基于关键能力培养的初中物理教学实践探索

关键能力具有综合性，集成了创新思维、团队协作、认知技能和职业素养等多种要素。物理学科的主要特点是实践性，对学生提出了较高的关键能力要求。教师在教授学生物理知识的同时，也要发展他们的关键能力，结合物理学科的特点，做好教学方案和教学活动的设计与组织工作，统筹课内外教育资源，组织学生开展多样化的物理学习活动，并在其中渗透物理关键能力和基本知识要点，从而培养学生的知识运用和触类旁通能力。这需要教师深刻解读初中物理关键能力，在了解其基本内涵的基础上，围绕关键能力培养目标，探索有效的初中物理教学策略，从而优化物理教学效果，推动学科教学改革的深入实施。

近年来实施的新课改为教师提供了明确的教学方向，强调了学科关键能力在个人终身发展、社会发展和教师工作中的基础性、重要性、必要性。为此，在新时代教育背景下，初中物理教师应摒弃传统教学框架，将教学重点由提升学生成绩转变为培养其关键能力，鼓励学生从被动的知识接受者转变为积极主动的学习者和实践者，这需要初中物理教师在持续的关键能力培养实践中，归纳出有效的教学模式。

1 初中物理关键能力阐述

物理高考改革提出了根据课程标准考查学生关键能力的要求。北师大物理教研专家明确指出了学科关键能力是学生必备的物理核心素养，并详述了其内涵，认为它是学生学习物理知识、解决物理问题的基础，可以起到心理调节作用，促使个体的心理和行为处于稳定状态，凸显个体的物理学习效果。物理学习包含两个关键环节：一是“知识输入”，即吸收并领悟新概念；二是“知识输出”，即将所学知识应用于问题解决中，实现技能的运用。

物理核心素养在《义务教育物理课程标准（2022年版）》中被划分为深入学习理解、实践应用以及迁移创新这三个关键能力。其中深入学习理解能力指的是知识获取途径，即物理学习能力，其涵盖物理学习的知识记忆、经验识别、确认、归纳等多元理解活动，由观察、概括和关联这三种能力构成；实践应用能力指的是应用知识和经验的能力，即实施、解析、解决特定物理活动、物理现象和物理问题所需的知识要点、实践经验及思维能力，对应物理现象、物理问题、问题解决方案的解析能力、推测能力和设计能力；迁移创新能力指的是深入实践运用知识和经验的能力，即应用物理原理、个人实践经验及科学方法处理未解难题，探寻并创造新知识与创新方法的能力，即物理创新所需的推理能力、发散思维、批判思维等能力，分别对应直觉联想能力、迁移与质疑能力和模型建构能力。

2 基于关键能力培养的初中物理教学实践策略

2.1 在物理教学中培养学生实践应用能力

（1）利用生活素材培养分析解释能力

初中物理作为物理学习的基础，对初次接触的学生来说颇具挑战，且物理概念抽象复杂，不易于学生直观理解和掌握，加大了他们的实践操作难度。然而生活情境成功解决了该问题，教师在掌握学生实情的基础上，通过巧妙结合日常生活和物理教学，揭示二者之间的关联，引导学生在生活中学习物理知识，可以帮助他们深入理解物理规律。

例如，在“熔化与凝固”一课中，教师可以通过设问引入新课：“冰块在烈日暴晒下会发生何种变化？”让学生根据日常生活经验，明白冰可以转化为水，接着继续提问学生：“是否存在看不到的一些变化呢？”以此启发学生的思维，引导他们主动联想：冰经升温后会由固态转变为液态最终转化为气态。随后用一句话导入本节课的内容：“某种条件下，物质的三态可互相转换。”本节课要求学生掌握固体到液体的转换过程，为此，教师可以拿出提前准备好的蜡烛，让学生分析为什么蜡烛点燃后会有蜡油滴下，解释固态物质熔化后变成液体，如冰化成水，液体凝固后转化为固态，如水结成冰的原因；接着引入如下问题：“将钢材置于阳光直射下，是否会出现熔化现象？”学生凭生活常识回答：“不会，因为钢的熔点高于冰的熔点。”此时，教师可以继续追问“物质在熔化时温度会上升吗？”借此驱动学生从生活中质疑，并通过实验验证该假设，从而帮助他们深化理解知识。

（2）利用模拟环境培养推论预测能力

科学推理指的是依赖现有科学理论，为解决、解释科学问题和自然现象而实施的推断、求解和分析活动。科学论证主要用于解决不明科学问题，探索式论证主要针对开放性科学议题，是个体为支持己见质疑对立观点而实施的社会性协作，可以在解决问题的同时达成知识学习目标。在初中物理教学中，教师可以组织学生探究“应用光的折射原理”，鼓励他们进行科学的推理和解释，以此提升其逻辑思维和表达能力。

