在初中物理教学中促进学生核心素养的发展

黄仲汉

【摘要】本文以贵港市港北区物理教学实践为例，分析在初中物理教学中发展学生核心素养的必要性，提出在实验操作、课堂教学、问题链接和兴趣活动等教学建议，构建学生的物理基本观念，培养正确的科学态度，发展学生的物理核心素养。

【关键词】初中物理 核心素养 教学实践

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）45-0040-03

自2019年5月起，贵港市港北区在辖区内9所城乡初中学校开展《初中物理教学中发展学生核心素养的实践研究》课题研究，参与课题研究的各校物理教师积极投入课程改革的研究和实践，参加了多种形式的培训课和教学观摩活动课，开展了教学内容和教学形式丰富多彩的教学活动，取得了比较理想的成绩。本文以贵港市港北区初中物理教学实践为例，分析在初中物理教学中发展学生核心素养的必要性，提出可行性操作策略。

一、在初中物理教学中发展学生核心素养的必要性

物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐渐形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格，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。用物理核心素养引领新一轮的物理课程、教材和教学改革，标志着我国物理课程目标进入一个新的发展阶段。物理核心素养集中体现了物理学科的教育教学价值，是三维课程目标的整合、提炼与发展。

在贵港市港北区初中学校开展在初中物理教学中发展学生核心素养的教学实践研究，从具体的课堂教学方面回答初中物理教育教学“立什么德、树什么人”的根本问题，引领港北区初中物理教育教学改革和育人模式变革，用核心素养引领初中物理教育教学，促进学生全面发展，全面提高学生的综合素质。因此，在初中物理教学中发展学生的物理核心素养是可行的，也是必要的。

二、在初中物理教学中发展学生核心素养的途径

“要想给学生一杯水，我们必须做长流水。”参与实验课题研究的教师认真学习最新的教育教学理论，更新教学理念，以具体知识为载体，引导学生通过高水平的思维活动，形成物理基本观念。用核心素养引领初中物理教学设计，并联系生活实际，关注科学、技术、社会环境，关注家乡——贵港的发展和现代科技的发展，尝试去解决一些简单的问题，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，并把发展学生的物理核心素养贯穿于实验操作、课堂教学、问题链接等每一个教学的环节。

（一）用核心素养引领初中物理教学设计

例如在沪科版八年级第七章第三节《力的平衡》教学中，课题组成员先根据本人执教班级学生的实际情况，从核心素养的角度设计教学环节，然后上传到课题组Q群，互相交流探讨，课题组负责人总结归纳，关注小学、初中、高中之间的衔接，形成蓝本，供课题组成员选用。《力的平衡》的教学设计案例由于篇幅所限简述如下：

1.教材和学情分析

《力的平衡》是初中物理的重点知识、主干知识，是与高中物理联系密切的知识，也是学生感到比较难学、比较难理解的知识。之前学生学习了力和牛顿第一定律，在教学过程中，通过引导学生分析身边的现象以及实验的探究，并通过多媒体演示，让学生理解平衡力的概念和二力平衡的条件;通过适当的课堂练习和课外作业，动态分组，分类要求，达到巩固知识的目的，促进全体学生全面发展。

2.教学目标

（1）物理观念

①依據生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。

②通过实验探究，归纳、分析、总结得出二力平衡的条件。

（2）科学思维

①经历探究二力平衡条件的实验过程，会分析处理实验数据以及归纳、总结得出结论。

②通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系。

（3）科学探究

①通过小组合作实验，培养学生积极参与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神，使学生逐步掌握合作学习的技能。

②经历探究的过程，会设计实验与制订计划，会分析、处理实验数据，归纳总结出结论。

（4）科学态度与责任

①在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系。

②会利用二力平衡知识分析解决实际问题。

3.教学重难点（略）

4.教学方法：实验、归纳、总结、对比

5.器材准备（略）

6.教学过程（略）

7.课堂练习和作业布置

把学生分为A、B、C三类。A是能力一般的学生，C是能力较强的学生。课堂上主要练习和讲评面向全体的题目，动态分组，分层教学，分类要求，促进知识的巩固和掌握;强调基础性，让不同层次的学生都得到不同的发展。

