核心素养下的物理教学再优化——人教版和苏科版物理教材的比较与教学设想

梁莉红

（萍乡市第六中学，江西萍乡 337000）

教材是最重要的教学资源，不同版本的教材凝聚了不同编写人员的智慧和思想。通过比较、研读不同版本的教材，教师能得到新的启示。结合自身的教学实践，一线教师能在教学过程中更好地培养学生的必备品格和关键能力，落实发展学生的核心素养。

一、人教版和苏科版教材的编写思路对比

教材作为课程标准的解释和载体，根据不同年龄段学生的生活经验和成长特点而编制，包含了落实核心素养发展目标的基本知识内容。

以人教版《物理》八年级下册第十章第三节“物体的浮沉条件及应用”为例，该节内容承接了之前的浮力概念和阿基米德原理，与前文构成了完整的浮力知识体系。该教材从受力分析入手，利用阿基米德原理和二力平衡知识展开讨论、分析，总结出物体的浮沉条件，并将浮力、重力、二力平衡、密度等知识紧密地联系起来，综合运用了力学知识，教会学生观察浮沉现象，最后过渡到社会生产、生活应用。

再看苏科版《物理》八年级下册第十章第五节“物体的浮与沉”，该教材以活动开篇，创设意境，突出物理知识的趣味性，激发学生的学习积极性，旨在通过探究活动让学生自己得出物体浮沉的条件，实现从物理现象到物理本质的飞跃。

二、人教版和苏科版教材的对比反思

人教版教材从受力分析入手，虽然学生学过二力平衡、力和运动知识，但学生的感性认识不足，难以理解抽象的物理情境，迁移能力不强。在生活实践中，学生对物体浮沉现象形成的错误理解，阻碍了学生对物理概念和规律的认识，干扰了学生的思维。

苏科版教材以活动开篇，激发学生的兴趣，但活动过程中，学生很难自发地运用二力平衡、力和运动的抽象关系，进行受力分析。在探究环节，大多数学生无从下手，找不到方法且很难得出结论。教师在引导学生开展活动的过程中，需要着重优化教材内容，从学生已有的生活经验出发，进一步过渡到理论教学。

三、人教版和苏科版教材的教学设想

为了优化课堂教学，综合两版教材的编写特色，笔者以核心素养为导向，对这堂课做了如下教学设想。

（一）以知识为主线推进教学，引导核心概念

知识是能力的基础，没有知识就没有能力。核心素养特别强调了对科学知识、核心概念的理解和灵活运用。本课通过探究活动“观察物体的浮与沉”和“改变物体的浮与沉”的分析、推导，得出核心概念——“漂浮”和“悬浮”，进而让学生通过概念，理解相关生活现象。本课堂的教学主线如图1所示：

图1

（二）以活动为契机，巧设情境，利用认知冲突搭建思维台阶

认知冲突是个体已有的知识经验与新知识之间存在某种差距而导致的一种认知状态。通过认知冲突，学生可以认识到之前形成的错误概念，建构属于自己的知识框架。

1.颠覆学生经验，制造认识冲突。教师在学生已有生活经验的基础上设计情境，制造冲突，能给学生带来强烈的思维冲击，激发学生的探究欲望。例如，在观察物体的浮与沉时，教师可以选择学生熟悉的生活物品，如可乐罐和鸡蛋，将可乐罐放入水中，可乐罐会浮在水面上，但从可乐罐上剪下的金属片会沉入水底；普通鸡蛋会沉入水底，但抽去部分蛋清的鸡蛋会漂浮在水面上。学生看到的部分现象与实验前的猜想完全相悖，这更能激发学生的探究欲望。

2.构建物理模型，引起认知冲突。在展开系统的学习之前，学生对于生活实践中的现象和规律会产生自己的概念、观点和想法，这些从生活经验中形成的概念称为“前概念”。教师可以利用鸡蛋构建上浮、悬浮、下沉的物理模型，推翻学生的“前概念”，为活动“如何改变物体的浮与沉”搭建思维台阶，对学生原有的认知结构进行重建。

例如，学生会下意识地认为鸡蛋在水中的静止状态只有一种，即沉入水底。而在教学中，教师演示了鸡蛋在水中的三种状态（如图2所示），制造冲突，引导学生探究浮力的奥秘，让学生认识物体沉与浮的条件。

图2

（三）以问题为导向，层层递进

在学习过程中，教师需要以问题为主导，为学生搭建思维台阶，层层深入，为理论推导物体的浮沉条件做好铺垫。

1.从重力与浮力的关系，探究物体的浮沉条件。在本节内容中，理论基础与探究活动之间的逻辑关系如图3所示：

图3

在教学过程中，教师可以根据学生已掌握的知识，提出问题，避免学生盲目地进行活动探究。例如，教师可以从改变物体运动状态和受力分析的角度，基于实验情境，提出问题：①图4（a）所示小纸片在水平方向上受力不同时将如何运动？②如图4（b）所示，悬挂砝码的氢气球将如何运动？③如图4（c）所示，将系上螺钉的乒乓球浸没在水中，松手时乒乓球将如何运动？教师的问题层层递进，受力方向由水平转为竖直；受力场景由大气中转向水中。提问时，教师还可以将抽象问题具体化，深化学生对物体浮沉条件的理解。

图4

2.从ρ液和ρ物的关系，探究物体的浮沉条件。结合活动“观察物体的浮与沉”，学生能观察到金属片、鸡蛋等物品在水中静止时的状态，此时，教师可以向学生展示密度表并提出问题：①请结合观察到的现象，分析上浮、下沉物体的ρ物与ρ水的关系；②玻璃、金属片的密度均比水大，为什么玻璃瓶和金属罐能漂浮在水面上？通过问题①，学生能比较轻松地推导出：当ρ物＞ρ水时，物体下沉；当ρ物＜ρ水时，物体上浮。问题②能让学生产生认知冲突，进而引发学生思考“如何改变物体的浮与沉”，为后续的学习做铺垫。

（四）以实验为手段，训练基本技能，培养关键能力

教材提到潜水艇能在水中上浮、下潜或停留在任何深度。当潜水艇悬浮在海水中时，竖直和水平方向上海水分布密度不同，且同一海区不同季度，海水密度的变化规律也不相同，而海水的密度变化会影响潜水艇的漂浮状态和受力情况。因此，潜水艇是靠改变自重，实现在海水中的上浮和下潜。在课堂上，教师可以用鸡蛋代替潜水艇，在配制的盐水中演示鸡蛋的上浮、悬浮和下沉状态，如图5所示。在此实验中，教师在容器的下半部分注入浓盐水，上半部分注入清水，整杯盐水的密度分布不均，但总有一个临界点会使盐水的密度与鸡蛋的密度相等，所以鸡蛋能在盐水中悬浮且现象明显。通过在鸡蛋内加入大头针或抽取蛋清，教师可以改变鸡蛋的自重，模拟潜水艇在水舱里通过注水或排水来改变自重的方式，控制自身的下沉或上浮。

图5

笔者以物理核心素养为导向，从切入视角、呈现方式、内容选择等方面比较、分析了两版教材的编写意图，借鉴了优秀的教学资源和教学设计思路，深化了对课程标准的理解，以知识为主线，以问题为导向，以活动为契机，以实验为手段，积极实施教学，提升学生的思维能力，落实物理核心素养的培养。