教师可以先提问学生：“物体在水中看比实际位置显得更高，如水浅处见底、筷子在水中折断现象等，那么，在水里看陆地会怎样？”学生通过讨论得出：“根据光折射原理可知，在水中观测岸上的物体时，会看到一个高于实际物体的虚像。”接着，教师可以让他们用实验论证该观点，拿出提前准备好的玻璃缸、水下相机等实验材料，先让学生在水槽底部放置物体和摄像机，选定视角，然后拍照。接着将水下摄像机定位于水槽中，加入水使摄像机没入水中，并使用遥控器成像，最后对比两次成像结果。学生通过仔细观察发现：水中观测岸上的物体时，确实会看到一个高于实际物体的虚像，这证实了先前的回答是正确的。像这样学生在思考教师提问的同时，会凭直觉作出相应的猜测与推理，从中获得直觉猜想能力的提升；且个别学生结合实验观察和个人生活经验，通过理论与实践的结合，不仅可以简化问题，还可以提升自身的推论预测能力。

（3）利用物理实践活动培养综合应用能力

物理和生活密切相关，对学生实际运用技能、实践操作能力的发展意义重大。引导学生在实验中应用物理知识解决实际问题，可以锻炼他们的思维能力，帮助学生理解物理知识在生活中的实际应用，提升他们的实践能力。然而，丰富的物理实践也可以提升学生的学习效果。为此，教师可以让学生选择自己感兴趣的项目开展小组探究学习活动，并在其中运用自身所学知识和生活经验。

如教师可以组织学生围绕交通工具、各类材质、水火箭模型与风力发电机等要素，开展探究、设计、对比等实践活动。让他们以问题为导向，搜集项目研究所需资料，制定研究方案，进行实物的制作与测试。利用此类活动，驱动学生将理论知识应用于实践，在实践中深化理解，进而实现知识的内化吸收。然后，教师可以鼓励学生把自身所学知识运用到社区服务中，如开展节能物理常识、交通安全知识宣讲活动，为居民提供二手物品和低碳生活理念的物理性能检测与宣传服务等。这些活动可以在服务社区的同时，也让学生在实际操作和互动中收获成功，进而激发他们的学习热情，提升其实践技能。此外，也可以围绕特定主题，组织学生与组内成员灵活运用实物、视频、PPT等展示方式，合作设计实践成果展示方案。在此期间，各组学生需要在展示前做好充分的准备工作，并在展示期间与组内成员沟通探讨。该学习方式强调集体协作，旨在培养学生团队协作技能，通过共享成果评估学生学习成效，可以让学生在实际操作与展示中实现知识的有效迁移与应用。而成功体验是激发学生内在学习欲和探索欲的关键点。学生在自主设计、执行和总结此类活动的过程中，会逐渐产生学习兴趣，获得学习效果、知识应用能力和解题能力的提升，进而主动创新、积极实践，向着全面发展的方向努力。

2.2 在物理教学中培养学生学习理解能力

（1）通过提炼要点，增强关联整合能力

学生学习知识需要建立在“解性记忆”基础上，它强调通过理解构建记忆，更清晰、持久地储存知识，可以帮助学生更准确地提出自己的学习意见。在建构主义教学导向下，初中物理教师应鼓励学生主动参与课堂学习，在实践中自主构建物理知识，发挥学生的学习主观能动性，鼓励他们自主探索物理现象，发现潜在的物理原理，改变学生死记硬背的学习方式，帮助他们掌握物理概念和规律的关联整合法。

如在教授“升华”现象时，教师可以组织学生开展物理实验，让他们依据物理教材示例，直接用酒精灯加热碘，观察碘由固态变为气态的过程，随后，教师可以提问学生：“碘的熔点和沸点分别为113.6℃、184.25℃，而酒精灯火焰在400～500℃范围内，那么，直接用它加热碘，是否会出现碘先熔化的现象？实验数据显示，与碘的熔点相比，酒精灯温度更高，因此碘在特定环境下会发生熔化，从固态变为液态。那么，如果要检验碘的升华现象，应当怎样改进实验？”用该问题激发学生的思考欲望，驱动他们创新性地借助“水浴法”对碘片进行加热，让学生认真观察实验中产生的碘蒸气，并适时鼓励他们思考总结实验原理：装碘锤的烧杯内虽然装有热水，但是由于水温未超过碘熔点，因此碘不会由固态转变为液态，而碘锤实验中产生的碘蒸气是碘的升华现象，借此帮助学生理解什么是升华，即直接由固体向气体转变的过程。最后，为锻练学生的关联能力，教师可以引入与升华原理有关的实际问题，借此驱动学生运用自身所学知识，找到实际问题解决办法。

