立足新课标课程目标要求 培育学生物理核心素养——以人教版物理教材八年级上册“声音的产生和传播”为例

杨 帆 刘 颖 孙 莉

（本溪市第十二中学，本溪市教师进修学院，辽宁教育学院）

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）在课程目标中提出：“立足学生全面发展，依据核心素养内涵及学生身心发展特点，确定课程目标，体现物理课堂独特的育人价值。”作为初中物理教师，要立足新课标课程目标的要求，厘清当节课中物理核心素养的内涵，在具体的教学中分析教材和学情，进行高质量的课堂教学，培育学生物理核心素养。

一、明确教学目标，分析教材和学情

教学目标的明确，要与新课标中的课程目标相结合。教师要厘清当节课中物理核心素养的内涵，在此基础上分析教材和学情，并确定教学重难点。

在“声音的产生和传播”一课的教学中，首先，教师应当明确本节课需要培养学生什么样的物理核心素养。基于对新课标中“目标要求”的分析，结合本节课的内容，笔者确定本节课核心素养的培养要求如下。

一是物理观念。主要包括：归纳推理声音产生的条件，形成初步的运动和相互作用观；通过声音的传播需要介质，建立初步的物质观；了解声波，初步感知能量观。

二是科学思维。主要包括：运用归纳推理总结声音产生的条件，运用转换思想放大微小的振动，运用类比推理促进学生对声波概念的理解，学会利用“实验+推理”的研究方法进行科学推理，从而知道真空不能传声；通过实验寻找证据，依据科学证据和科学方法质疑并释疑，敢于表达自己的观点，提出创造性见解。

三是科学探究。主要包括：经历“声音的产生和传播条件”的探究过程，能基于情境提出物理问题，制定实验方案；能通过实践操作获取证据，有证据意识以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

四是科学态度与责任。主要包括：通过了解第一台留声机和它的发明者爱迪生所取得的成就及其对人类社会发展的贡献，了解科学、技术、社会、环境之间的关系，使学生初步具有探索自然的内在动力和推动社会发展的责任感；了解我国古代声学相关的知识及其对社会进步的推动作用，厚植爱国情怀，提升民族自豪感。

其次，教师应进行详细的教材分析。本节课是学生在学习“机械运动”后，进一步学习“运动和相互作用”的学科内容，由物体的平动到振动再到“声波”，学生通过声波的传递初步建立物质观、能量观。本节课内容是后面学习声音的特性、声音的利用以及环保问题中控制噪声方法的基础。形成的知识体系与核心素养目标的对接如下页图1所示。

图1 “声音的产生和传播”教材分析

最后，教师应进行准确的学情分析。八年级的学生刚接触物理，其物理观念、科学思维相对薄弱，但他们在小学阶段对声音现象有一定的认知基础。笔者利用前测试题发现，学生对声音的认识以形象思维为主，教师需要帮助学生经历实验探究过程，促进对规律的理解。

基于上述分析，笔者确定本节课的教学重点为探究声音的产生和传播条件，教学难点为在科学探究的过程中运用科学推理的方法得出规律。

二、利用演示实验，激发学生学习兴趣

演示实验是指通过实验的方式，教师加以演说或解释的过程。如伽利略落体实验就是通过实验的方式，来向世人证明质量不同的两个铁球从同一高度做自由落体运动，会同时落地，从而推翻了亚里士多德的“重的物体下落速度比轻的物体下落速度快”的结论。在课堂教学中，演示实验是教师主导的实验过程，属于直观的教学方式。在课堂中应用演示实验可以充分调动学生的视觉、听觉、嗅觉等，使课堂教学充满活力。在学生生活中所熟悉的物理现象基础上来创设演示实验，可以使他们产生认知冲突，激发学习兴趣。

在本节课的教学中，教师就可以利用“声音灭火器灭火”这个演示实验来激发学生的学习兴趣（如图2）。

图2 “声音灭火器”演示实验

【设计意图】声音能灭火这个知识与学生认知中已有的声音知识产生冲突，从而引发学生深入思考。当学生不能用脑海中已有的知识来解释新知识，或者新知识与头脑中已有知识相悖时，就会导致认知失衡，进而产生认知需要（内驱力），萌发探索新知识的强烈愿望。

