指向物理關鍵能力的教學設計策略

沈援園

摘 要：物理關鍵能力是物理核心素養的重要組成部分，初中物理核心能力可以概括為四個方面：概括理解，實驗探究，實踐運用，求實創新。根據課程標準及教材，以蘇科版“杠桿”為例，結合相關理論，通過統整前后知識點的聯系，創設合理情景，指向物理關鍵能力，優化教學設計。

關鍵詞：物理關鍵能力;概括理解;實驗探究;實踐運用;求實創新

當前初中物理教學，在課時緊張及考試分數的壓力下，多以傳授知識為主，教師能講得清，學生能聽得懂，教學就算成功。隨著素質教育的發展，評價標準的改變，學生會越來越多地面對新的情景，需要運用物理關鍵能力應對這個日新月異且紛繁復雜的世界。因此在初中物理教學中要特別重視對學生物理關鍵能力的培養。這不僅是素質教育的需要，也是當前教育改革的方向。

關鍵能力是指學生在課程學習過程中形成的具有典型學科特性、與特定學科素養相關聯的特殊學科能力，具有基礎性、主干性和發展性等特點，是方法能力和社會能力的進一步提高。

關鍵能力的培養，可以貫徹在物理學習的整個過程中，在物理課堂上培養學生的關鍵能力，老師的指導性和啟發性顯得更加有效。教學設計是根據課程標準的要求和教學對象的特點，將教學諸要素有序安排，確定合適教學方案的設想和計劃。教學設計是課堂教學的靈魂。而指向物理關鍵能力，整合優化教學設計尤為重要。統整優化后的教學設計可以將四個關鍵能力合理地分配、落實到教學的各個環節里面。

下面以蘇科版第十一章第一節《杠桿》為例，研究指向物理關鍵能力的教學設計策略。

一、指向關鍵能力的教材分析

教材在第八章分別各用一節介紹了力的作用效果和平衡知識，本節從新的角度，在不同層次上研究了這個問題，其內容是前面所學知識的擴展，也是后面滑輪、斜面等其他一些簡單機械的基礎，是本章第二節的主體內容。杠桿平衡條件是貫穿于全章的主線，起到統領全章的作用。

二、指向關鍵能力的學情分析

學生已經學習了力、二力平衡、壓強和浮力等知識，對于一般物理研究方法有了初步的認識，可以把這些方法實踐運用到杠桿模型的構建中。杠桿既是對前面所學知識的概括和深化，又是學習功、功率和機械效率的基礎，通過杠桿的學習可以提高概括理解能力。學生認識從平動到轉動，從二力平衡到杠桿平衡，其跨度較大，學生容易混淆。所以教學過程中要設置階梯，讓學生有思維跳躍的平臺。

三、指向關鍵能力的設計策略

1.創設情境，引發探究的欲望

教師通過讓學生剪繩子的比賽（一把省力，一把費力，還有一位同學沒有工具），提出疑問并引出要研究的問題——杠桿。由簡單到復雜是我們認識事物的一個過程，為學生學習知識創造了一個良好的開端，引發實驗探究的欲望。

2.證據論證，理解概括得新知

組織學生分組體驗：用剪刀剪斷電線，用鑷子夾鐵釘，用瓶起子開汽水瓶，并在操作過程中思考以下幾個問題：（1）工具的材質在軟硬程度上有什么共同點;（2）在工作中發生了怎樣的運動;（3）在什么條件下它們才能這樣運動。引導學生抽象出它們的共同特點，歸納杠桿的概念。這種發現學習法有助于發揮學生的潛力，激發他們探究未知事物的興趣，培養概括能力。

在學生掌握了杠桿的概念后，讓學生列舉生活中熟悉的杠桿。這樣的設計不僅訓練學生從復雜多變的工具中抽象出杠桿的模型，還培養了學生的抽象思維能力，學習了“模型法”等科學方法。

3.增強體驗，實驗探究落到實處

力臂的構建是本節課的重點和難點。對“蹺蹺板”模型二次利用，“蘋果對木板的力大，李子對木板的力小”。力大的離支點遠，說明力對杠桿的作用效果不僅與力的大小有關，還與距離有關?！暗降资鞘裁淳嚯x，是不是支點到作用點的距離？”接下來老師設計實驗來驗證。老師準備兩根相同的鐵絲，一根用繩子系住中點，保持平衡，平衡的原因是左右重心到支點的距離相等。另一根同樣用繩子系住中點，如果將右半部分彎折，在沒有改變支點到作用點距離的情況下，左半部分不在水平位置平衡，改變了力對杠桿的作用效果，說明距離不是支點到作用點的距離。為了突破此難點，老師設計學生分組實驗。在原有杠桿模型的支點處設計一個圓形凹槽，左邊在凹槽的邊緣處懸掛兩個鉤碼，右側用不同的力拉，每次保證拉力的作用線都沿圓的切線方向，且都讓杠桿在水平位置保持平衡。力對杠桿的作用效果相同，每次拉力都相同，歸根結底是每次支點到力作用線的垂直距離相同，引出力臂的概念。

對于力臂的作圖，老師三次利用“蹺蹺板”模型，設計三組作圖：（1）做出力垂直杠桿的力臂。（2）做出力不垂直杠桿的力臂。（3）做出不掛重物時，杠桿的力臂。例題由低起點出發，層層遞進并總結方法。這樣設計的目的是：不僅讓學生知道力臂不一定在杠桿上，而且為下一節課，探究杠桿平衡條件時，實驗前調節杠桿水平位置平衡的目的做好鋪墊。

4.拓展分析，遷移應用的實踐

回到本節課的引入，利用“杠桿”模型分析同是剪刀，作用效果卻大不相同，原來是動力臂的長短不同，力對杠桿的作用效果不同。這樣設計的目的同樣為下一節課的杠桿平衡條件做好鋪墊。

參考文獻：

[1]李寶銀.初中物理核心素養與關鍵能力的研究[J].物理教師，2018（2）.

[2]邢紅軍.密度概念教學的高端備課[J].教學與參考，2013（8）.

[3]葉兵，孫德生.初中物理核心素養與關鍵能力的研究與測試實踐[J].物理教學，2017（12）.

編輯 馮志強