核心素养引领单元设计 科学方法点亮物理课堂

(江苏省无锡市清名桥中学，江苏 无锡 214023)

物理学科核心素养是学生在学习物理过程中逐渐形成的一种品格和能力。物理学科核心素养的提出给物理教学指明了方向，同时也提出了要求，即物理教学要能帮助学生建立正确的物理观念，培养科学的思维，掌握科学探究的方法，使学生具有科学的态度和责任。但是，如果教师在上课时不注重全局考虑，只是“教教材”，没有将知识前后贯穿，问题就显露出来，学生在知识点的学习上可能没有问题，但是学生科学思维的培养缺乏连续性，学生没有很好的物理观念，科学方法的应用也不尽如人意。为此，我们需要探寻更为适合的教学方式和指导学生学习的方法。

钟启泉教授认为：单元设计将是撬动课堂转型的一个支点。为了培养学生的物理学科核心素养，物理教学应从掌握知识向形成能力去发展，应从微观的课时学习向中观的单元设计去推进。本文将以苏科版物理第六章物质的物理属性为例,对此进行讨论。

1 单元学习目标

“物质的属性”是“物质”主题下的二级主题，课程标准的内容要求如下：

(1) 通过实验，了解物质的一些物理属性，如弹性、磁性、导电性和导热性等，用语言、文字或图表描述物质的这些物理属性。

(2) 知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。

(3) 通过实验，理解密度，会测量固体和液体的密度。解释生活中一些与密度有关的物理现象。

(4) 了解人类关于物质属性的研究对日常生活和科技进步的影响。

课程标准的内容要求就是本单元的学习目标，从知识和技能的掌握程度来看:对于“物质的一些物理属性”的内容要求是“了解”，对于“质量的含义”的要求是“知道”，对于“密度”的描述是“理解”。由此可见密度在本单元学习中占有非常重要的位置，这里说的单元不是指单纯的学习内容单位，除了通过密度学习了解物质的一些物理属性外，还包含第八章力中所要涉及的弹性，第十四章电阻中导体、半导体、绝缘体的导电性，第十六章电磁转换中磁性、磁化现象等内容，同时课程标准中要求的“解释生活中一些与密度有关的物理现象”也与后续学习液体的内部压强、大气压强、阿基米德原理和物体浮沉条件有关。教科书在编排时首先让学生重点探究物质的一个重要物理属性——密度，在最后一节中让学生合作交流,了解物质还有硬度、弹性等其他物理属性。

综上所述,在教学过程中，我们教师要站在一定的高度从整体把握,将教学内容前后连贯展开，为学生创设探究情境,明晰学习内容，从而建构物理知识框架。

2 单元设计思路

2.1 求同存异，区分物体和物质

图1

在物体的质量教学中，利用橡皮筋、火柴棒、一截车胎、大头针、大螺栓和木块进行分类(如图1)，让学生自主分类，在多种分类方式中得到火柴棒和木块为一类,由木材组成；大头针和大螺栓为一类，由铁组成；橡皮筋和车胎为一类，由橡胶组成。进而得出物体是由物质组成的,在学生的意识中区分了物体和物质(如图2)。

图2

在活动6.1“探究物体形状、物质状态对质量是否有影响”中,得出质量是物体的一种属性,学习物质的物理属性时,仍然可以将图2展示出来,利用对比的思想,既然质量是物体的一种属性,那么组成物体的物质有怎样的属性呢？在这样的对比教学中异中求同,使学生体会到：无论是物体的属性，还是物质的物理属性,属性实际上就是不变性；同时又同中求异,充分区分了物体和物质。

2.2 重视能力，测量质量和密度

尽管在课程标准中对质量概念的要求不高,但是这一节内容的学习是至关重要的,学习密度公式时要用到质量,在测量小石块密度的实验中还考查了学生测量物体质量的能力。因此在活动6.2的实验中,要以培养技能和能力为主,在面对质量过小的物体时使用测多算少法。测量液体质量时，要考虑是先测杯子的质量、还是先测杯和水的总质量的问题。

密度的概念比较抽象,虽然在生活中学生会积累到一些与密度知识有关的经验,但是初二学生刚接触物理不久,理解密度概念比较困难。在教学中教师需要引导学生进行实验探究,用更为具体直观的方式将密度的概念展现在学生面前。密度概念的建立所需要理解的比值定义法学生已经在学习速度时使用过,学生也掌握了速度的计算,这些能力也为建构密度的概念提供了保障。

2.3 首尾呼应，联系密度和属性

从认识具体的密度这个物理属性入手,到最后一节“物质的物理属性”,将物质的物理属性与日常生活中物质的用途联系起来,符合学生的认知特点,让学生利用不同的物理属性进行分类的教学呼应了本章开始的做法,从分类开始,在分类中结束,使学生感受到自然界中物质的多样性。

3 方法点亮物理课堂教学

当前,物理教学改革强调学生对于知识的理解、建构,而不是机械记忆,要求教师合理利用多种科学方法,发挥指导作用,这样的教学过程注重了概念的来龙去脉,探究过程有助于提高学生分析问题和探究的能力。

以下是“物质的密度”的教学片断。

片断1

师:同学们,这是老师从家里带来的水和白酒,请大家区分这两种液体。

学生根据生活中气味、味道等物质的特性很容易将酒和水区分开来。

师:形状与体积相同的铜块、铝块,如何分辨它?

生:掂一掂。对于铜与铝,质量大的是铜,质量小的是铝。

片断2

师:大家会发现,数据处理比较繁琐,请讨论一下，有没有不用计算的数据处理方法?

生:作图。

师:每一条直线代表了哪种物质?

学生分析并得出结论。

师:我们用了几种方法来处理数据,你们认为哪种更直观?请尝试总结出区别物质的办法。

片断3

师:老师将鸡蛋放入水杯中,观察鸡蛋的位置。

生:沉在杯底。

师:将鸡蛋放入盐水中,再观察鸡蛋的位置。

生:鸡蛋浮在水面上。

师:请大家大胆猜测,是什么因素产生的影响?

生:密度。

以教材为蓝本,将生活情境带入课堂,密切关注物理知识与生活的联系,将物理问题转化成生活问题,使学生产生认知冲突,让学生意识到有寻找新知识的必要,激发学生的学习兴趣。此外,在教学过程中注重学生对科学方法的理解,如用“比值法”定义概念和用图像法解决问题,学生通过探究体验，理解物理方法,加深了对物理知识的理解,锻炼了学生的知识迁移能力,发展了学生的科学思维,为后续的物理学习提供了保证。

4 结语

义务教育物理课程标准指出：让学生能将物理知识和技能运用于生活、生产实际,为以后的学习、生活和工作打下基础；有将科学服务于人类的使命感与责任感。因此,物理教学要紧密联系实际,让学生在丰富的感性认识基础上体会到物理知识的实用性,体会到物理知识和方法的重要作用,从而增强学生解决物理问题的意识和能力。

教师要从课程标准的要求出发,关注学生的全面发展,通过单元设计,巧用各种教学方法,帮助学生在学习过程中参与协作,体验知识的建构过程,落实物理学科核心素养培养的目标。