基于核心素养的物理课堂教学优化设计

发表时间:2020/6/16   来源:《中小学教育》2020年2月4期   作者:杨纪平
[导读]
        课堂是学生学习发生的主要场所,为师生的活动提供了空间条件。课堂教学是学校教育中促进学生学习的主要手段,通过师生、生生的互动与交往,最终促进学生知识能力和品格的变化。因此抓好课堂教学,就把握住了培养学生核心素养的关键。我们在设计和开展教学时,必须以物理核心素养为导向,将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要求自始至终贯穿在教学活动之中。从而充分发挥物理课程的育人功能,使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。下面以苏科版八年级下册《大气压强》一节的课堂教学设计为例,从四个方面谈一谈如何优化我们的教学方式、促进学生学习方式的变革,从而真正实现将“知识为本”的教学转变为“核心素养为本”的教学。
        一、关注学生视角,为学生创设物理学习的真实情境
        进行《大气压强》教学时,上课之初老师首先提出四个问题:①什么是大气?②为什么叫大气?③什么是大气压强?④大气可以对那些东西产生压强?让学生带着问题开启本节课的探究之旅,紧跟着设计两个学生活动:1.能否用塑料笔杆吸起纸片?2.我们能否将空矿泉水瓶挂在嘴上?并追问:你是如何做到的?为什么没有掉下来?在此基础上学生讨论得出:是因为内部压强小于外部压强,存在气压差。进一步通过学生自学教材内容,了解大气压产生的原因,解决前面提出的四个问题,建立起对大气压的初步认识。
        新课程理念提出:我们的教学应该从关注“教什么”转向到关注学生学会什么、怎么学?“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,上述教学活动取材简单、贴近生活,密切联系探究学习的主题,既能说明问题,又富有探究价值。用学生身边的物品做实验,加强了物理知识与生活的联系,通过创设真实情境、并通过对真实情境的思维加工来建立物理概念。这样的设计完全从学生的角度出发来选择教学的方式、方法及素材,遵循了教学规律与学生认知规律,激发了学生的学习兴趣,促进了学生主动学习,将以生为本的理念落到了实处,真正实现了以学定教。
        二、组织有效探究,为学生助长科学探究的翅膀
        在同学们认识到大气压强的存在后,老师提出:大气压的方向是怎样的?然后组织学生利用身边的塑料笔杆、纸片等进行分组探究,最后选派代表上台展示探究成果,学生观察到面向不同方向时,塑料笔杆都能吸住纸片,从而说明各个方向都存在大气压。
        在测量大气压强值时,老师首先提出问题:如何利用大气压吸住更重的物体?学生交流讨论后得出:利用更大的吸管、尽可能将内部空气排出的更彻底一些(制造更大的内外压强差)。然后老师提供大小不同的针筒,让学生现场验证猜想。当发现大针筒居然能够吊起大书包时,学生不仅感到震惊、神奇,还激发了一探究竟的强烈愿望。进一步提出:它最多能吊起多重的物体呢?由此能否测算出我们教室里的大气压强值呢?随后,同学们通过交流、讨论得出了粗测大气压强值的方法。接下来开展分组实验,小组同学利用书包、书本等测出大气压力(教师提供电子秤),设计表格、记录数据、处理数据计算出大气压强值。
        课堂是解决问题的地方,老师的教是为了协助学生的学,老师的教并不是教授知识,而是帮助学生解决学习知识过程中的问题,更是要帮助学生形成解决问题的方法、能力,进一步提升学科素养。在上述教学过程中,老师提出了“真问题”,学生开展了“真探究”。通过创设生动活泼的问题情境,精心设计系列活动,通过一系列递进式的问题串,引导学生的探究活动不断走向深入、渐入佳境,从而一举突破教学难点的瓶颈,促进了学生深度思维能力的培养。

