曾佑杰 洪進步

摘? ?要：以“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”的教學(xué)設(shè)計為例，邏輯性串聯(lián)課堂，創(chuàng)設(shè)支撐性的真實情境、引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷概念建構(gòu)與規(guī)律探究過程、解決真實物理問題，為物理課堂提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計;密度

“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是構(gòu)成物理核心素養(yǎng)最主要的四個方面，物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過程中逐漸養(yǎng)成的關(guān)鍵能力和必備品格，并將適應(yīng)學(xué)生個體終身發(fā)展和社會發(fā)展的需要。新時代的物理課程、教材和教學(xué)的改革在物理核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下，正步入一個全新的發(fā)展階段[ 1 ]。物理核心素養(yǎng)整合、提煉、發(fā)展過去的三維課程目標(biāo)，是有繼承有創(chuàng)新的全新教育理念。

為有效落實物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，在日常的物理教學(xué)中，教師應(yīng)避免教授零散和脫離學(xué)生生活實際的科學(xué)知識，應(yīng)注重以多樣化的教學(xué)方式營造和調(diào)節(jié)良好的課堂氛圍，通過創(chuàng)設(shè)支撐性的真實情境，從生活走向物理。通過引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷規(guī)律探究與概念建構(gòu)的完整過程，幫助學(xué)生建立完整的物理知識體系。通過讓學(xué)生解決真實物理問題，使其對物理學(xué)與科技、社會、生活間的聯(lián)系有一個充分的認(rèn)識，做到從物理走向社會，幫助學(xué)生對物理世界形成一個完整的認(rèn)識。

1? 基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計理念

1.1? 創(chuàng)設(shè)支撐性的真實情境

在日常的物理教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)致力于創(chuàng)設(shè)貼合學(xué)生生活實際的真實情境，鼓勵學(xué)生剖析和簡化物理問題，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建物理模型和運用正確的科學(xué)研究方法，鼓勵學(xué)生積極開展科學(xué)探究活動，唯有在真實情境中的科學(xué)探究，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。教師對創(chuàng)設(shè)的真實情境應(yīng)以現(xiàn)實生活和社會中的真實情境為依托，唯具有現(xiàn)實性的真實情境才具有支撐性，方能使學(xué)生體會和感悟到學(xué)習(xí)的真實意義。此外，教師還可通過創(chuàng)設(shè)以物理學(xué)發(fā)展史為依托的真實情境，不僅可幫助學(xué)生真實感受物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，還可有效地提高課堂的有趣性。

創(chuàng)設(shè)支撐性的真實情境不僅能有效地喚起學(xué)生的認(rèn)知思維，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的內(nèi)驅(qū)力，并幫助學(xué)生以主人翁的身份和探索者的角色參與到物理問題的探究和物理知識的學(xué)習(xí)[ 1 ]。此外，創(chuàng)設(shè)貼合學(xué)生生活實際的真實情境不僅可邏輯性地導(dǎo)入相關(guān)物理知識的學(xué)習(xí)，還可幫助學(xué)生將已有知識與當(dāng)下要學(xué)的知識建立聯(lián)系，從而達到激發(fā)和保持學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣和對物理問題的探究興趣。

1.2? 經(jīng)歷規(guī)律探究與概念建構(gòu)

為有效促進和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在日常教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)充分引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷規(guī)律探究或概念建構(gòu)的完整過程。經(jīng)歷規(guī)律探究或概念建構(gòu)的物理學(xué)習(xí)過程不僅需要大量分析、綜合、比較、抽象、概括等方法，還包含設(shè)計一系列概念形成、推理判斷、問題解決等過程。

唯有經(jīng)歷規(guī)律探究或概念建構(gòu)的過程，學(xué)生才能依據(jù)自身的過程性體驗，形成個體的活動經(jīng)驗，進而提升為相應(yīng)的能力。在日常教學(xué)中，教師應(yīng)為學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題創(chuàng)造情境和機會，以此激發(fā)學(xué)生的探究熱情。此外，教師還可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)家在探索自然規(guī)律的過程中形成的科學(xué)思想和在建構(gòu)物理學(xué)科核心概念的過程中使用的科學(xué)方法，激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在知識的學(xué)習(xí)與問題的探究中，將所學(xué)的科學(xué)思想和科學(xué)方法內(nèi)化為自身的科學(xué)品質(zhì)，并具有良好的科學(xué)態(tài)度。

1.3? 解決真實物理問題

物理的課堂教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生對真實物理問題的解決能力，將物理問題與學(xué)生的生活及現(xiàn)代科技的發(fā)展相聯(lián)系，讓學(xué)生獲得對物理知識應(yīng)用的體驗的同時，能將所學(xué)物理知識運用于生活、生產(chǎn)實際，關(guān)心科技發(fā)展，并逐步樹立科學(xué)的世界觀。

