基于初中物理核心素养培养的教学实施对策探究

摘要：培养学生物理核心素养旨在让学生从核心概念体系建构入手，发展学生的科学思维，形成物理观念，引导学生认识物理与生活、技术、社会和环境之间的关系，培养学生学以致用的能力。文章以杠杆平衡条件的学习为例，展现物理课中基于核心素养培养的教学实施和探究。

关键词：核心素养培养;杠杆平衡条件;能力提升

初中物理核心素养是具有初中物理特征的、适应学生个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。物理核心素养是物理课程目标的集中体现，是在物理学习过程中逐步具备的良好思维品质、掌握的科学探究方法、形成的物理观念，以及养成的科学态度与责任。基于这种认识北京师范大学在“中小学物理学科能力表现研究”的成果中，认定初中物理核心素养由概括理解、实验探究、实践运用和求实创新四个方面构成。在初中物理教学大纲中，对初中物理知识的掌握从概念、理解、应用、创新几个方面提出了学习要求，这与核心素养的要求是一致的。

在初中物理教学中，有物理量的出现就是秉承着核心素养培养的教学思路。例如：“光的折射”“物质的属性——密度”和“简单机械”等，都可以让学生的学习由概念入手达到原理的层面，再由原理的理解转向生活应用，同时留有了很大的余地让学生结合自己已有的学习经验加以创新。在此，笔者结合多年教学经验，结合初中物理苏科版《简单机械和功》一章节中《杠杆》的学习，在此探究基于核心素养培养的教学实施。

一、 概括与理解是学生在进行物理知识学习的过程中表现出来的能力

在杠杆的学习中教师通过日常生活中开瓶扳手、羊角锤撬起钉子等现象（如图1）可以让学生对杠杆的概念有一个初步的认识，但是这个认识必须基于学生实际的操作。这就要求教师一定要把学生实验组织和实施起来，通过实际操作能够让学生对杠杆进行建模，并在此基础上引出力臂的概念。由以上实验操作过程引导学生去概括出杠杆的概念，并理解杠杆的五要素。基于核心素养的学习过程中，教师要带动学生回忆力学的概念、力的作用效果，鼓励学生去操作、去实践、去观察具体扳手的运动情况、感受动力和阻力带来的运动状态的改变、从而去概括杠杆的概念、建构杠杆的模型、理解力臂的定义，这是一个完备的学习理解过程。教师也要打破教学中陈旧的观念“概念就是告知学生，记住就好”。教学中教师不是简单概念的告知和灌输者，而是带动、激发学生的思维，引领学生知识的迁移和能力的提升。

二、 实验与探究是学生在观察、实验和科学探究过程中表现出来的能力

生活中有很多杠杆类的工具，杠杆的学习给学生提供了非常多的动手机会，所以这一节的学习很容易让学生产生兴趣。但是，从实验表面的现象如何深入实验的本质和核心，体现学生的观察、探究能力，这都是教师在教学中要重点关注的过程。

在探究杠杆平衡条件的教学中，教师从平衡条件入手，与物体的平衡条件做对比，由学生来判断得出杠杆的平衡状态的概念。学生学习的重点是杠杆平衡的条件是什么？教师要做好分组实验的准备如图2，让学生熟悉眼前的实验装置。由于学生已有天平使用的经验，所以教师不要过于担心学生的认知能力，在做好适当的指导后可以把实验交给学生来完成。这个实验中隐含的要点其实是很多的。如何考虑和处理杠杆自重的影响;钩码的加减如何去把握;力臂如何方便去测量等。如果学生没有自己的亲身体验其实很难去真正理解和掌握，而且对后期学习杠杆的应用也会有影响。

学生在基于物理核心素养培养下的实验过程中具体表现为能否根据实验目的，选择适当的器材;应用科学方法设计实验;正确使用测量工具和器材进行实验操作;能否在问题驱动下按照科学的规则进行探究学习活动。教师应该以培养学生能力为出发点，做好学生实验的指导和协助，更多地把实验的理念和科学方法灌输给学生。

三、 实践与应用是指学生综合运用物理知识解释自然现象和解决实际问题中表现出来的能力

学以致用是学生课本知识的一个延伸，也是学生学习能力的体现。学生在掌握杠杆平衡条件这个知识点后，教师就可以基于核心素养的培养，将学生的学引导到生活中的用，杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用实例。教师要让学生了解杆秤的人文知识，杆秤丰富的发展历史，是学生了解中国几千年文化的一个窗口。杆秤在初中物理中的出现，很好地将理论与实际串联了起来。

