1 次實(shí)驗(yàn)中電源電壓U=4 V，L3的阻值R3=4 Ω。

（4）分析表中數(shù)據(jù)可得出，規(guī)格不同的小燈泡消耗的實(shí)際功率跟電阻的關(guān)系是：

①當(dāng)電流相同時(shí)，電功率與電阻成正比；

②當(dāng)電壓相同時(shí)，電功率與電阻成反比。

數(shù)據(jù)處理是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和推理是探究能力的深化和升華。學(xué)生在答題過程中存在的問題主要是：表述不準(zhǔn)確，表達(dá)不全面，不清楚定性結(jié)論和定量結(jié)論的區(qū)別，對(duì)“控制變量法”的應(yīng)用理解不到位，歸納分析能力欠缺，邏輯思維、科學(xué)思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)，以上這些方面的欠缺需要一個(gè)長期的訓(xùn)練來彌補(bǔ)，這就要求我們教師在平時(shí)的教學(xué)中要注重物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

四、加強(qiáng)知識(shí)拓展訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力

物理概念的建立和物理規(guī)律的形成從來都不是孤立的，每一個(gè)物理概念之間都是有著脈絡(luò)關(guān)系的，各種物理知識(shí)都交織在一起形成了網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)關(guān)系。因此，教師在物理課堂教學(xué)中要通過講授內(nèi)容、分析例題來引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)本身，同時(shí)還要使其了解物理知識(shí)的來龍去脈，以形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，使其在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)把握整體框架，以形成規(guī)律網(wǎng)絡(luò)。例如在學(xué)習(xí)晶體熔化的特點(diǎn)時(shí)，通過對(duì)比分析晶體和非晶體熔化的圖像，得出晶體熔化的過程吸收熱量但溫度不變的結(jié)論。內(nèi)能概念比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)比較困難。對(duì)此教師在課堂上可結(jié)合晶體熔化的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生分析晶體在熔化階段的內(nèi)能一定增大的原因，其中由于溫度沒升高導(dǎo)致分子的動(dòng)能沒增大，而由固態(tài)到液態(tài)時(shí)分子的間距變化導(dǎo)致分子的勢(shì)能增大，進(jìn)而導(dǎo)致物體的內(nèi)能增大。這種知識(shí)的拓展和延伸，使學(xué)生對(duì)內(nèi)能的概念有了一個(gè)透徹的理解，進(jìn)而在分析內(nèi)能、溫度、熱量之間的關(guān)系時(shí)，就能做到正確辨析，靈活分析了，如此還可在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力。

例如在學(xué)習(xí)“歐姆定律”時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”。由此學(xué)生可初步認(rèn)識(shí)到導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻越小，通過的電流越大。然后教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生明確“導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與電流、電壓無關(guān)”，因此不能說導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的電流成反比；而電壓是電路中形成電流的原因，當(dāng)導(dǎo)體兩端不加電壓時(shí)，電流為零，但導(dǎo)體的電阻依然存在，因此不能說電壓跟電流成正比。在此基礎(chǔ)上，教師在課堂上進(jìn)一步提出問題：“串聯(lián)電路中兩個(gè)電阻的電流相等，那其兩端的電壓與電阻是什么關(guān)系呢？并聯(lián)電路中兩個(gè)電阻的電壓相等，那各支路電流與電阻又是什么關(guān)系呢？”從而引發(fā)學(xué)生討論，動(dòng)腦理解串聯(lián)分壓規(guī)律和并聯(lián)分流規(guī)律，進(jìn)而達(dá)成對(duì)歐姆定律內(nèi)涵的真正理解，如此可于潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

顧明遠(yuǎn)教授強(qiáng)調(diào)“教育的本質(zhì)是培養(yǎng)思維……”；林崇德教授提出“落實(shí)核心素養(yǎng)，思維教學(xué)是首要問題”。因此，在初中物理課堂教學(xué)中，物理教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)和思維品質(zhì)，并加強(qiáng)其對(duì)課堂教學(xué)的積極導(dǎo)向作用，杜絕傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸型課堂教學(xué)，如此可加強(qiáng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究等素養(yǎng)的落實(shí)和培養(yǎng)；教師在課上教學(xué)活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生理解物理概念和規(guī)律，觀察、分析物理現(xiàn)象，構(gòu)建物理模型和知識(shí)體系，如此可使學(xué)生形成物理觀念和科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)從傳授“知識(shí)”到培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”，從“生活走向物理”到“從物理走向社會(huì)”，從“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”，進(jìn)而可培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。