解決真實物理問題的過程是學(xué)生探索和創(chuàng)造的過程，是學(xué)生將已學(xué)知識遷移和運用于問題解決的過程。同時，學(xué)生解決真實物理問題的過程，也是學(xué)生獲得基本技能和掌握科學(xué)研究方法的過程，可促進學(xué)生正確認(rèn)識物理學(xué)科，進而培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2? 基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)設(shè)計

下面以滬科版八年級全一冊中“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”為例，研究基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中物理教學(xué)設(shè)計。

2.1? 教材分析

對在“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”這一節(jié)中，課程標(biāo)準(zhǔn)要求：“通過實驗，理解密度。會測量固體和液體的密度。解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象?！被谡n程標(biāo)準(zhǔn)的要求，教材通過豐富的學(xué)生測量活動，合作搜集數(shù)據(jù)，讓學(xué)生體會到質(zhì)量與體積不同的同種物質(zhì)，其質(zhì)量與體積不僅成正比，且為一定值。而不同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積之比一般不等，從而引入密度的概念和單位。“探究點撥”欄目對科學(xué)探究環(huán)節(jié)中的“交流與合作”進行了解析，培養(yǎng)學(xué)生形成敢于堅持原則又尊重他人的的科學(xué)素養(yǎng)。本節(jié)課的主要教學(xué)任務(wù)是：通過學(xué)生自主實驗探究同種或異種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生通過比值定義法建構(gòu)密度的概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和總結(jié)歸納能力。

2.2? 學(xué)情分析

本階段的學(xué)生具有較強的形象思維能力，但邏輯思維能力發(fā)展水平不高，且具有發(fā)展不平衡的特點?，F(xiàn)階段學(xué)生雖已初步掌握測量固體質(zhì)量和液體質(zhì)量的方法，且對實驗有一定的興趣，具有較強的動手欲望和基本的操作能力，但也存在語言表達能力仍有欠缺的不足。因此在本節(jié)課之前，學(xué)生已初步具備探究物質(zhì)密度的能力，本節(jié)通過豐富的學(xué)生測量活動，鞏固托盤天平和量筒的使用方法。在本節(jié)密度概念教學(xué)時，將通過支撐性的真實情境創(chuàng)設(shè)、規(guī)律探究與概念建構(gòu)和解決真實物理問題幫助學(xué)生理解和掌握密度概念。

2.3? 教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能

理解密度，記住常溫下純水的密度。會測量固體和液體的密度。運用密度公式解決實際問題。

（2）過程與方法

經(jīng)歷物體質(zhì)量與體積關(guān)系的探究過程。體驗利用比值來定義物理量的科學(xué)研究方法。學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象和實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律和方法。

（3）情感態(tài)度價值觀

具有初步的分析概括能力。具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。形成良好的解題習(xí)慣。

2.4? 教學(xué)重難點

（1）教學(xué)重點：密度概念的建立。

（2）教學(xué)難點：密度概念與公式的理解。

2.5? 教法與學(xué)法

（1）教學(xué)方法：啟發(fā)式綜合教學(xué)法。

（2）學(xué)習(xí)方法：自主探究、小組交流合作。

教具

教師展示器材：天平（砝碼）、校運會的金牌、銀牌、紅球、藍球、毛線球、乒乓球、水、鹽水、泡沫道具“大石頭”。

學(xué)生實驗器材：天平（砝碼）、不同體積的木塊若干、不同體積的鋁塊若干、不同體積的鐵塊若干、量筒、燒杯、水等。

3? 教學(xué)過程

3.1? 創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑激趣

【教師活動】教師分別出示校運會的金牌和銀牌，紅球和藍球，毛線球和乒乓球，讓學(xué)生思考在日常生活中可根據(jù)什么來鑒別不同物質(zhì)？在此基礎(chǔ)上出示水和鹽水，進一步讓學(xué)生思考如何辨別外觀完全相同的水和鹽水？

【學(xué)生活動】學(xué)生通過觀察獨立思考，對教師的設(shè)問進行思考，結(jié)合生活經(jīng)驗進行合理解答和猜想。

【設(shè)計意圖】從生活走向物理，以支撐性的真實情境設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生參與到物理學(xué)習(xí)之中。同時為密度概念的建立打下基礎(chǔ)。

3.2? 提出問題，合理猜想

【教師活動】教師在講臺上放置一塊“大石頭”，讓班級部分弱小的孩子上臺嘗試搬起“大石頭”。引導(dǎo)學(xué)生思考體積龐大的石塊質(zhì)量是否就一定大，學(xué)生思考交流后進一步引導(dǎo)學(xué)生思考同種和異種物質(zhì)的質(zhì)量與體積存在什么關(guān)系？進而引導(dǎo)學(xué)生提出問題。