学生经历了跟科学家一样的研究过程,激发了探究兴趣,培养了科学研究的严谨态度,使学生在学习过程中不断体验成功,提升兴趣的同时也提升自己的学习力和学科素养。把“理解知识”变为了“进行创造”,助长了学生科学探究的坚实的翅膀。
        三、培养物理思维,为学生奠定终身学习的基础
        物理《课程标准》中的“科学思维”素养,主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。只有能成为素养或智慧的知识才有力量,我们在教学中应更多的思考:如何让知识成为素养,让知识变成智慧。物理学科,它的每一个知识点、能力点、价值观点所承载的学科核心素养,我们必须认真地研究与挖掘,以此来滋养孩子们的核心素养。在课堂教学中,要尽量再现探究实验的设计过程,多让学生想想:“我要做什么?”、“我怎样做?”、“为什么要这样做?”,“有没有更好的方法?”以此渗透物理思想,启迪学生思路,使学生受到科学方法的熏陶。
        在《大气压强》一节的教学中,老师通过让学生对比用手托矿泉水瓶与用嘴吸住矿泉水瓶,得出大气对矿泉水瓶产生了向上的力这一结论,这里采用了类比加科学推理的认知方法。在学生猜想矿泉水瓶内外存在压强差时,老师提出:能否画图说明一下呢?随后找学生上台作图并作进一步阐述,在这儿为后续探究建立了一个很好的物理模型,体现了建模的思想。为后续学习“怎样才能吸起更重的物体?如何测量大气压强值?”搭建了支架,提供了思维的路径,使学生在熟悉的情境利用现有模型来解决问题。整堂课利用吸管、矿泉水瓶、针筒构建了相似的问题情境,将碎片化的知识进行了整体化的设计,构建了一条探究的主线,使学生在探究活动中感受到大气压的存在、大气压的方向、建构大气压的概念、粗测大气压强值,课堂探究层层递进,学生思维得到了螺旋式的上升。这样的设计,同学们在建构知识的同时,收获了方法和技能,提升了物理思维与学科素养。实现了结论为本向思维外显的转变,彰显了知识的功能价值,培养了学生的物理思维,为学生的终身学习奠定了良好的基础。
        四、营造合作氛围,为学生搭建未来生涯的基石。
        21世纪的人才要求必须具有交流的能力和合作的精神。初中物理核心素养强调的不仅仅是知识与技能,更是获取知识的能力以及形成的品格和素养。正如爱因斯坦所说:“对真理的探索比占有更加宝贵”。新时期的学生已经不再满足于获得知识,他们更渴望交流、合作、探讨,更希望知道知识的来源。合作探究将会成为学生的主要学习形式,促进其科学素养形成的重要渠道,有着不可替代的价值。
        针对《大气压强》的教学,老师设置系列问题:大气有压强吗?矿泉水瓶为什么没有掉下来?怎样才能吸住更重的物体?怎样才能知道针筒最多能吊起多重的物体呢?能否粗略测算出我们教室里的大气压强值呢?通过设计这些具有挑战性,逐层深入的问题,引导学生思维深度参与课堂,通过组织学生有效的交流,引导学生不断归纳,反思,形成思维碰撞,启迪了智慧,达成对知识的内化。老师精心设计一系列的小组探究活动:用塑料笔杆吸起纸片;尝试将空矿泉水瓶挂在嘴上;画图说明矿泉水瓶为什么没有掉下来;利用书包、书本、注射器等粗测大气压强值。整堂课通过创设生动活泼的研究情境和学习氛围,激活学生科学探究的热情,使学生在教师的适度引导下,充分动手动脑、交流合作,发现问题、解决问题,从而有效实施“自主、合作、探究”型的课堂教学。
    学生在课堂上进行充分交流、小组合作探究,得以体验和享受合作的成果,进一步体会到科学研究中相互合作的必要性,有助于学生养成主动与他人合作,尊重他人,能基于证据和逻辑发表自己的见解,实事求是的优良品格,充分体现了物理课程的育人价值,这样的课堂教学不仅建构了知识,提升了学生的能力和学科素养,还培养了学生的合作意识,为学生搭建了未来生涯发展的基石。
       
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