核心素養下的物理教學再優化
——人教版和蘇科版物理教材的比較與教學設想

梁莉紅

（萍鄉市第六中學，江西萍鄉 337000）

教材是最重要的教學資源，不同版本的教材凝聚了不同編寫人員的智慧和思想。通過比較、研讀不同版本的教材，教師能得到新的啟示。結合自身的教學實踐，一線教師能在教學過程中更好地培養學生的必備品格和關鍵能力，落實發展學生的核心素養。

一、人教版和蘇科版教材的編寫思路對比

教材作為課程標準的解釋和載體，根據不同年齡段學生的生活經驗和成長特點而編制，包含了落實核心素養發展目標的基本知識內容。

以人教版《物理》八年級下冊第十章第三節“物體的浮沉條件及應用”為例，該節內容承接了之前的浮力概念和阿基米德原理，與前文構成了完整的浮力知識體系。該教材從受力分析入手，利用阿基米德原理和二力平衡知識展開討論、分析，總結出物體的浮沉條件，并將浮力、重力、二力平衡、密度等知識緊密地聯系起來，綜合運用了力學知識，教會學生觀察浮沉現象，最后過渡到社會生產、生活應用。

再看蘇科版《物理》八年級下冊第十章第五節“物體的浮與沉”，該教材以活動開篇，創設意境，突出物理知識的趣味性，激發學生的學習積極性，旨在通過探究活動讓學生自己得出物體浮沉的條件，實現從物理現象到物理本質的飛躍。

二、人教版和蘇科版教材的對比反思

人教版教材從受力分析入手，雖然學生學過二力平衡、力和運動知識，但學生的感性認識不足，難以理解抽象的物理情境，遷移能力不強。在生活實踐中，學生對物體浮沉現象形成的錯誤理解，阻礙了學生對物理概念和規律的認識，干擾了學生的思維。

蘇科版教材以活動開篇，激發學生的興趣，但活動過程中，學生很難自發地運用二力平衡、力和運動的抽象關系，進行受力分析。在探究環節，大多數學生無從下手，找不到方法且很難得出結論。教師在引導學生開展活動的過程中，需要著重優化教材內容，從學生已有的生活經驗出發，進一步過渡到理論教學。

三、人教版和蘇科版教材的教學設想

為了優化課堂教學，綜合兩版教材的編寫特色，筆者以核心素養為導向，對這堂課做了如下教學設想。

（一）以知識為主線推進教學，引導核心概念

知識是能力的基礎，沒有知識就沒有能力。核心素養特別強調了對科學知識、核心概念的理解和靈活運用。本課通過探究活動“觀察物體的浮與沉”和“改變物體的浮與沉”的分析、推導，得出核心概念——“漂浮”和“懸浮”，進而讓學生通過概念，理解相關生活現象。本課堂的教學主線如圖1所示：

圖1

（二）以活動為契機，巧設情境，利用認知沖突搭建思維臺階

認知沖突是個體已有的知識經驗與新知識之間存在某種差距而導致的一種認知狀態。通過認知沖突，學生可以認識到之前形成的錯誤概念，建構屬于自己的知識框架。

1.顛覆學生經驗，制造認識沖突。教師在學生已有生活經驗的基礎上設計情境，制造沖突，能給學生帶來強烈的思維沖擊，激發學生的探究欲望。例如，在觀察物體的浮與沉時，教師可以選擇學生熟悉的生活物品，如可樂罐和雞蛋，將可樂罐放入水中，可樂罐會浮在水面上，但從可樂罐上剪下的金屬片會沉入水底；普通雞蛋會沉入水底，但抽去部分蛋清的雞蛋會漂浮在水面上。學生看到的部分現象與實驗前的猜想完全相悖，這更能激發學生的探究欲望。

2.構建物理模型，引起認知沖突。在展開系統的學習之前，學生對于生活實踐中的現象和規律會產生自己的概念、觀點和想法，這些從生活經驗中形成的概念稱為“前概念”。教師可以利用雞蛋構建上浮、懸浮、下沉的物理模型，推翻學生的“前概念”，為活動“如何改變物體的浮與沉”搭建思維臺階，對學生原有的認知結構進行重建。

例如，學生會下意識地認為雞蛋在水中的靜止狀態只有一種，即沉入水底。而在教學中，教師演示了雞蛋在水中的三種狀態（如圖2所示），制造沖突，引導學生探究浮力的奧秘，讓學生認識物體沉與浮的條件。

圖2

（三）以問題為導向，層層遞進

在學習過程中，教師需要以問題為主導，為學生搭建思維臺階，層層深入，為理論推導物體的浮沉條件做好鋪墊。

1.從重力與浮力的關系，探究物體的浮沉條件。在本節內容中，理論基礎與探究活動之間的邏輯關系如圖3所示：

圖3

在教學過程中，教師可以根據學生已掌握的知識，提出問題，避免學生盲目地進行活動探究。例如，教師可以從改變物體運動狀態和受力分析的角度，基于實驗情境，提出問題：①圖4（a）所示小紙片在水平方向上受力不同時將如何運動？②如圖4（b）所示，懸掛砝碼的氫氣球將如何運動？③如圖4（c）所示，將系上螺釘的乒乓球浸沒在水中，松手時乒乓球將如何運動？教師的問題層層遞進，受力方向由水平轉為豎直；受力場景由大氣中轉向水中。提問時，教師還可以將抽象問題具體化，深化學生對物體浮沉條件的理解。

圖4

2.從ρ液和ρ物的關系，探究物體的浮沉條件。結合活動“觀察物體的浮與沉”，學生能觀察到金屬片、雞蛋等物品在水中靜止時的狀態，此時，教師可以向學生展示密度表并提出問題：①請結合觀察到的現象，分析上浮、下沉物體的ρ物與ρ水的關系；②玻璃、金屬片的密度均比水大，為什么玻璃瓶和金屬罐能漂浮在水面上？通過問題①，學生能比較輕松地推導出：當ρ物＞ρ水時，物體下沉；當ρ物＜ρ水時，物體上浮。問題②能讓學生產生認知沖突，進而引發學生思考“如何改變物體的浮與沉”，為后續的學習做鋪墊。

（四）以實驗為手段，訓練基本技能，培養關鍵能力

教材提到潛水艇能在水中上浮、下潛或停留在任何深度。當潛水艇懸浮在海水中時，豎直和水平方向上海水分布密度不同，且同一海區不同季度，海水密度的變化規律也不相同，而海水的密度變化會影響潛水艇的漂浮狀態和受力情況。因此，潛水艇是靠改變自重，實現在海水中的上浮和下潛。在課堂上，教師可以用雞蛋代替潛水艇，在配制的鹽水中演示雞蛋的上浮、懸浮和下沉狀態，如圖5所示。在此實驗中，教師在容器的下半部分注入濃鹽水，上半部分注入清水，整杯鹽水的密度分布不均，但總有一個臨界點會使鹽水的密度與雞蛋的密度相等，所以雞蛋能在鹽水中懸浮且現象明顯。通過在雞蛋內加入大頭針或抽取蛋清，教師可以改變雞蛋的自重，模擬潛水艇在水艙里通過注水或排水來改變自重的方式，控制自身的下沉或上浮。

圖5

筆者以物理核心素養為導向，從切入視角、呈現方式、內容選擇等方面比較、分析了兩版教材的編寫意圖，借鑒了優秀的教學資源和教學設計思路，深化了對課程標準的理解，以知識為主線，以問題為導向，以活動為契機，以實驗為手段，積極實施教學，提升學生的思維能力，落實物理核心素養的培養。