（2）基于事实培养观察概括能力

解析复杂物理机制需结合研究对象或问题的独特性，在实证观察的基础上，深入探究关键因素，找到它们的共性和实质特性，从而掌握物理概念的产生逻辑。而该目标的达成关键在于创设丰富且真实的科学情境，以此帮助学生建立完善的知识体系，掌握物理综合技能，明确相关概念。

如教师在讲解“力”概念时，可以先让学生绘制出运动员对平衡木、锤子对钉子、斜面物体对斜面这三种作用力，然后引导他们探讨这些力的共性。为了让学生通过表象发现力产生的根本原因，教师可以让学生根据大小、作用点和方向这三个力的要素进行归纳总结，进而了解这三个力与物体接触面和受压物体间存在垂直作用力与指向力，这就是“压力”，让他们基于事实对事物本质特征进行归纳，在科学概括的基础上掌握“压力”概念。

2.3 在物理教学中培育学生迁移创新能力

初中物理教学应遵循特定逻辑顺序，依据学生的认知发展规律，实行逐级深入的螺旋式教学方法。通过渐进式、系统化的拓展迁移和知识学习，改变学生原有的知识结构，进而形成新的认知，要引导学生运用旧知学习新知。迁移创新需要建立在已有的知识技能基础上，更需要运用一系列知识技能，因为其概念关系着个体的新知构建，完善的知识体系是培养学生问题解决能力和创新能力的关键点。

（1）利用教学情境培养直觉联想能力

学生对物理学习的好奇心，是优化其物理学习效果的关键点，对物理好奇的学生会积极主动地投入物理学习中，获得理想的学习效果、新的学习体验，体会到物理学习的魅力。为此，有效教学需要充分利用学生好奇心。尤其是初中物理教学更容易发挥学生好奇心的优势。产生物理学习欲望后，学生会展现出更强的主动性，更热衷于问题的观察、思考和探索活动，珍视实验过程，感受到物理学习的魅力。因此，物理教师要利用好学生的好奇心，利用新奇的教学情境调动他们的探索热情。

如在实际课堂教学中，教师可以让学生通过联想理解“拉伸形变”概念，让他们主动联想：拉-反方向的两个拉力-会产生“伸”的结果-出现伸长现象，进而导致纵横向变长、变细。强化拉伸二者关联，使学生深刻领会形变原理，并由此触类旁通。接着，教师引导学生利用形变原理联想压缩和弯曲等形变现象，让他们在联想中感悟到不论是“发光强度”还是“反冲运动”等，这些概念都可通过顾名思义法理解。像这样，初中物理教师在实际课堂中有意识地引导学生联想，鼓励他们主动探索，可以培养其良好的思考习惯，增强他们的联想力。

（2）利用实验设计培养迁移与质疑能力

在初中物理教学强调学生的主动设计与实践操作，认为这关系着他们理解和掌握物理知识的程度。为此，初中物理教师应注重设计和操作能力的培养，鼓励学生主动应用所学知识，创新设计实验活动，精确记录实验数据，理性分析实验成果，通过解析实验现象、揭示物理内涵，达成深入学习目标。

如教师在讲解“平面镜成像”现象时，可以加强与学生的互动，结合实践教学和可视化教学法，让学生在理论与实际的结合中，理解并主动猜想该现象的特点，在此期间，教师要将课堂主导权交给学生，鼓励他们自由讨论，让他们利用集体的智慧和力量，以小组的形式设计平面镜成像特性的验证实验。首先，在学生基本完成实验设计后，教师可以让学生观看电子白板中展示的实验模板，让他们以此为标准，检查实验设计中的实验目标、实验步骤、实验器材等是否符合模板要求，并让他们自主改善实验设计。其次，教师也要做好学习指导工作，在恰当时机为学生提供指导。再次，在学生的最终实验设计完成后，教师要让他们联系实际生活，运用自身所学物理知识，和组员共同确认实验设计的有效性和实践性，在自主反思与总结的基础上，确保实验设计的实用性和科学性。最后，在自主实验环节，教师需要将提前准备好的实验器材发给学生，并激励他们自主核查实验流程，同时，也要动态跟踪他们的实验过程。如教师在平面镜成像实验中，要扮演好引导者，密切关注学生对两节电池玻璃板安装点，鼓励他们主动调整并优化，以此确保实验数据的精确性和实验结论的真实性。当发现学生存在不当实验操作行为时，教师须及时引导并督促他们自我纠正。该教学模式注重学生的主动参与和实验操作，符合关键能力培养标准，能促进学生在深度掌握学科知识的同时，做到灵活应用。如此，教师鼓励学生质疑，评估实验步骤，批判性地提炼优点，完善缺点，以此优化实验设计，不仅可以提升学生的科学思维能力，也可以促进其创新能力的发展。

