比对观察：驱动核心素养生成的路径探索

马达荣

【摘要】比对观察包括求同存异比对观察、求异存异比对观察两个方面，能够帮助学生达到建立新旧知识的联系，主动建构和扩容自身的知识体系.本文通过在比对分析中提炼物理概念、在比对观察中解析物理现象、在比对探究中引发深度思考、在比对归类中感受迁移运用、在比对拓展中拓宽学生眼界等五个方面的探索实践，能够有效引导对于物理概念的理解和物理规律的应用，帮助学生逐步形成科学思维、科学责任等核心素养.

【关键词】初中物理；比对观察；核心素养

物理课程要培养的核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任［1］.而比对观察又能帮助学生建立新旧知识的联系，理清新旧知识的关系，增加新知识理解内化的线索，最终自主建构相应的知识体系.因此，新时期在初中物理教学实践中，教师可以从比对观察的视角，探索物理教学活动的创新设计和具体实施，并适当地引导学生进行对比和观察，能有效助力学生核心素养的高效化培养，全面引发学生对于物理现象和物理知识的深度思考和探究，继而提高物理教学活动的综合效益.

1  在比对分析中提炼物理概念

大概念（或核心概念）并不指向某一知识的具体概念，而是指向具体知识背后更为本质、更为核心的思想或看法，它是对概念间关系的抽象表述，是对事物的性质、特征以及事物之间的内在关系及规律的高度概括［2］.对于物理教学而言，物理概念的总结和提炼是比较重要的内容，并且物理概念一般比较抽象、辅助，对于初中学生而言具有一定的学习难度.因此，教师在开展教学活动的过程中，可以设计对比分析教学活动，让学生在比对观察、比对分析中自主性地总结物理知识、挖掘不同物理知识点之间的共性内容，从而提炼物理核心概念，深化学生对物理知识的理解，有效促进学生物理核心素养的培养，为初中学生对物理知识的探究学习创造条件.

例如  对于初中物理二年级下册“压强”这一单元中“压力”概念的提炼，教师就可以设计对比分析的教学活动，让学生能通过对比分析感知压力概念的形成，能对物理知识产生深层次的理解.在教学准备阶段，教师可以先让学生准备若干气球、装满水的塑料瓶、一块海绵以及一个电子秤.在教学指导环节，教师可以先为学生展示这些材料，并提出问题“同学们，我们手上有气球、装满水的塑料瓶、海绵和秤，你们能用这些物品感受压力吗？”在教师的问题引导下，学生尝试分析使用材料感受压力，此时教师适当地为学生提供延时操作指导，即“将气球放在海绵上，用手轻轻按压气球，请学生观察海绵的变化.然后，将装满水的塑料瓶放在秤上，请学生观察秤的数值变化”，根据演示结果也可以提出问题，“在这两个演示实验中，你们都观察到了什么？这两种情况有什么共同点？”根据对比观察和对比分析活动，教师带领学生参与到课堂讨论和探究活动中，引导学生对压力概念进行深度思考，即“在两个演示实验中，无论是气球还是塑料瓶，都对其下方的物体产生了‘推的作用，使其发生形变或产生重量变化.这个‘推的作用就是压力”“压力是一个物体对另一个物体的垂直作用，它可以使物体发生形变或产生其他物理变化”.按照教师的指导，学生能自主参与实验活动.教师可以引导学生对压力的概念进行归纳，即“你们现在能用自己的话说说什么是压力吗？”在教师的引导下，学生能深度总结对比分析的结果，并提炼压力的概念，对压力知识形成比较深刻的认识.在本次教学活动中，通过对比观察分析案例的设计和应用，教师可以指导学生比较直观地感受到压力的存在和压力的差异性，并从实验现象对比中提炼压力的概念，而教师带领学生分组讨论和分享观点，也能对学生物理观察、分析和归纳总结能力进行培养，促进初中学生科学实验精神的形成，助力学生核心素养的有效训练.

2  在比对观察中解析物理现象

物理教学中涉及大量实践、实验方面的内容，教师引入比对观察的教学方法，需要注意指导学生通过比对观察解析物理现象，探究物理原理，从而提高他们对课程知识的理解和应用能力，支持初中学生物理核心素养的高效化训练.物质世界中的物理现象通过人类的感知进入大脑，形成表象，然后经由抽象、概括等科学方法的处理、加工与提炼，从而生成物理概念［3］.而物理概念又包括基本概念和核心概念两大部分，其中具有相同思想来源的核心概念经过串联成为体系之后，作为核心素养的物理观念逐步“浮出水面”、被学生所知晓（详见图1）.因此教师根据具体课程内容和核心素养培养的需求，可以设计比较典型的对比观察教学活动，让学生能在对比观察中系统解析物理现象、掌握科学方法，使学生对物理知识形成深刻认识，引导学生走上观察物理现象、梳理物理概念、分析物理思想、形成物理观念的良性轨道，达到提升物理核心素养的目的.

