基于核心素养的初中物理教学设计——以“流体压强与流速的关系”教学为例

(华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 510006)

1 引言

物理学科核心素养包括物理观念、科学态度、实验探究和科学态度与责任四个方面，其中科学态度与责任是指学生在认识科学本质和理解科学、技术、社会、环境(STSE)关系的基础上逐渐形成正确的科学态度和社会责任感，主要包括科学本质、科学态度、社会态度等要素。[1]笔者基于核心素养的培养要求，对人教版初中八年级下册第九章第四节“流体压强与流速的关系”进行教学设计，培养学生正确的科学态度和社会责任感。

2 课前、课中、课后三环节的教学策略

图1

基于核心素养的培养要求，提出针对课前、课中、课后三个环节的教学策略。课前搜集相关视频资料及生活实例，课中融合多种教学形式，课后关注科技及动手操作等，将核心素养理念融入中学物理课堂教学中，具体相关教学策略如图1。

3 基于核心素养视角的物理教学设计

3.1 创设物理情境

上课之前，教师基于真实生活情景，创设3个不同的物理情境，让学生分别观察：(1) 车轮附近树叶的运动情况；(2) 水流形成漩涡时，附近纸片的运动情况；(3) 飞机机翼的形状。进而引入本节课探究的课题：流体流速与压强的关系。在新知教学之前，为学生播报一则“火车吸人”事故的新闻，播放动漫视频重现事故情景，视频中的小蜗牛越过黄色安全线，火车飞驰而来，小蜗牛被“吸”向火车。

设计意图：将日常生活实例和新闻报道相互联系，拉近物理与学生之间的距离，使学生领会到物理原理蕴涵于生活之中，帮助学生养成乐于观察、勤于探究的良好习惯。通过播放动漫视频，提醒学生注意生活中乘坐火车的安全问题，也激发了学生学习物理知识的动力和好奇心、探究的热情。

3.2 引导学生自主探究

3.2.1 探究气体流速和压强的关系

边学边实验：如图2所示，全体学生跟随教师，双手拿两张A4白纸，相隔适当距离，从上往下吹气，观察实验现象。

图2

设计意图：取材简单，学生可亲身体验、直观感受，培养了学生的动手操作能力，加强学生对气体流动与压强之间关系的感性认识。

分组实验：教师展示如图3所示的自制教具：“探究气体流速与压强的关系”演示仪，又名“牛郎织女鹊桥会”。教师把左边红色的小球当成“织女”，右边黑色小球当成“牛郎”，提出以下问题：如何让“牛郎”和“织女”相会？

图3

设计意图：通过神话故事的引入，引发学生学习物理的兴趣，提升学生的人文素养，设置探究性的问题，引起学生思考。通过小组合作交流、学生动手动脑，培养学生积极思考、追求创新的科学态度。

3.2.2 探究液体流速和压强的关系

分组实验：将“探究液体流速与压强的关系”演示仪提前放在学生课桌上(如图4)，学生以小组合作的形式，在“探究气体流速与压强的关系”的基础上，自行设计实验，探究液体流速与压强的关系。

图4

设计意图：分小组实验进行探究，培养学生合作、交流的能力，鼓励学生善于与他人合作、分享。以前面的实验作为参考，学生自行设计实验，培养学生自主学习、探究的能力，使学生保持对探究的热情。

3.2.3 实验总结

通过课上两组不同的实验探究，鼓励学生用自己的语言描述实验结论，并进行小组讨论，最后全体师生共同完善，通过实验得出结论：流体流速越快的位置，压强越小；流体流速越慢的位置，压强越大。

3.3 拓展应用，巩固新知

3.3.1 解答悬而未决的问题

鼓励学生利用本节课所学知识解答如图5所示高铁站台上的黄线设置原理，并解开视频中关于小蜗牛的疑惑。

图5

3.3.2 介绍科技中的应用

介绍本节物理知识点在飞机机翼设计上的应用(如图6)、风洞试验在航空和军事上的重要性(如图7)。

图6

图7

3.3.3 完成小设计和小制作

引导学生观察生活中的

喷雾器，了解其结构，自制简易喷雾器，并解释喷雾器的工作原理。

设计意图：解答课堂中提出的问题，保持学生对自然现象的好奇心和探究热情；介绍飞机机翼以及风洞在航空和军事上的运用，了解科学、技术、社会、环境的关系；了解所学物理知识与科技前沿发展的联系，培养学生热爱祖国、关注科技发展的良好习惯；自行完成小设计和小制作，使学生经历科学探究过程，大胆质疑，追求创新，培养学生实事求是、坚持不懈的科学态度。