基于培养学科核心素养的初中物理概念教学

摘 要：概念教学是初中物理教学的重要组成部分，也是培养学科核心素养的一个着力点.初中物理概念教学，需要厘清物理观念形成过程中的关键能力点，并落实在学习过程中，让学生逐步形成适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.

关键词：学科核心素养;概念教学;必备品格;关键能力

文章编号：1008-4134（2019）16-0011    中图分类号：G633.7    文献标识码：B

作者简介：顾建元（1965-），男，苏州人，本科，中学特级教师，研究方向：物理教学、教师专业发展.

物理学科核心素养，是学生通过物理学习而逐步形成的、具有物理学科特征的、适应学生终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力.从初中学生能力发展需要及学习进阶角度思考，物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面.

物理概念，是整个物理学知识体系的基石.初中物理概念教学，是初中物理教学的重要组成部分，也是初中物理教学的重点之一，对学生形成正确物理观念、培养科学思维能力、掌握研究问题方法，培养严谨科学态度都具有重要意义.本文以培養学科核心素养为导向对初中物理概念教学进行探讨.

1 创设情境：基于认知规律，帮助学生获得感性认识

物理概念的建立，需要在观察、分析一系列事实、现象或实验的基础上，运用逻辑思维方法，把事物共同的、本质的特征加以抽象而形成的，离不开感知和抽象两个过程.然而，学生在获得感知过程中，认识能力、物理表达能力是关键.为此，立足学科核心素养的培养，提高学生的认识能力、物理表达能力，是初中物理概念教学中的重点.

认识能力，是接收、加工、储存和应用信息的能力.物理表达能力，是学生用准确的物理语言（包括语言、符号、图像）表达物理概念、物理规律、物理现象、物理过程等物理问题的能力.创设学习情景，提出有效问题，是培养学生认识能力、物理表达能力的重要方法.例如，在“内能”课题引入时，笔者创设了如下学习情境：

如图1所示，橡皮塞静止在水平轨道上，让一节干电池从斜面的某一高度处滚下，滚动的电池推动橡皮塞前进一段距离;

如图2所示，用手将橡皮筋拉开，橡皮塞套在橡皮筋上，放手后形变的橡皮筋将橡皮塞弹射出去;

如图3所示，试管里装有适量的水，在试管口盖上橡皮塞，将试管固定在铁架台上，用酒精灯对试管加热至水沸腾后，水蒸气将橡皮塞从试管口推出.

在此基础上，提出如下问题.

运动的干电池、形变的橡皮筋有何共同特征？水蒸气是否也具有这一特征？运动的干电池、形变的橡皮筋、水蒸气有什么不同点？

【设计目的】创设了“运动的干电池、形变的橡皮筋都具有做功本领（具有能）”的学习情境，以三个递进式问题为引导，启发学生顺利获得“水蒸气也具有能，且能的形式不同于机械能”的新认知.

建构主义理论告诉我们，新认知必须以学生的原认知为基础，才能实现从“现有水平”向“未来发展水平”发展.创设情境，要基于学生的原认知，遵循认知发展规律;提出问题，要基于思维的切入点，让学生在眼见为实、生动形象的学习情境中获得新感知、形成新认识.

2 抽象概括：基于领悟方法，引导学生建立物理概念

帮助学生获得感性认识，是建立物理概念的重要基础.然而，物理概念，往往不能从感性认识中直接，需要经过抽象、概括过程才能建立起来.然而在抽象概括的过程中，往往需要借助于科学方法.为此，立足学科核心素养的培养，领悟科学方法，提高学生的抽象、概括能力，是初中物理概念教学中的第二个着力点.

抽象，是在观察、实验基础上，对已获得的物理事实进行加工处理而形成的对物理对象、物理现象、物理过程的本质规律的认识.概括，是在抽象基础上把所有反映物理事物本质的属性结合为一个整体，形成事物整体的、一般的认识，进而推广到同类事物.为了帮助学生完成抽象概括过程，促进感性认识的提炼升华，需要运用科学方法.例如，在“内能”概念建立时，我们创设了如下学习情境：

同时在盛有相同质量的冷水和热水的两个烧杯中滴入一滴红墨水，观察墨水扩散快慢的情况，说出墨水扩散的快慢与温度的关系;

如图4所示，轻质弹簧将两个完全相同的小球连接起来，用手分别挤压或拉伸两小球之间的弹簧，结合自身体验，说出弹簧被挤压或拉伸时手的受力情况.

在此基础上，提出如下问题.