三、探究声音的产生和传播，培养学生核心素养

（一）声音的产生

【活动一】探究声音的产生

这一环节采用探究实验法，让学生利用手中的纸张、直尺、气球、木梳等物品“制造”声音并展示，引导学生运用归纳推理的方法，得出声音产生的条件。

【设计意图】声音产生的条件比较抽象，教师创设具体的情境，引导学生从实践中概括、提炼发声体的共同属性，通过归纳推理法抽象事物的本质特征，实现从经验常识向物理概念的转变。同时，帮助学生养成利用身边物品进行探究活动的习惯。

【活动二】找出发声物体在振动的证据

教师引导学生利用音叉、水、乒乓球、鼓、纸屑、激光笔、镜子等物品设计实验，寻找证据。

【设计意图】归纳推理得到的结论不一定是正确的，学生的思维在实验、交流、讨论中被激活，利用转换思想放大微小振动的方法在迁移运用中得到强化。学生在掌握科学方法的同时逐渐形成科学思维和证据意识，培养实事求是的科学态度。

例如，在“用乒乓球的跳动加大音叉振动”的实验中，教师可引导学生用大小不同的力敲音叉，感知响度及其影响因素，再将振动的音叉按住，这样音叉将不再发声，从而培养学生的证据意识。接着，拿两个相同的音叉，敲击左侧的音叉，右侧音叉旁的乒乓球也跳起来了，为声音的传播条件和声音传递能量做铺垫。

【活动三】演示实验：自制留声机

学生交流世界上第一台留声机及它的发明者爱迪生的故事，教师展示自制留声机，学生记录振动与再现声音的过程（如图3）。

图3 自制留声机演示实验

【设计意图】学生通过了解留声机发明的故事，体会科学发明的历程是曲折的，进而养成坚韧不拔的意志和实事求是、勇于创新的科学态度。学生了解爱迪生所取得的成就及其对社会发展的贡献，知道物理知识与社会发展、生产、生活的紧密联系，体会学以致用的观念，同时培养创新意识、实践精神和工程素养。

（二）声音的传播

【活动四】探究声音在气体、液体、固体中传播

教师通过评价任务表（如表1），引导学生列举实例或设计实验证明气体、液体、固体可以传声。

表1 评价任务

在真空不能传声环节，教材上真空罩实验会受固体传声的干扰，教师可引导学生提出利用磁铁将声源悬在真空罩内的解决方法。有时，改进实验并不断抽气仍然会听到铃声，这时教师要使学生知道“客观条件无法满足实验需求时，合理的科学推理仍然可以得到科学的结论”。接着，教师将声源放在真空玻璃杯和普通玻璃杯中对比，让学生描述声音大小并分析原因，引导学生将真空不能传声的知识迁移到真空玻璃防止噪声传播上。

【设计意图】教师有意识地创设问题情境，引导学生发现问题、提出问题，以问题为线索，让学生在问题情境中探索和发现知识，在问题解决中主动运用知识，能增强学生运用物理知识解决实际问题的意识和能力。

【活动五】声音以波的形式传播

用水波类比声波，并播放声波传播演示动画，解释本课中声波灭火器原理。

【设计意图】运用类比推理，将抽象的概念形象化，顺应了学生的认知特点，有助于学生形成初步的运动和相互作用观念，初步感知能量观念，加强物理知识与生产生活、科技进步的联系。

【活动六】探究不同介质的传声效果

教师可以通过评价任务表（如表2），让学生分别使用棉线和铁丝土电话通话交流，描述实验现象、提出物理问题并分析。

表2 评价任务

【设计意图】教师引导学生在真实体验中提出问题，培养问题意识，并分析传播介质的物质属性对声音传播效果的影响；在真实体验中感知声速越大，能量损失越小、传声效果越好，进而知道声速表格中温度不同的空气传播声音的速度不同，以及软木等固体传声比液体传声慢是其物质属性决定的；初步建立物质观念，有选择泡沫等材料减弱噪声和在紧急环境下利用金属、石头等发声求救的意识。

最后，教师可以引导学生绘制概念图小结并展示（如图4）。

图4 学生绘制的概念图

【设计意图】促进思维可视化，加强对物理概念的理解，有助于构建知识间的关联，同时概念图也是重要的评价工具。