开发初中物理教材 提升学生物理核心素养

【摘要】教材是初中生学习物理知识的主要载体。没有哪本教材能完全符合所有学生的学情，教师对教材的开发是精准施教的必要。教师要根据学生的认知特点、情感需求、发展要求等开发物理教材，以更好地提升学生的物理学科核心素养。在教学过程中，教师可根据教学情况增添、删除、调整教材中的内容，实现因材施教、精准施教。

【关键词】初中物理；物理教材；核心素养

作者简介：窦万庆（1983—），女，江苏省徐州市徐州工业园区南湖学校。

教材只是学生学习物理的媒介，教师要挖掘教材中更多适合学生成长的因子，成为教材的积极开发者。教师要通过开发教材来激发学生的学习兴趣，调整他们思考问题的方式，提升他们的学科能力。积极开发物理教材，延伸其广度和深度，能帮助学生将物理知识和实际生活联系起来，发展物理核心素养。

一、横向补充，增强学生的文化意识

在教学中将物理文化与对教材的开发融合起来，能开阔学生的视野，拓宽他们的知识面，同时加深他们对物理知识的理解。因此，当教材中涉及与物理文化相关的话题时，教师可进行适当的补充，以帮助学生深度思考［1］。

（一）拓宽学生的知识面，加深学生对物理规律的理解

受传统教学理念的影响，有部分教师认为学生只要掌握书本上的知识就够了，因此较少延伸教学内容和拓宽学生的学习范围。在课堂上，教师应延伸教学内容，吸引学生的注意力，促使学生主动探究物理知识。

以苏科版初中物理八年级下册“浮力”的教学为例，教材中提到了阿基米德，也提到了浮力公式，但未提及阿基米德发现浮力原理的故事。其实这是一个有趣的故事，引导学生了解这个故事，不但能激发他们探究学习的乐趣，还能让他们更深刻地理解浮力公式。

笔者先拿出了一张阿基米德的图片，大多数学生由此联系到了阿基米德的一句名言：“给我一个支点，我能撬起整个地球。”但大多数学生不知道阿基米德帮助国王判断王冠真假的故事。笔者以这个故事为素材，制作了一个视频，其中穿插了相关的教学问题。

在视频中，笔者设计了这样的问题：“阿基米德在洗澡时多次用身体沉浮来体验浮力的大小，他领悟到了什么？阿基米德认为王冠如果掺银子，会比同样重量的金子体积大，由此他推断出了什么？”

笔者在教学中将情境、问题和物理文化知识充分融合，学生加深了对浮力原理的理解，知识面也得以拓宽。

（二）激发学生的学习兴趣，增强学生的民族自信心

初中生往往对机器人、航空航天等方面的话题感兴趣，教师可将学生感兴趣的话题融入物理教学中，增强他们的民族自信心，让他们感知中国文化的深厚底蕴。

还是以苏科版初中物理八年级下册“浮力”的教学为例，教材通过呈现一些日常生活图片引出了浮力的概念，这一概念阐明了浮力产生的原因。为了使学生深刻理解这一概念，笔者延伸教学内容，展示我国的科技成就，让学生切换不同的角度思考。

笔者先是给学生展示了神舟十三号、太空站和航天员的图片，激发学生的民族自豪感。之后，笔者播放了航天员在“天宫课堂”上做的一个浮力实验的视频。通过观看视频，学生看到这样一个现象：在太空环境下，乒乓球并没有浮在水面上，而是停留在了水中。

看完视频后，学生产生了疑问：“为什么会出现这样的现象，太空与地球有哪些不同之处，才导致了这样的结果？”当学生解释不出原因时，教师再播放宇航员在太空中头发几乎飘起来的画面，引导学生获得这样的认知—在太空中，人处于失重的状态。

于是，他们这样解释视频中乒乓球的现象：在太空中，水和乒乓球处于失重状态，水不会对浸入其中的物体产生压力，因而浮力消失。

教师开发教材内容，延伸教学范围，使学生对物理概念和物理原理的理解更为深刻，能从多个角度出发分析问题。因此，教师在对教材进行开发时，要从学生的兴趣爱好出发，激发他们的物理学习兴趣。

二、纵向对比，引导学生深入思考

教师在教学中运用对比教学法，可以帮助学生理解物理知识，尤其是一些抽象的概念与原理等。初中物理教材通常只提供了一个思考维度，因此，教师可在教材的基础上设计具有对比性的物理实验，以引发学生感官和思维上的冲击，进而进一步激发他们探究物理知识的热情［2］。

（一）开展对比教学，纠正学生的错误认知

初中物理教材中往往穿插了许多生活化的插图，教师可借助这些插图开展对比性的教学活动，将学生的思維引入课堂教学中。

以苏科版初中物理八年级下册“浮力”的教学为例，教材的91页呈现了许多生活化的图片，有海上航行的舰艇，还有天空飘着的气球，以及水中漂浮的乒乓球等。同时，教材也提出了以下问题，以引发学生思考：为什么这些物体都漂浮在流体中？

通过观察图片和思考问题，学生想到，这些物体都受到水或空气对它们的浮力作用。但他们也容易产生错误的认知，即物体与水等液体接触就会产生浮力。对此，笔者在课堂上为学生展示生活中物体不受浮力影响的现象，以让他们从侧面思考问题。

如图1所示，笔者先是给学生展示了一个塑料瓶，接着将这个塑料瓶的底部剪去，将乒乓球从底部放入瓶内，这个瓶颈的直径略小于乒乓球的直径。如图1中的甲瓶所示，笔者从上方倒入水，学生惊讶地观察到，几乎没有水从瓶颈与乒乓球的缝隙中流出。同时，他们还观察到乒乓球没有上浮这一现象。而如图1中的乙瓶所示，当笔者用手堵住瓶子的瓶口处，学生就能观察到乒乓球浮起来的现象。