（一）使用方法入手，以学生动手应用为主要目的

在这个阶段，教师可以让学生以认知和操作为目的，进行简单的操作，体验杆秤的工作过程。让学生用杆秤去称量物体的质量，这个学习阶段不设置难度，让同学在简单操作中，了解秤盘、秤砣、秤杆、秤星的标注等。

（二）步步为营，设置疑问，引导学生深入思考

在学生使用杆秤时，教师可以适时地抛出问题，让学生理论结合实际来展开思考和讨论。例如。

1. 实际生活中杆秤的自重是不能忽略的，如何来处理杆秤自重在称重的影响？

2. 实际上的杆秤的秤杆是粗细不均匀的，不均匀的秤杆对刻度的设置是否有影响？

3. 杆秤的刻度是否均匀，为什么？

4. 使用桿秤时，换用不同的秤纽时，最大测量值将如任何变化？

5. 如果在秤砣上粘一小磁铁测得结果如何变化？

在简单的使用杆秤过程中，对于问题1、2和3，学生从头到尾都没有去考虑过杆秤的自重是多少这个问题，那杆秤的自重去哪里了呢？学生深层思考就会发现：“如果提纽、挂盘位置，以及秤砣都已经确定，杆秤是要先确定零刻度处（定盘星）的，不放待测物体时秤砣挂在某处刚好平衡，秤砣的作用与杆秤自身重力的作用就刚好抵消。利用杠杆平衡条件再确定刻度，提纽处为支点，秤砣质量乘以力臂等于物体质量乘以力臂，如图3所示：G物×OA=GM×OB，秤砣质量GM和OA是固定值，则有G物与OB成正比。所以杆秤的刻度是均匀的，在相应的刻度线上标上对应的质量数值就好了，由于在确定零刻度线时杠杆的自重与秤砣自重抵消了，所以刻度的设置与秤杆形状是没有关系的。”

其实问题5也是非常有趣的，学生在实际操作中会发现，当秤砣质量发生改变后，称量出的质量就会改变。在这个时候教师就可以适当的切入“诚信销售”的话题，让学生了解一些不良商贩在杆秤上是如何做手脚来坑骗消费者的，再次激发出学生的学习兴趣和探究欲望。

在杆秤的使用这节实践课结束后，教师可以给学生布置一项课后作业：自制杆秤。学生在杠杆制作过程中去自主去选材、标注刻度，安装配件等，都可以让学生的能力进一步提升。在实践和应用的环节中，初中物理核心素养培养的具体表现为学生能否完成分析和解释与物理有关的实际情景问题、进行推测与推理、借助适当的思想方法来解决实际问题等应用性实践活动。

四、 求实与创新是指学生在学习与问题解决中能够合理地进行知识迁移，有新的思考和发现，具有质疑和实证、知识迁移的能力

在学习了杠杆的平衡条件后，学生可以结合力、质量、密度的关系，将杆秤改装成为密度计，这个创新思路就是学生将知识迁移和创新的过程。结合不断解决实际操作中出现的问题，学生可以将杆秤一步步地转化为“杠杆密度计”。

学生自制测量液体密度的杠杆密度计，可以从杆秤上的刻度直接读出液体密度的数值，结构如图4所示。

所用器材：轻质杠杆、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。以问题引领设计的过程如下：

问题一：如何确定“杠杆密度计”的零刻度线？将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为0。这与制作杆秤时候确定零刻度的方法是一样的。

问题二：如何标注不同液体的密度值？在B点的空桶内注满某液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点对应的密度值即可以计算得出。学生可以列式推导如下：设空桶质量为m桶，由杠杆平衡条件可知：m桶gl=mglo，则m桶=mlo/l。在B点的空桶中注满液体，则由杠杆的平衡条件可知：

（m桶+m）gl=mgl1，继续推出（m桶+ρV）gl=mgl1，然后（mlo/l+ρV）gl=mgl1，所以ρ=m（l1-l0）/Vl。因为体积V、力臂l、桶的质量m为定值，所以，只要知道力臂lo就可以得出所测液体的密度。

通过“杠杆密度计”的设计、制作，学生进行了较为复杂推理和创意设计、评价反思、知识和方法迁移到新情景等基于物理知识的创新性活动，这都是核心素养培养的体现。而且在这个过程中融入了学生能否尊重实验事实和自然规律，由依据得出结论。对现有的结论有质疑和求证的意识，这也是物理学科一直强调的求真、求实的原则。

基于核心素养的教学实施，需要教师的关注发生转向，即如何从关注知识点的落实转向到素养的养成？如何从关注“教什么”转向到关注学生学会什么？需要教师更多地思考如何让知识成为素养，也就是说只有能成为素养或智慧的知识才有力量。

参考文献：

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作者简介：

吉兴邦，江苏省苏州市，苏州市平江中学校。