【學(xué)生活動】學(xué)生在教師引導(dǎo)下進行思考并提出問題：體積不等的同種物質(zhì)，質(zhì)量是否相等？體積相等的異種物質(zhì)，質(zhì)量是否相同？學(xué)生獨立思考后進行猜想與假設(shè)，與組內(nèi)同學(xué)交流討論，在教師的引導(dǎo)下提出合理的猜想。

【設(shè)計意圖】以支撐性的真實情境，讓學(xué)生經(jīng)歷“提出問題”與“猜想假設(shè)”的探索規(guī)律過程。學(xué)生通過表達自己的看法，逐步形成從實驗觀察中發(fā)現(xiàn)和提出與物理學(xué)有關(guān)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

3.3? 設(shè)計方案，實驗探究

【教師活動】為了驗證“體積不等的同種物質(zhì)，質(zhì)量是否相等”和“體積相等的異種物質(zhì)，質(zhì)量是否相同”的猜想，教師將全班分成六個小組并對各小組的實驗任務(wù)進行分配，如：1、2兩組測量體積不等的木塊的質(zhì)量;3、4兩組測量體積不等的鋁塊的質(zhì)量;5、6兩組測量體積相等的木塊、鋁塊、鐵塊的質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實驗任務(wù)設(shè)計實驗表格。

【學(xué)生活動】學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進行獨立思考并和組內(nèi)成員交流，在教師的引導(dǎo)下畫出實驗記錄表格。學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)選取實驗器材進行實驗探究。

【設(shè)計意圖】為驗證猜想是否正確，學(xué)生對教師分配的實驗任務(wù)必然有較高的極極性，從而主動經(jīng)歷探索規(guī)律的過程。為節(jié)約課堂時間和培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，探究過程中進行分組探究。

3.4? 匯報交流，歸納總結(jié)

【教師活動】各小組實驗完成后，要求各小組與實驗任務(wù)相同的小組交流實驗結(jié)果，且要求最先完成測量任務(wù)的小組把數(shù)據(jù)結(jié)果輸入電腦表格中并根據(jù)自己的數(shù)據(jù)進行描點作圖，教師及時組織并引導(dǎo)學(xué)生對所有的數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析，得出正確的實驗結(jié)論。在得出實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，教師可引導(dǎo)學(xué)生進一步思考在此過程中用到的科學(xué)方法。

【學(xué)生活動】在教師引導(dǎo)下，學(xué)生交流討論并依據(jù)1、2組和5、6組木塊數(shù)據(jù)（3、4組和5、6組鋁塊數(shù)據(jù)）得出：同種物質(zhì)，體積相同，質(zhì)量相等;依據(jù)1、2組或3、4組內(nèi)木塊、鋁塊的數(shù)據(jù)得出：同種物質(zhì)，體積不同，質(zhì)量不相同;在教師的引導(dǎo)下學(xué)生將數(shù)據(jù)結(jié)果輸入電腦表格中并根據(jù)測量的數(shù)據(jù)結(jié)果進行描點作圖分析，得出：同種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比值是一定的，由不同物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比值一般是不同的。學(xué)生在教師引導(dǎo)下領(lǐng)悟?qū)嶒灲Y(jié)論，同時思考在此過程中用到的科學(xué)研究方法。

【設(shè)計意圖】通過已有的實驗結(jié)果，學(xué)生為主，教師為輔，讓學(xué)生經(jīng)歷分析、綜合、比較、概括等方法，主動經(jīng)歷探索規(guī)律的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

3.5? 升華概念，引入密度

【教師活動】依據(jù)上述的實驗結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生建立密度概念，即在物理學(xué)中把物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值作為物質(zhì)的一種特性總結(jié)為一個新的物理量：密度。由此提問學(xué)生，讓學(xué)生翻閱課本回答在物理學(xué)中對密度的定義。通過讓學(xué)生回憶速度的定義，引導(dǎo)學(xué)生歸納理解比值定義法。最后，在學(xué)生建構(gòu)密度概念后引導(dǎo)學(xué)生理解密度僅僅是物質(zhì)的特性之一。

【學(xué)生活動】學(xué)生翻看教材查找密度定義回答：在物理學(xué)中，把由某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比稱為密度。學(xué)生在教師的設(shè)問和引導(dǎo)下歸納理解比值定義法。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生思考并理解密度作為反映物質(zhì)的一種特性，同種物質(zhì)的密度是恒定的;密度的大小與物質(zhì)種類有關(guān)，與質(zhì)量和體積均無直接關(guān)系。

【設(shè)計意圖】讓學(xué)生深刻理解比值定義的科學(xué)定義方法，建構(gòu)物理學(xué)科核心概念，增強學(xué)生的科學(xué)思維能力，讓學(xué)生經(jīng)歷概念建構(gòu)的完整過程，深刻理解物理概念，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。

