基于核心素养培养的初中物理项目学习课例研究

摘 要：“核心素养”理念认为，学生需要具备跨学科的能力，在解决问题和面对挑战时能够应对自如.项目教学是一种能够培养学生成为具备“核心素养”优秀人才的有效方式，它不同于传统的课堂教学，可使学生在独立探究的过程中逐渐掌握知识、技能，提升综合素养和能力.

关键词：核心素养；初中物理；课例研究

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）29-0077-03

收稿日期：2023-07-15

作者简介：沈晴（1991.9-），女，江苏省苏州吴江人，本科，中学二级教师，从事初中物理教育教学研究.

在传统的初中物理教学中，教师往往通过单一讲授的形式向学生传授物理知识，很大程度上忽视了学生的主体地位，大部分学生只能掌握物理基础知识，对其背后的本质了解不够深入，不利于培养学生的核心素养.在现代教育中，初中物理教学应该更加注重学生的主体地位，让学生成为学习的主要参与者，培养他们的思维能力、创新精神、自主学习和自主思考的能力.

1 项目学习提升学生核心素养的意义

物理学科核心素养是指对学生而言，具备关键技能和知识后，可用于解决现实世界中的物理问题和应用于相关领域，包括但不限于：基本物理学概念和原理的理解，包括运动、力、能量、电磁学、热力学等方面；实验设计和数据处理，包括实验步骤的设计、数据收集、数据处理和分析、误差分析等方面；数学和计算机科学的应用能力，包括使用数学和计算机工具解决物理问题；科学思维和科学方法，包括观察、实验设计、数据收集和分析、理论解释和预测等方面；团队合作和沟通能力，包括与他人合作和交流，分享经验和想法.这些素养对于物理学科学生的学术研究和职业发展都具有重要意义^[1].

通过设计初中物理项目学习课例来提升学生的核心素养，其主要内容包括：第一，培养学生科学思维能力.物理需要学生进行实验观察、数据分析等过程，这些活动需要学生具备科学思维能力，如独立思考、问题解决、推理、创新等，这些能力的培养不仅有利于学生学习物理学科，也有助于其他学科的学习.第二，提高学生实践能力.物理学习需要学生通过实验和观察来验证理论知识，要求学生具备一定的实践能力.学生在实验中需要学习正确使用实验器材和进行实验操作，从而提高其实践能力.第三，增强学生运用数学知识的能力.物理学科需要学生运用数学知识进行计算和解决问题.通过物理学习，学生可以发现数学知识的实际应用，并锻炼运用数学知识的能力.第四，培养学生实验精神.物理学习需要学生进行实验探究，这要求学生具备探究精神.通过实验探究，学生可以不断发现问题，从而进一步提高其实验精神.第五，提高学生学科综合素养.物理学科中会涉及到其他学科的知识和技能，如数学、化学、地理等.通过物理学习，学生可以积累其他学科的知识和技能，从而提高其学科综合素养.综上所述，初中物理项目学习可以提升学生的核心素养，对学生未来的发展具有重要的促进作用^[2].

2 初中物理项目学习的设计原则和流程

2.1 初中物理项目学习的设计原则

2.1.1 确保实验安全

物理实验有时涉及高温、高压、高电压等较为危险的情况，这就要求实验设计者在项目设计时要充分考虑實验安全问题.

2.1.2 确保实验的可重复性

实验结果的可重复性是科学研究的基础，而初中物理学习也同样需要遵循这个原则.因此，在项目设计时，需要严格控制实验条件，避免人为误差的出现，保证实验结果的准确性和可靠性.

2.1.3 兼顾实用性和趣味性

在初中物理学习中，单纯地让学生通过理论学习是很难取得良好效果的，一个好的物理项目应该兼顾实用性和趣味性，通过亲身实验，让学生感受理论知识的应用价值，同时增加学生对物理实验的兴趣和热情.

2.1.4 注重实验的一体化

初中物理学习是一个系统性的过程，理论知识和实验技能相互交织，一个好的物理项目应该能够将实验与理论相结合，让学生更好地理解和掌握物理知识.

2.1.5 注重思维习惯的培养

物理学习中要引导学生形成条理清晰、逻辑严谨的思维习惯，对学生学习能力和创新能力的培养具有重要意义.

2.1.6 注重个性化的发展

每个学生都有自己的特点和擅长领域，教师应该充分发掘学生的个性化特点，引导学生探索自己感兴趣的物理方面，从而更好地开发学生的潜力，激发学生的学习兴趣和动力.

2.2 初中物理项目学习的设计流程

2.2.1 确定实验课题

物理学科的实验内容通常在教材中都有详细的介绍和案例，如选择物理常识中的简单物理实验，如自由落体实验、杠杆原理实验等.根据实验内容，确定本次实验课题，如自由落体实验中重力加速度的测算、杠杆原理的验证等，通过确定实验课题，有利于学生聚焦实验的目标和任务，提高学习效率.