笔者先是让学生用自己的语言描述看到的物理现象，接着再让他们分析这一现象背后的原因。学生将教师的演示与课本的描述联系起来做对比，发现甲瓶的乒乓球因为下部没有水，所以它的底部不受水的向上的压力，也就是说，此时乒乓球不受浮力的影响。对于乙瓶的现象，学生认为当教师用手堵住瓶口的时候，其下部就受到向上的压力，因此乒乓球受浮力的影响而上浮。

学生在探究物理知识的过程中，多多少少会产生认知上的错误，这是正常的现象。此时，教师要通过组织生活化的实验来纠正学生的错误认知，激发学生的学习潜能。

（二）设计对比实验，探究物理知识本质

物理教材包含了很多实验，教师可基于教材引导学生做实验，让他们在对比中探究物理知识的本质。开展对比性实验更利于提升学生全面思考问题的能力，进而提升他们的综合能力。

以“浮力”的实验为例，笔者基于教材内容，设计了一个分别展现“沉”与“浮”兩种现象的实验。

在笔者的引导下，学生先是将两个质量相等、底面积不等的圆柱形塑料瓶放在水平桌面上。接着，他们将质量相等的两种不同的液体分别倒入瓶中，再将一枚鸡蛋放入甲瓶中，此时鸡蛋处于漂浮的状态。学生再将同样的鸡蛋放入乙瓶的液体中，此时鸡蛋下沉了。

笔者让他们针对实验结果总结结论。学生首先由球在甲瓶中处于漂浮的状态得出这样的结论：F甲=G物；同样地，从球在乙瓶中沉底的现象，得出：F乙＜G物。接着，他们由刚才的推断想到了F甲＞F乙，这里F指浮力，G指重力。最后，他们猜想乙瓶液体的密度比甲瓶液体的密度小。通过观察对比性实验，学生对沉浮条件的理解更直观、更深刻了。

开展实验教学能进一步地提升学生的实践探究能力，促使他们发展物理核心素养。教师应基于教材设计更多的实验，以让学生在实验中弄清物理原理、物理概念、物理现象等。

三、深度挖掘，提升学生的物理能力

教师可深度挖掘教材内容，通过拓展教学内容提升学生的能力，促进他们全面发展。拓展教材内容能让学生拥有更广阔的学习视野，提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

（一）拓展物理概念，促进学生的能力发展

为了让学生更深入地理解物理知识的本质，教师可拓展教材中的物理概念，让学生对物理知识有更全面的认识，在巩固旧知的同时，接受新的知识。

以“浮力”的教学为例，当学生基本理解了阿基米德原理之后，笔者让学生思考：“如何理解物体‘浸在液体里这句话？”提问这个问题的目的在于引导学生挖掘阿基米德原理条件所蕴含的信息。

为了帮助学生思考，笔者让学生将一个木块浸入液体中，学生发现，“浸入液体中”可以分为“全部浸入”和“部分浸入”两种情况。于是，笔者让学生基于浮力原理，给“全部浸入”和“部分浸入”下一个定义。

学生认为，不论物体是全部浸入还是部分浸入，它们在液体里都受到了浮力的作用。笔者让学生将这个定义概括得更完整、更全面一些。学生联想到浮力大小的问题，得出了这样的结论：对于同一物体而言，全部浸入液体时受到的浮力大，部分浸入液体时受到的浮力小。笔者再引导学生反向思考，学生得出这样的结论：物体浸入的体积越小，所受的浮力也越小。当学生能理解“全部浸入”和“部分浸入”这两个条件时，他们就能更好地理解教材对阿基米德原理的表述。

（二）拓展实践活动，突显学生的主体地位

要想提升学生的物理核心素养，教师就要着重提升学生的实践应用与创新能力，设计一些与学生生活息息相关，又能促进他们综合能力提升的实践应用题。

以“浮力”的教学为例，教师设计如下应用题：假如你在湖边捡到一块好看的小石头，手头只有弹簧测力计和一根细线，能不能借助这两样器具，运用所学知识，计算出小石头的体积、密度，要呈现具体的计算过程。

大多数学生的做法是，先将小石头用细线绕好，再拴在弹簧测力计上，得出它的重力G；接着，他们将小石头全部浸没在湖水中，得出测力计的拉力F。根据所学知识，他们得出这样的结论：小石头受的浮力F浮＝G-F。结合公式F浮＝ρ液gV排，他们计算出小石头的体积为：V＝V排＝，经过变式，最后得出小石块的密度。

这样的实践应用题能帮助学生内化所学知识，提升他们解决问题、迁移知识的能力，突显学生在学习上的主人翁地位，给学生更多展示自我的空间和机会。

结语

总之，教师要积极开发初中物理教材。一方面，教师对物理教材的深度开发实际上也是在挖掘学生的学习潜力，帮助他们建构完整的物理知识体系，提升他们的物理核心素养。另一方面，这也是使教材“活”起来，使课堂“活”起来的有效举措，能够在促使学生积极思考的同时，提高课堂教学的有效性。

【参考文献】

［1］唐安琪.苏科版初中物理教材中类比呈现方式分析［J］.湖南中学物理，2021，36（4）：35-39.

［2］戴红梅.如何巧用教材中的阅读材料：以苏科版初中数学教材为例［J］.中学数学教学参考，2020（12）：73-74.