3.6? 精細學(xué)習(xí)，深化理解

【教師活動】在學(xué)生理解密度概念的基礎(chǔ)上，通過類比速度公式的導(dǎo)出過程引導(dǎo)學(xué)生思考、討論通過密度的定義導(dǎo)出密度的公式，教師總結(jié)并依次講解公式中對應(yīng)的符號及單位。在理解密度公式的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)密度公式推導(dǎo)密度的國際制單位和常用單位，接著讓學(xué)生通過類比速度單位換算完成水的密度單位換算，并讓學(xué)生牢記水的密度大小。最后在掌握密度單位換算的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生思考水的密度表示的物理意義。

【學(xué)生活動】學(xué)生依據(jù)密度概念通過思考、討論得出密度公式。在理解密度公式的基礎(chǔ)上，依據(jù)質(zhì)量和體積的單位推理得出密度的國際制單位和密度的常用單位。學(xué)生通過類比速度的單位換算，在教師的引導(dǎo)下自主推導(dǎo)密度的單位換算。在教師的要求下，學(xué)生牢記水的密度并理解其表示的物理意義。

【設(shè)計意圖】在學(xué)生理解概念的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)類比速度的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生真實體驗建構(gòu)理解密度過程所使用的思想方法，以此形成活動經(jīng)驗，提升為相應(yīng)的能力，讓學(xué)生在主動學(xué)習(xí)與探究中逐步將分析推導(dǎo)的能力及類比學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方法內(nèi)化成自身的科學(xué)品質(zhì)，形成良好的科學(xué)態(tài)度。

3.7? 聯(lián)系實際，解決問題

【教師活動】教師給出實際場景：某考古工作者考古挖掘中獲得一尊“金佛”，測得其質(zhì)量為4.45 kg，體積為500 cm3，要求學(xué)生通過計算和查找密度表判斷“金佛”的材質(zhì)。教師簡要介紹文物保護工作面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

【學(xué)生活動】學(xué)生通過計算得出“金佛”密度，通過查找密度表確定“金佛”的材質(zhì)。學(xué)生認(rèn)真聆聽教師對文物保護面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的介紹，形成文化自豪感和保護文物的社會責(zé)任感。

【設(shè)計意圖】通過創(chuàng)設(shè)真實物理問題及解決過程滲透文物保護，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感，增強學(xué)生的文化自豪感和社會責(zé)任感。

3.8? 課后實踐活動

【教師活動】給每位學(xué)生分發(fā)一小塊金屬圓柱體，要求學(xué)生利用所學(xué)知識自主設(shè)計實驗并通過查找密度表確定該金屬圓柱體的材質(zhì)。

【學(xué)生活動】認(rèn)真思考，制定計劃并收集數(shù)據(jù)，分析并得出結(jié)論。

【設(shè)計意圖】給學(xué)生提供科學(xué)探究實際問題的時間和空間，通過待解決的真實問題，引導(dǎo)學(xué)生運用已學(xué)的知識和方法，自主開展科學(xué)探究，可促進學(xué)生體會物理學(xué)的價值，增強學(xué)生綜合實踐能力和創(chuàng)造性思維。

4? 基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計反思

本設(shè)計以貼近學(xué)生生活實際的物質(zhì)，創(chuàng)設(shè)真實情境，使學(xué)生進入積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)生從真實情境中認(rèn)識問題，進而形成學(xué)習(xí)過程，激發(fā)學(xué)習(xí)動機，增強學(xué)習(xí)興趣。

從真實情境中提出有探究價值的問題，讓學(xué)生通過合作自主完成科學(xué)探究，增強問題解決能力。在科學(xué)實驗探究過程中，讓學(xué)生經(jīng)歷概念建構(gòu)與規(guī)律探究，領(lǐng)悟科學(xué)知識，增強科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力，使學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。通過對實際問題的解決滲透文物保護意識，增強學(xué)生的文化自豪感和社會責(zé)任感。

在經(jīng)歷規(guī)律探究與概念建構(gòu)的基礎(chǔ)上，給學(xué)生新的挑戰(zhàn)和任務(wù)，學(xué)生在解決真實物理問題的同時，形成科學(xué)素養(yǎng)。課后解決實際問題中，要求學(xué)生依據(jù)已學(xué)知識自主設(shè)計實驗求出給定物品的密度，不但可以促進學(xué)生體會物理學(xué)的價值與生活的聯(lián)系，同時有助于增強學(xué)生的創(chuàng)造性思維和綜合實踐能力。

參考文獻：

[1]趙再琴.核心素養(yǎng)下普通物理立體式教學(xué)策略研究[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（6）：2-3.