总之，在八年级和九年级物理教学中，教师要用核心素养引领初中物理教学设计，注重理论联系生活实际，关注“科学—技术—社会”环境，让学生多关注家乡——贵港的发展，关注身边的变化，关注现代科技的发展，能够学以致用，学会用初中物理知识尝试解释身边的事例和现象，尝试解决一些简单的问题，充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。用核心素养引领物理教学，让学生形成热爱家乡、热爱自然、热爱科学、保护环境、节约资源等正确的态度，形成社会主义核心价值观。

（二）通过实验操作掌握科学的探究方法

物理实验是一种动手动脑的科学探究活动，学生通过参加科学探究活动，学会制订计划和实验方案，能够运用正确的科学思维，掌握一定的科学探究方法。良好的实验课教学能够与理论教学相辅相成，帮助学生更好地理解、掌握相关的物理知识。在实际的实验课堂教学中，教师要注意对学生进行动态分组，动手能力较强的帮带动手能力较弱的，确保全体学生都能参与并完成实验，经历实验探究的过程。

例如庆丰一中李桂连老师在沪科版八年级第八章第一节《压力作用效果》教学中设计了如下的学生实验操作（一）：①手指夹铅笔的笔尾与笔尖。学生动手实验，教师指导学生观察铅笔陷入手指的深度，思考铅笔陷入手指的深浅反映压力作用效果的大小，采用了什么研究方法。接着引导学生思考：同是铅笔对手指的作用，什么条件相同，什么因素不同，这里又采用了什么研究方法，从而猜想压力的作用效果与受力面积有关。②手指更加用力夹铅笔的笔尾与笔尖。指导学生比较两次实验中笔尖陷入手指的深度，引导学生猜想这是什么原因造成的。结合①②的实验现象推理得出压力作用效果不但跟压力的大小有关，还跟受力面积的大小有关。那么与这两个因素有什么关系呢？接着李老师设计了学生实验操作（二）：利用桌面器材进行分组实验（分为24个小组），让学生展开探究。①压力作用效果与压力大小有什么关系？②压力作用效果与受力面积又有什么关系？教师指导学生在实验前讨论以下问题：①压力作用效果如何反映？②探究压力作用效果与压力大小有什么关系时需要控制什么条件相同，改变什么因素？探究压力作用效果与受力面积有什么关系时又需要控制什么条件相同，改变什么因素？③怎样通过实验分析数据得出实验结论？学生分组进行实验，教师巡堂指导，最后共同总结得出结论。

本节课李老师通过巧妙设计实验，引导学生逐步分析实验探究的过程，并让学生通过动手操作实验得出实验数据，从而掌握科学探究的方法，为后续的实验探究奠定基础。

又如港北二中黄秋乾老师在沪科版八年级第八章第二节《科学探究：液体压强》的教学中，通过学生熟悉的“向下潜水过程中随着下潜深度增加耳膜越痛”的现象，引导学生猜想水对耳膜有压强并且压强逐渐增大。教师设计实验探究（一）：①一玻璃器皿，在其侧面高、中、低有3个完全相同的孔，用3张相同的橡皮膜以同样方法封住小孔，然后往器皿中加水，学生观察3张橡皮膜的变化。引导学生猜想：液体对容器侧壁有压强。②一玻璃器皿，两端开口，用一橡皮膜封住一端，学生观察装水前后橡皮膜的变化。教师引导学生猜想：液体对容器底部有压强，液体内部有压强吗？实验探究（二）：利用U形管压强计进行实验探究，师生合作交流得出结论。

学生经过亲自操作体验到的东西最具真实感，能给人留下深刻的印象。因此，物理实验探究应对学生进行动态分组，让学生经历实验探究的过程，引导学生总结归纳，进而构建初步的物理概念。