例如  在初中物理二年级下册“压强”这一单元的教学指导活动中，为了能带领学生探究“不同因素对压强的影响”，教师就可以设计对比观察类型的活动，引发学生观察和思考，在对比探究和深度分析总结中，强化学生的学习体验和感悟，使学生能观察记录数据，加深对课程知识的理解.在教学中，教师可以与学生共同准备不同重量、形状和底面积的物体若干（如长方体、圆柱体、锥体等）、沙子、两个相同的塑料容器、一张桌子.在对比观察探究活动中，教师为学生展示物理实验材料，并借助多媒体视频的方式为学生展示如何进行实验操作，然后设计對比探究活动，即“探究1：不同重量物体对沙子的压强现象.在两个塑料容器中分别放入相同质量的沙子，选择不同重量的物体（如长方体和圆柱体），依次放在沙子上，观察并记录沙子的变化；探究2：不同底面积物体对沙子的压强现象.在两个塑料容器中分别放入相同质量的沙子，选择底面积不同的物体（如长方体和锥体），依次放在沙子上，观察并记录沙子的变化”.在学生完成对比实验并观察记录实验现象后，教师就可以适当地提出能引发学生深度探究的问题，如“在探究1中，为什么相同重量的物体对沙子的压强效果不同？这与物体的哪些因素有关？在探究2中，为什么相同底面积的物体对沙子的压强效果也不同？这与物体的哪些因素有关？结合以上两个探究，你认为影响压强的主要因素是什么？如何解释这些现象？”根据教师的综合探究引导，学生能在小组中分享自己的观察及记录的数据和观察到的实验现象，并尝试提出自己的观点，总结哪些因素会对压强的大小产生影响.通过此类对比探究物理教学活动的设计，教师能指导学生深度对比、观察和论证不同因素对压强的影响，并在深度思考中总结物理实验现象，透过表象挖掘本质元素，从而提高学生的探究能力、分析能力和学习能力，助力学生物理核心素养的培养和物理解决问题能力的优化.

3  在比对归类中感受迁移运用

深度学习强调投入的主动性和持久性、知识的理解和迁移与高阶思维的发展［4］.教师在开展比对观察教学活动的过程中，可以有意识地根据学生的观察分析情况设计探究性问题，助力学生对物理知识的深度分析和思考，使学生能从多角度理解物理知识的实践应用，促进他们思维能力的训练和核心素养的优化，进而确保教学活动实现多元创新发展的目标.在物理课堂教学中，基于比对观察这一方法的实践应用，教师在指导学生对课程知识进行深度探究的基础上，还要适当地鼓励学生在比对分析中总结和归纳物理知识，感受物理知识的迁移运用，从而加深学生对物理知识的理解，使学生真正掌握解决问题的方法和技巧.学生在真实情境中观察，在观察中获得感性认识并提出问题，探究兴趣驱动主动收集证据，自信参与展示等活动，这些经历就是科学探究能力形成的宝贵财富［5］.因此，初中物理教师应结合物理观念、科学责任等核心素养的目标引领，尝试根据具体课程内容，设计比对归类这一类型的教学活动，帮助学生通过比对观察、归类分析获得丰富的感性认识，增强对于新的物理学习情境的解读能力，促进对于物理规律的运用，并设计迁移性的运用训练题，引发学生对课程知识的思考和探究，使学生能在深度探索和实践中全面提高学习能力.

例如  在初中物理二年级下册“压强”这一单元的教学指导活动中，教师就可以结合学生前期观察分析和对比探究的结果，鼓励学生在对比中对知识点进行归类，然后设计特色的物理探究活动，引导学生感受物理知识的实践应用，引发学生对物理课程内容的多元思考.在对比归类中，教师可以从课程内容和学生探究结果的角度，尝试鼓励学生从以下角度进行归类，即“固体压强与液体压强的对比：通过实验和实例，让学生观察固体和液体对容器壁产生的压强，引导他们理解两者之间的区别和联系；静态压强与动态压强的对比：通过不同场景下的压强变化（如行驶中的汽车轮胎与静止时的轮胎），帮助学生理解动态压强与静态压强的概念及其在实际生活中的应用；探究影响压强的因素：通过实验，让学生观察压力、受力面积等因素如何影响压强的大小，从而加深对压强公式的理解”等，全面提高学生对物理课程知识的理解能力.让学生在利用对比归类思想对本节课内容形成初步认识的基础上，鼓励学生思考知识迁移运用的角度，设计相应的压强知识相关综合训练题，如“一个潜水员潜入水下20m深处，水的密度为1000kg/m3，重力加速度为10m/s2.求潜水员承受的液体压强是多少？”“一个刀具的刀刃非常锋利，其接触面积很小，为什么这样设计可以使刀具更容易切割物体？”“一个车辆轮胎的宽度比另一个车辆轮胎的宽度宽一倍，但两个轮胎承受的压力相同.请问哪个轮胎对地面的压强更小？为什么？”“一个流体以速度v在一个管道中流动，管道的截面积为A，流体的密度为ρ.求该流体对管道壁的动压强是多少？”这样结合物理压强教学活动的开展、对比分析教学指导的实施，教师就能逐步构建多元化的对比分析教学活动体系，引发学生对课程知识的主动思考，强化学生应用物理知识对生活中实际问题进行处理的能力，从而切实保障学生的学习能力得到全面提升，为学生物理核心素养的形成创造良好的教学条件.

4  结语

综上所述，从比对观察的视角对物理教学活动进行改革创新，能构建全新的物理教学指导体系，引导学生对物理课程知识的思考和探究，使学生能在学习实践中获得积极的学习体验和感悟.因此，新时期初中物理教师在教学实践中，应该重点审视比对观察教学活动的需求，并基于物理核心素养教育的多元化实施，积极探索教学活动的创新，为学生物理核心素养的培养和生成创造良好的条件.

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022：4.

［2］何彩霞.化学学科核心素养导向的大概念单元教学探讨［J］.化学教学，2019（11）：44-48.

［3］石堯，孙晓兵，宋兆敏.新课标下初中物理核心素养研究：物理思想与物理观念［J］.物理教师，2023（05）：32-37.

［4］吴之洋.基于深度学习的初中物理课堂活动教学思考与探索［J］.教育观察，2022（01）：104-107.

［5］阮享彬，葛晓灵.浅谈在物理教学中培养学生观察能力［J］.物理教学，2020（09）：50-52.