2.2.2 制定实验方案

实验方案是进行实验的重要依据，它要考虑到实验需求、实验步骤、实验材料以及实验安全等方面因素.制定实验方案需要根据课题的性质和学生的实践经验，充分考虑实验的可行性和实用性.

2.2.3 实验前的准备工作

在开始实验之前，需要完成实验前的准备工作，包括实验器材的准备、实验环境的准备、实验人员的分配以及每个实验员对实验过程的了解和掌握.对于物理实验而言，还可以配置模拟器等模拟工具，进行模拟实验.

2.2.4 实验的实施与记录

实验的实施是实验流程的核心环节，要确保所有的实验数据得到准确的测量和记录.在实验过程中，需要严格遵守实验方案的步骤及每个步骤的时间，确保实验结果可重现，便于后续数据的评估和分析.

2.2.5 数据处理和分析

物理实验的数据分析需要采用科学的方法来保证得到可信的结论.在计算数据时，应注意计算细节、准确度和误差，以获取更加精确和可靠的实验结论.

2.2.6 总结和反思

在实验后进行总结和反思，反思困难和不足，分析实验数据的优势和缺点，并给出下次实验的建议，举一反三，发现科学的新颖想法和解决方案.

3 初中物理项目学习的课例设计和实施

3.1 初中物理项目学习的课例设计——以电动机制作为例

3.1.1 授课目标

（1）了解电动机的基本原理；

（2）掌握电路的基本构成和组装方法；

（3）制作一个简单的电动机并了解其工作原理.

3.1.2 授课过程

【引入】

①向学生介绍电动机的概念和作用；

②让学生了解电流对磁场的影响和电磁感应现象.

【讲解原理】

①讲解通向电动机的电路组成；

②讲解电流对磁场的影响和电磁感应现象；

③讲解电动机中的旋转原理.

【制作电动机的步骤讲解】

①将铜线绕在牙签上，使其成为一个圆环并留出两端；

②取一块弹簧铁钉，弯成U形；

③将铜线圆环插入铁钉两端间的缝中，固定；

④将一个磁环分别插在铜线圆环的两侧，让磁环靠在圆环上并略微接触；

⑤在牙签两个端点之间的线圈上绕上铜线，与铜线圆环相连；

⑥将电池和电线以适当的方式连接到电动机的铜线圆环上；

⑦通过改变电源极性，观察电动机的转动方向.

【实践应用】

①让学生尝试制作一个电动车，使用电动机作为动力源；

②让学生思考如何利用电动机来实现更多的应用.

3.2 电动机制作实验具体实施方法

电动机作为物理学的重要实验之一，在制作电动机的实验中，同学们可以直观地感受到实验步骤的每个环节，从而制作出一个小型电动机，也为其他物理实验提供一定的参考.

3.2.1 实验设备

铜线、磁铁、螺丝钉、电池、牛油纸、软木、铁光轴心等.

3.2.2 实验过程

（1）将一根长的铜线绕在光轴上，然后将铜线两端沿顺时针方向弯成U型，并在其中间留下一段几乎垂直的铜线；

（2）将U型末端的铜线平铺在磁铁上，并用钳子将末端部分弯向至几乎垂直的铜线，在整个铜线的左侧电流向下，在它的右侧电流向上；

（3）夹起几乎垂直的铜线部分，拧上放在纸片上的螺丝钉，并将青铜簇向下沿光轴固定在软木盖上；

（4）用细麻线缠住铜线绕在软木盖上的木头，并将铜线末端穿过这个木头孔.这样就让我们用手摇转光轴的时候，铜线的旋转可以同时旋转钻孔和软木盖；

（5）在固定在软木盖上的铜线末端加上电池的弹簧电极，并将电池另一端的铜片極夹住软木盖，以获得原料；

（6）观察现象，手摇转光轴.如果所有组件工作正常，电动机就应该开始工作.

3.3 实验结果

学生通过以上步骤，可以设计出一个小型电动机.在给予电池磁场的情况下，当通过铜线的电流流出时，磁铁便向铜线所在的方向运动，产生旋转.同样，当铜线离开磁铁时，它会因静电力和惯性而继续旋转^[3].

初中物理项目学习是学生有效获取物理知识的方式之一，学生通过在实验中发现问题、观察现象、提出假设、设计实验方案、收集数据等一系列活动，提升科学思维能力、创新能力和实践能力，进而提升学生的核心素养.

参考文献：

[1] 王潇潇.核心素养背景下初高中物理教学衔接实践研究[D].洛阳：洛阳师范学院，2022.

[2] 毛婷婷.任务驱动型中考物理复习课例研究实践[D].上海：华东师范大学，2022.

[3] 刘润芝.探究式教学在初中物理课堂教学中的实践研究[D].银川：宁夏大学，2019.

[责任编辑：李 璟]