（三）通过课堂教学，启迪良好的科学思维

科学思维，也叫科学逻辑，即形成并运用于科学认识活动、对感性认知材料进行加工处理的方式与途径的理论体系。它是真理在认识的统一过程中，对各种科学思维方法的有机整合，是人类实践活动的产物。教师不仅要教会学生解决“模型化”的问题，更要启迪学生的科学思维，让学生学会解决学习、生活中遇到的问题，为后续的学习奠定基础。

例如，港北一中的杨家勇老师在港北区物理教师培训课上执教的示范课《电功率的复习》，精选历年贵港市中考有关电功率的试题，进行由浅入深的分类，让学生课前先通过练习对这类题型形成深刻的认识。课堂上让学生逐类将自己的思考、分析、解答与同伴分享，进一步培养学生的归纳能力和表述能力。教师点评分析，指导学生梳理解题思路，形成自我的解题方法。然后通过同类变式的题目强化训练，让学生形成更加清晰的解题思路。最后讨论这几类题型的解题方法的异同，深入挖掘知识的本质内涵。

在课后辅导时，针对學生提出的问题，杨老师首先分析这道题的特点，了解学生对这道题的看法，指导学生应用书本知识解决问题。在此基础上进行变式再练再讲，有效地培养学生的科学思维能力。

（四）通过问题链接，构建物理基本观念

以问题链的形式呈现知识点，有利于学生在解决环环相扣的问题的过程中逐步构建物理的基本观念。

例如，在教学《压力作用效果》一课时，师生通过实验探究得知影响压力作用效果的因素后，教师设计问题链接，引导学生通过思考、讨论、归纳，最终形成压强的概念。

问题①：压力相同时，如何比较压力作用效果大小？受力面积相同时，如何比较压力作用效果大小？（学生思考回答，强化对影响压力作用效果因素的理解）

问题②：在八年级上学期中用到这种比较的方法的知识是什么？（学生回顾后回答：比较物体运动快慢）

问题③：如果物体运动路程和时间都不相同，怎样比较物体运动快慢？【学生讨论后回答：用路程与时间的比值（即单位时间通过的路程）来反映，物理学中把它叫做速度】

问题④：如果压力与受力面积都不同，我们如何比较压力作用效果大小？通过将比较物体运动快慢的方法进行迁移，用压力与受力面积的比值（即单位面积上受到的压力）来反映压力作用效果大小，在物理学中把它叫做压强。学生通过设计层层问题链接理解，形成了压强的基本观念，知道压强的计算公式，懂得了压强的计算方法。

又如，在学习“力与运动关系”时，在学生理解“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态”的基础上，教师通过设计层层递进的问题链接，帮助学生构建物理基本概念。

问题①：生活中有许多物体处于静止或匀速直线运动状态，这些物体是不是不受力的作用呢？（学生以桌面上静止的书本和在公路上匀速直线行驶的汽车为例，进行受力分析，得出受力作用的物体也可以处于静止或匀速直线运动状态）

问题②：处于静止或匀速直线运动状态的物体所受到的力有什么关系？（学生通过实验探究得出：处于静止或匀速直线运动状态的物体所受到的力平衡，合力为零）

问题③：如果物体受力不平衡，物体的运动状态怎么样？【学生讨论得出：运动状态改变（即物体做变速运动）】

问题④：如果物体做变速运动，物体受力情况如何？（学生举例讨论得出：物体运动状态改变，物体受力不平衡）

问题⑤：力与运动的关系是什么？

总结：①物体不受力或受平衡力作用时，物体保持匀速直线运动或保持静止状态。

②物体保持匀速直线运动或保持静止状态时，物体不受力或者受力平衡。

③物体受非平衡力作用时，物体运动状态改变（即做变速运动）。

④物体运动状态改变（即做变速运动）时，物体受力不平衡。

通过举例使学生进一步掌握力与运动的关系，培养学生的分析论证能力，锻炼学生思维的缜密性，进而学以致用。

因此，物理基本观念的形成过程就是促进学生对物理知识进行深入理解并形成自己见解的过程，只有用基本观念来引领知识教学，才能从根本上扭转“知识本位”教学所带来的知识学习的短期效应，增进学生对知识深入、持久的理解和灵活应用。如果能让学生亲身体验物理知识的发现过程和应用过程，感悟物理知识中蕴含的思想、观点和方法，学生的物理核心素养一定能得到更好的发展。

