基于核心素养的初中物理概念教学问题串设计①

(1.江苏省南京市溧水区群力初级中学，江苏 南京 211299；2.江苏省南京市溧水区第一初级中学，江苏 南京 211213)

物理概念是物理学的基石，初中生“听得懂、不会做”的症结之一是物理概念的学习不到位。在教师方面，往往只注意让学生多做练习题，而不注意让学生自主建构物理概念；在学生方面，往往只注意背定义、记公式、做练习题，忽视对物理概念的理解。针对以上问题，笔者通过具体的教学案例，围绕初中物理概念教学提出问题串设计策略，以提高物理教学质量，培育学生的物理学科核心素养。

1 运用“问题串”创设概念学习情境

在初中物理概念教学中，教师应根据初中生的认知特点设计“问题串”，创设概念教学情境，引导学生发现、思考问题，探索物理现象的本质属性，这样做有利于激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，自主建构物理概念的意义。

案例1：“大气压”概念的教学

情境创设：教师拿出剥好的熟鸡蛋、锥形瓶和酒精棉，将鸡蛋放在锥形瓶口处。

问题1：在不破损熟鸡蛋的前提下，你有什么办法将熟鸡蛋放入瓶内？

生：可用手压进去。

问题2：借助酒精棉能使鸡蛋落入瓶中吗？

生：能，需要点燃酒精棉，放入瓶中，然后将鸡蛋放在瓶口。

教师点燃酒精棉，将其放入瓶中，再将鸡蛋放在瓶口处，鸡蛋进入瓶中。教师又拿出装满水的玻璃杯、纸片等。

问题3：在杯口处放一纸片，将杯子翻转，纸片会下落吗？

生：会。

问题4：在杯子中装满水，将杯子翻转，会出现什么现象？

生：水会流出。

问题5：在杯中装满水，在杯口处放一张纸，将杯子翻转，纸和水会下落吗？

有的学生说会，也有的学生说不会。

实验中纸片和水均未下落，教师将杯口朝着不同方向，发现纸片和水也没有下落。

归纳总结：大气对处在其中的物体有压强，这种压强叫大气压强，简称大气压。

点评：通过创设实验情境，运用问题串层层深入，边讨论、边探究。问题1是让学生从生活经验出发，想出简单的办法，使学生对力、压强有一个初步的回顾，让学生体会用手将鸡蛋压入瓶内的感受，引导学生主动实验，为引入大气压作铺垫。问题2是进一步对实验条件加以限制。问题3和问题4则巧设悬疑，为解决问题5中观察到的不可思议的实验现象作铺垫；问题5创设的目的在于引导学生归纳、总结，得出结论：大气在各个方向上都有压强。运用实验创设学习“大气压”概念的情境，设计问题串引领学生探究，既有利于激发学生的兴趣和求知欲，又能引导学生把注意力集中到被研究的对象和现象上来，为建构“大气压”的概念提供感性基础。运用实验与问题串让学生观察现象、发现本质属性，培养了学生的核心素养。

2 运用“问题串”提升学生的科学思维能力

物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行抽象概括的产物。在初中物理概念教学中，教师若只顾创设情境，而不关注让学生参与思维加工活动，那么对学生来说，感性认识和理性认识、生活经验和科学概念仍处于分离状态，不利于发展他们的科学思维能力。

案例2：“电阻”概念的教学

情境1：教师拿出一段电阻丝A(阻值为5Ω)，将该电阻丝接入电路中。

问题1：测出其两端电压为U1、通过的电流为I1，它们的比值为多少？

问题2：改变其两端电压为U2，记录此时的电流为I2，它们的比值又是多少？

生：比值相等，均为5V/A。

情境2：教师再拿出另一段电阻丝B(阻值为10Ω),并接入电路中。

问题3：测出其两端电压为U3、通过的电流为I3，它们的比值为多少？

问题4：改变其两端电压为U4，记录此时的电流I4，它们的比值又是多少？

生：比值相等，均为10V/A。

问题5：密度是如何定义的？物质的密度有怎样的特性？

生：同种物质物体的质量和体积的比是一个定值，不同物质的该比值一般不同，这个比值反映了物质的一种特性。

问题6：这里的不同比值，也反映了导体的某种固有特性，你们如何理解？

归纳总结：对同一导体，加在它两端的电压U与通过它的电流强度I之比是一个与U与I都无关的恒量R。考察不同导体的数据，可以初步概括出如下结论：对于每个金属导体都存在着一个恒量R，不同的导体一般具有不同的R值。因此，R的大小反映了导体对电流阻碍作用的大小，这是导体的一种特性，物理学中用电阻表示导体对电流的阻碍作用。

点评：在电阻概念的教学中，通过思维加工，运用问题串层层推进，类比密度的建构进行深化与提升，让学生自主建构电阻概念。问题1～4是为了得出电阻两端的电压与电流之比，同一导体的比值是相同的，不同导体的电压与电流之比一般是不同的。问题5引导学生利用类比方法进行思维加工，通过密度的定义来加强对电阻概念的理解，从而形成正确的物理观念。学生在进行思维加工与提升的过程中，教师只能起引导作用，千万不能包办代替，要让学生自己悟出物理概念的本质。

3 运用“问题串”迁移应用概念

学生在初步形成物理概念后，还必须及时给他们提供应用概念的机会，让他们将抽象的概念返回到现实情境中去，使他们在应用概念联系实际的过程中，加深对所学物理概念的理解，将概念学习过程中所用的科学思维方法迁移到现实情境中，逐步提升学生分析问题、解决问题的关键能力。

案例3：“惯性”概念的应用

问题1：现有一把铁锤，如果锤头从锤柄上脱落了，有什么办法可把锤头装好固定？

生：直接将锤头套上去，用工具敲结实就行了。

问题2：如果不利用其他工具，锤头套上去之后直接将锤柄敲击地面，能将锤头紧套上去吗？

问题3：能用所学的惯性知识解释其中蕴含的道理吗？

生：锤头由于具有惯性，将保持原来的运动状态；而锤柄由于受到地面阻力的作用，它的运动状态发生改变，由运动变为静止。

案例4：“压强”概念的应用

问题1：用力压放在钉板上的气球，气球会被戳破吗？

学生半信半疑，有人认为会，也有人认为不会。

实验现象：将气球放在钉板上，对气球施加一定的压力，气球发生了形变，但没有被戳破。

问题2：你们能解释其中的道理吗？

生：气球与钉板上钉子的接触(受力)面积较大，导致压强较小，气球不会破。

问题3：(教师播放视频)某儿童在结冰的湖面上玩耍，因冰面破裂而出现险情，你如何运用学到的知识对他加以施救？

生1：让小孩趴下，慢慢爬过去，在压力不变的条件下，增大受力面积，减小压强。

生2：可以在脚下垫木板，走过去，增大受力面积，减小压强。

点评：在案例3、4中共设置了6个问题，要求学生运用概念解决实际问题，加深对所学物理概念的理解，在概念应用中培养学生的核心素养，也为后续学习类似的物理概念提供问题解决的策略与方法。问题1让学生仅凭借生活经验说出初步的做法或提出猜想。问题2、3帮助学生灵活运用惯性、压强概念解决实际的生活问题，培养了学生灵活运用知识的能力和理论与实践相结合的能力。

4 结语

在物理概念教学中，教师应立足于课程标准，根据学生的生活经验、已学知识，有目的、有计划地创设有序的问题串，引导学生积极主动地投入到课堂学习中来，使得学生对物理概念的学习更加有效。只有充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，才能切实培养学生的核心素养。