初中物理信息化教学的核心素养指向研究

郑金平（福建省厦门双十中学）

近年来，核心素养成为描述学科教学目标的重要概念。作为辅助教学的手段，信息化教学的运用必须与具体的教学目标结合起来，才能彰显其辅助教学、促进教学的作用。笔者以为作为初中物理学科的教学，在其中要思考两个问题：一是信息化教学如何更好地促进学生理解物理知识；二是信息化教学如何更好地实现核心素养的培养。带着对这两个问题的思考，笔者在教学中进行了积极的实践与反思，现以沪科版《物体的内能》一内容的教学为例，谈谈笔者的实践过程与该过程中的思考。

一、初中物理信息化教学与核心素养的关系

《物体的内能》这一内容的教学中，沪科版教材设计简洁、直接。其以“分子动理论”的内容引入，然后通过类比的方式，让学生认识到“组成物质的分子在永不停息地做热运动”，所以“每个分子都具有动能”；因为“物质的分子之间存在引力和斥力并有间隔”，所以“物质的分子之间还具有势能”。这样的描述当然是没有问题的，但是考虑到学生对这个结论的理解，又不能如此直接地讲授，此时借助于信息化教学的思路，用信息技术手段来辅助教学，以让学生在理解分子动能与分子之间的势能这两个概念时，有着更为具体的思维对象，从而建立起关于这两个概念的准确认识。

之所以考虑到信息化教学在此发挥作用，首先是因为分子概念本身就比较抽象，这对于习惯形象思维的初中学生而言是一个不小的挑战，在抽象的分子概念的基础之上再学习物体的内能，则是抽象基础上的抽象，学生当然会遇到困难。克服这个困难的办法，唯有将学生看不到的分子世界用形象的方法或宏观的表征体现出来，而信息技术就能够发挥不可替代的作用。这就是信息化教学的基本思路，从核心素养的角度来看，引导学生从微观视角建立“物体的内能”的认识，既是培养学生的“物质观”（物理观念的组成要素之一），又能够培养学生的“能量观”（物理观念的另一个组成要素）；借助于类比的方式，让学生在对宏观物体的动能、势能概念的基础上，演绎得出分子的动能与分子之间的势能，这体现出科学思维的基本特征；借助于信息化教学，学生在思维对象形象化的过程中，可以完成更好的探究，因而科学探究存在其中；至于此过程中的态度与责任则取决于学生的认识与教师的引导。总的来说，当采用信息化教学的方法让学生的学习对象更加清晰时，学生不仅可以更加顺利地建构知识，还能够实现物理学科核心素养的培养，从这个思路来看，在初中物理信息化教学中，是可以更好地利用其实现核心素养的培养。

二、基于核心素养培育的信息化教学的实践

在《物体的内能》这一内容的教学中，信息化教学可以这样设计：

首先，用一个表示分子热运动的视频（可以使用“布朗运动”的视频，网上可搜）或动画（可用flash中的编程语言，相对专业，可请精通该软件的老师协助），帮学生回忆分子热运动的情形，更主要的是帮学生建立分子热运动的表象。这是物体的内能概念建立的思维基础——由于有了信息技术手段的辅助，学生大脑中有关于分子运动的表象非常清晰，这对于学生认识分子具有动能非常有益。至于分子间的势能，还需要教师在信息化教学的过程中进一步引导。

其次，引导学生建立分子势能的概念。信息化教学在此过程中的运用要配合类比方法的运用来进行。宏观世界中，一个被举高的物体之所以具有重力势能，“举高”只是一个直接原因，本质上是因为地球与被举高的物体之间具有相互作用的引力（动画演示），因此重力其实并不是只属于被举高的物体，而是属于物体与地球组成的系统；同理，发生弹性形变的物体之所以具有弹性势能，也是因为弹性形变的物体的不同部分存在相互作用力（动画演示），因而弹性势能属于系统。相应地，分子之间由于相互作用的引力和斥力——这是信息化教学的一个核心环节，教师可采用动画的方式显示两个分子远离（大于平衡距离，这个不要显示）时显示出引力，接近时显示斥力。笔者设计动画时是选择其中的几个分子作为研究对象，显示引力时自动显示为红色（表示力的箭头向内），显示斥力时显示为蓝色。这样非常形象，学生的印象就非常深刻，就能够认识到由于引力和斥力的存在，分子之间存在着分子势能。

最后，借助于信息技术手段，将类比得出的结果用类似于思维导图的动态图生成，这一个环节一线教师相对比较熟悉。

在以上教学设计与实施的过程中，信息化教学的辅助作用体现得非常明显，从一开始的利用视频或动画为学生的思维提供形象的对象，到后来的结合类比的方法，让学生在动画演示的基础上认识到势能属于系统，然后再与分子之间的作用力情形进行类比。在这样的过程中，信息化教学看似体现得不是声光电俱全，但实际上这些现代教学手段运用得恰到好处，其激活的是学生的思维，促进的是学生对物理知识的建构，起到的是真正的辅助作用——辅助了学生对分子世界的认识从作用观走向了能量观，辅助了学生运用自身的思维建构出物体的内能的认识，辅助了学生的自主探究过程，辅助了学生生成科学的态度。显然，这正是物理学科核心素养落地的表现。

三、核心素养下初中物理信息化教学的展望

今天的初中物理教学已经走过了当初信息技术引入课堂时的新奇感，人们不再追求信息技术的呈现新奇感，而是切切实实地追求其实效。显然，这就需要教师研究信息化教学的本质与作用。

毫无疑问，信息化教学在初中物理教学中的应用，能充分体现出学生的主体地位，能帮助学生实现自主学习、合作学习、探究学习，能够使学习社会化和学习终身化成为可能，同时进一步的研究还发现，信息化教学还能有效地激发学生的学习兴趣，提升学生实践能力和创新精神，促使初中物理教学效果得以有效提升。今天的教学在追求教学效果的时候，显然应当从物理学科核心素养的角度来衡量教学效果，于是信息化教学也就有了明显的核心素养指向。

其实，有了核心素养指向之后，初中物理信息化教学的思路往往更容易明确：一个教学环节中具体应当如何寻找信息化支撑，关键就看能够借助于该知识的教学，培养学生什么样的物理学科核心素养。抓住这样的一个关键，那信息化教学就更有针对性，教学辅助的作用也就发挥得更加彻底，信息化教学与核心素养之间的衔接也就更加紧密。