做热运动的水分子具有什么形式的能？与温度的关系怎样？

分子间存在着引力和斥力，除分子动能外，烧杯中的水还具有什么形式的能？

【设计目的】以动能、势能为学生的认知起点，在情境中巧妙渗透了比较、类比、迁移等科学方法，引导学生感悟“分子动能、分子势能”的存在，从而抽象概括内能的概念.

建构主义理论告诉我们，知识不是通过教师直接传授获得的，而是学生在新的学习情境下，运用必要的学习资源和科学方法，通过意义建构的方式获得的.创设一个有利于学生主动学习、深度学习的情境，引导学生顺利完成抽象概括过程，才能实现感性认识上升为理性认识，从而建立起新概念.

3 判断辨析：把握本质，促进学生理解物理概念

物理概念有内涵与外延之分.概念的内涵，是反映在概念中的对象的本质属性或特有属性，常常称之为概念的含义;概念的外延，是概念所反映的本质属性或特有属性的对象，常常称之为概念的适用范围或条件.然而，深化内涵、拓展外延，判断能力、辨析能力是关键.为此，立足学科核心素养的培养，提高学生的判断能力、辨析能力，是初中物理概念教学中的第三个着力点.

判断，是对思维对象是否存在、是否具有某种本质属性以及事物之间是否具有某种关系的肯定或否定.辨析，是对不同的事物进行区别和评析.判断与辨析，是把握概念的内涵与外延的重要手段.例如，在对“内能”概念的理解时，我们创设了如下问题.

关于物体内能的一些说法，其中正确的是（ ）

A.静止在水平地面上的物体也具有内能

B.相同温度的一杯水与半杯水，内能一样大

C.温度高的物体一定比温度低的物体内能大

D.0℃的冰熔化成0℃的水，体积变小了，但内能不变

【设计目的】通过判断与辨析的过程，引导学生加深理解“内能与机械能是两种不同形式的能，物体的内能跟物体内所含分子的多少、分子的质量、物体的温度以及体积等因素有关，以及物体在温度升高时内能随着分子动能的增加而增大”等知识.

皮亚杰的儿童思维发展理论告诉我们，思维起源于主客体相互作用的活动，智慧的本质是适应，同化與顺应是适应过程的两种机能.通过判断与辨析的过程，引导学生在新情境下利用原有认知结构去同化新知识，引起顺应过程，并对原认知结构进行改造与重组，从而达到把握事物的本质属性以及本质属性的对象的目的.

4 解释迁移：形成观念，促进学生形成物理观念

学习物理概念的目的，是要促进学生形成正确的物理观念.然而，从物理学视角解释自然现象和解决实际问题，是促进学生形成正确物理观念的重要途径.在形成物理观念过程中，解释能力、迁移能力是关键.为此，立足学科核心素养的培养，提高学生的解释能力、迁移能力，是初中物理概念教学中的第四个着力点.

解释，是合理地对事物变化的原因、事物之间的联系或事物的发展规律做出说明的一种素质.迁移，是将所学知识应用到新的情境，解决新的问题所体现出的一种能力.解释与迁移，是实现知识、技能向能力、品格转化的关键.例如，在形成“力与运动”的正确观念时，设计了如下问题.

下雨了，小明看到水平放置在室外的铝合金管子上的水滴越来越大，大到一定程度就掉落下来.请你解释：

水滴掉落前受到哪几个力作用？力的大小是如何变化的？

【设计目的】以水滴为研究对象，迁移“二力平衡”知识进行推理，水滴除受到竖直向下的重力外，一定还受到了竖直向上的“附着力”，重力和“附着力”大小相等，且随着水滴的增大而增大.

辩证唯物主义认识论告诉我们，人类的认识具有反复性，人类追求真理的过程不是一帆风顺的，这就决定了人们对一个事物的正确认识往往需要经历“从实践到认识，再从认识到实践”的多次反复才能完成.解释与迁移，是认识到实践的有效载体，也是促进学生形成正确物理观念的重要途径.

总之，学科核心素养是学生的一种学科必备品格，在应对现实问题时表现为解决处理问题的一种学科关键能力.初中物理概念教学，需要我们围绕学科核心素养的培养，厘清形成正确物理观念过程中的关键能力点，并落实在学习过程中，让学生逐步形成适应学生终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]郭玉英.基于学生核心素养的物理学科能力研究[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[3]李世模.基于核心素养导向的物理教学策略[J].中学物理，2019，37（04）：2-3.

[4]周后升.基于核心素养的物理学科能力理论的教学实施——以“三力动态平衡问题”的复习教学为例[J].物理教学，2019，41（03）：14-18.

（收稿日期：2019-04-10）