（五）通过兴趣活动，培养正确的科学态度

初中物理新教材有很多应用知识是开展物理课外活动的极好材料，课外活动的形式和内容也多种多样，可以是实验、制作等操作类活动，也可以是观察、测量的研究类活动，或者是讨论、评论、辩论的交流类活动。

例如，港北三中姜俏梅老师执教沪科版九年级第十八章第一节《电能的产生》公开课时，上课前，姜老师在同事的协助下，带领学生参观了贵港市二桥水电站;课堂上还通过多媒体展示了在建的大藤峡水电站、贵港市火力发电站、风力发电站等，学生的学习积极性高涨，师生互动、生生互动，自然和谐。通过学习，学生知道了电能从哪里来、电与社会的关系、电与环保意识等，培养了学生正确的科学态度。

三、研究成果及存在问题

参加本课题研究的9所学校，有农村学校、有城区学校、有城乡接合部学校，课题组10位教师带领31个教学班共1736名学生参加了实践研究，取得了较为理想的效果。主要表现在以下三个方面：

（一）课题组教师的教学能力和教学水平得到显著提高

2019年10月，曾美婷老师获得了贵港市教师教学技能大赛第一名，代表贵港市参加广西壮族自治区教师教学技能比赛获得三等奖;2020年1月杨映莲老师所执教的《功勋卓著的电与磁—第八章 电功率—三、测量小灯泡的电功率》被广西壮族自治区教育厅评为广西2019年度“一师一优课、一课一名师”活动自治区级优课;2020年2月杨映莲老师、杨家勇老师执教的《测量电功率》《物体的内能》分别获《广西基础教育课程资源库建设研究》（录像课、教学设计、导学案、学习测评）评比物理科二、三等奖。

（二）参加实验学生的物理学科素养有了较大提升

在贵港市物理化学实验技能考试中，参与实验的大部分学生物理学科成绩获得满分。学生能正确理解科学技术与社会环境的关系，热爱自然、珍惜生命、保护环境、节约资源的责任感大大增强，更加关注家乡的建设与发展。参与实验的学生，段考、期考以及中考成绩都比其他班级的平均分高6分多。2019年中考，港北四中的杨映莲老师所带的两个班物理学科A+人数共61人，A+率远高于其他班级。

（三）城乡之间、校际的差距逐渐缩小

农村学校庆丰二中柯进福老师所带的班级在2019年贵港市物理化学实验技能考试中物理学科平均分为13分，比2018年提高了4分;2019年中考，柯进福老师所带的班级物理学科A+人数由2018年的5人增加到16人。原来城区比较薄弱的学校港北三中，2019年中考，姜俏梅老师所带的班级物理学科A+人数由2018年的8人增加到25人，大大拉近了城乡之间、校际的差距。

在推广过程中，我们也遇到了一些问题，如教师观念的转变、对初中物理核心素养的理解、在教学设计中如何更好地体现发展学生核心素养、对发展学生的核心素养评价方法等方面都还存在不同程度的问题和不足，针对这些问题，课题组提出了三点设想：一是继续加强理论学习，更新教师教育教学观念;二是切实抓好课题研究管理，对课题研究状况继续跟踪并调整方案;三是继续探究课题实施过程中的教学点滴、解决疑惑、交流经验。

总之，在初中物理教学中发展学生核心素养的实践研究，用核心素养引领初中物理教学，让教师理解什么是物理核心素养，深入挖掘初中物理课程中蕴含的科学思维教育价值，通过实验操作、课堂教学、问题链接和兴趣活动等物理教学环节，使学生掌握科学的探究方法，启迪良好科学思维，构建物理基本观念，培养正确的科学态度，最終实现培养学生的物理核心素养的目标。

注：本文系广西教育科学“十三五”规划2019年度立项重点课题“初中物理教学中发展学生核心素养的实践研究”（课题编号：2019C315）研究成果。

（责编 林 剑）