（3）利用课程模型培养模型建构能力

模型建构是最关键的科学思维之一，模型可以象征性地描绘物体、现象或过程等，其构建需要经历一个创新和优化的过程。为此，教师应当在传统探索式课堂中融入模型构建教学思维。在教学实践中引导学生观察真实物理现象，让他们通过讨论掌握建立物理模型需考虑的关键要素，了解需要达到的条件要求，据此设计实验流程；同时，在学生解析数据、解读现象和提炼法则时，教师要让他们掌握规律或模型的建立基础，了解对应的课程模型，评估它们在实际应用中的优势与不足，明白模型和规律的使用前提与适用领域，并培养他们在多样情境中的建模解题能力。

如教师在指导学生构建“自由落体运动模型”时。可以先让学生用实验验证空气阻力会影响物体下落速度，随后，提问学生：“在不考虑空气阻力的情况下，物体下落规律是否相似。”先让学生选择具体的探究模型，由于静止物体在重力作用下的自由落体运动过程，这种理想情况仅限于真空环境，所以学生需要在有空气的条件下进行此类实验，且要选择空气阻力影响相对微小的物体，以尽量减小实验干扰，达到接近真空的理想状态；此外，在实际研究中，对于体积小、质量均匀的物体，学生可以将它简化为质点模型，只需要观察该物体速度在某一点的变化情况。接着组织学生开展定量探究活动，借此帮助他们掌握自由落体运动规律，最后，教师可以引入如下问题：“课桌边沿的橡皮需要多少时间滑落到地面，若同样的事情发生在月球上，那么橡皮的下落时间会有何变化？”像这样，教师借助课程模型开展物理建模教学，让学生通过亲身体验科学建模过程，深入领悟物理建模思想，可以促使学生更深刻地理解和掌握知识。

2.4 在真实评价中提升物理关键能力

在初中物理复习课中，教师应重新审视授课内容，通过创设新颖情境，激发学生积极参与评价活动。教师在复习课中不仅要引导学生回顾并评估先前所学的知识与技能，也要组织他们开展问题探究、评价活动，借此推动学生能力的不断提升。这需要教师遵循学生的认知发展规律，通过问题设计和评价体系的升级，推动学生逻辑思维的进一步发展，进而达成关键能力进阶目标。

如教师在教授“物体的运动”一课时，可以采用如下思路：判断物体是运动还是静止，是理解力和运动的基本规律的关键点。那么，怎样确定物体是否在运动呢？对于一个运动的物体来说，它的运动方向是否会发生改变？物体的运动速度是否会发生变化呢？在此基础上，设计三个课程评价活动：首先，通过分析天问模型的相对运动特性，探讨运动的相对性原理，旨在夯实学生的深入学习理解能力；其次，分析天问模型的速度表现，定义并比较物体运动速度，旨在夯实学生的实践应用能力；最后，评估天问模型速度变化，旨在夯实学生的迁移创新能力，利用这三个活动循序渐进地开展课堂评价活动，进而循序渐进地巩固学生的关键能力。

此外，教师也要重点强化学生定义能力，循序渐进地利用基础概念如直线运动、曲线运动和匀速运动、变速运动等，进一步引导学生创新性地采用比值定义法，深入理解“速度”这一核心概念。如让学生思考：若要比较两个物体在不同路程和速度下的运动快慢，可以使用公式：速度=路程/时间，先计算每个物体在给定时间内的行驶路程，然后用这个路程除以对应的时间，得出各自的速度，进而根据速度大小确定物体运动快慢，出于人们认知习惯考虑，特用m/s表示速度，那么，用 F/S、m/V表示压强P和密度ρ的原因是什么……？此类比值法定义与人们认知习惯是否都契合？借此引导学生触类旁通，帮助他们初步掌握从特定角度给予定义的方法。在时间允许的情况下，教师可以给出一组与天问一号火星近火制动有关的数据，在此基础上让学生探究天问一号的运动状态，在学生掌握物体运动速度定义后，教师可以鼓励他们用600t/s对速度变化快慢进行定义，借助此题衡量学生定义能力，在评价学生的同时，推动其关键能力的发展。

3 结语

总的来说，关键能力的培养与发展，是初中物理实践教学的核心目标，也是教师应当关注的教学重点。为此，初中物理教师在实践课中应强调创新，根据物理关键能力，确定具体的教学目标与教学任务，利用生活素材培养学生分析解释能力，利用模拟环境培养推论预测能力，利用物理实践活动培养综合应用能力，达成学生实践应用能力培养目标；通过提炼要点增强关联整合能力，基于事实培养观察概括能力，达成学生学习理解能力培养目标；利用教学情境培养直觉联想能力，利用实验设计培养迁移与质疑能力，利用课程模型培养模型建构能力，达成学生迁移创新能力培养目标，同时也要在真实评价中进一步巩固发展学生的物理关键能力，让物理课堂成为培养学生关键能力的主阵地。