初中物理信息化教學的核心素養指向研究

鄭金平（福建省廈門雙十中學）

近年來，核心素養成為描述學科教學目標的重要概念。作為輔助教學的手段，信息化教學的運用必須與具體的教學目標結合起來，才能彰顯其輔助教學、促進教學的作用。筆者以為作為初中物理學科的教學，在其中要思考兩個問題：一是信息化教學如何更好地促進學生理解物理知識；二是信息化教學如何更好地實現核心素養的培養。帶著對這兩個問題的思考，筆者在教學中進行了積極的實踐與反思，現以滬科版《物體的內能》一內容的教學為例，談談筆者的實踐過程與該過程中的思考。

一、初中物理信息化教學與核心素養的關系

《物體的內能》這一內容的教學中，滬科版教材設計簡潔、直接。其以“分子動理論”的內容引入，然后通過類比的方式，讓學生認識到“組成物質的分子在永不停息地做熱運動”，所以“每個分子都具有動能”；因為“物質的分子之間存在引力和斥力并有間隔”，所以“物質的分子之間還具有勢能”。這樣的描述當然是沒有問題的，但是考慮到學生對這個結論的理解，又不能如此直接地講授，此時借助于信息化教學的思路，用信息技術手段來輔助教學，以讓學生在理解分子動能與分子之間的勢能這兩個概念時，有著更為具體的思維對象，從而建立起關于這兩個概念的準確認識。

之所以考慮到信息化教學在此發揮作用，首先是因為分子概念本身就比較抽象，這對于習慣形象思維的初中學生而言是一個不小的挑戰，在抽象的分子概念的基礎之上再學習物體的內能，則是抽象基礎上的抽象，學生當然會遇到困難。克服這個困難的辦法，唯有將學生看不到的分子世界用形象的方法或宏觀的表征體現出來，而信息技術就能夠發揮不可替代的作用。這就是信息化教學的基本思路，從核心素養的角度來看，引導學生從微觀視角建立“物體的內能”的認識，既是培養學生的“物質觀”（物理觀念的組成要素之一），又能夠培養學生的“能量觀”（物理觀念的另一個組成要素）；借助于類比的方式，讓學生在對宏觀物體的動能、勢能概念的基礎上，演繹得出分子的動能與分子之間的勢能，這體現出科學思維的基本特征；借助于信息化教學，學生在思維對象形象化的過程中，可以完成更好的探究，因而科學探究存在其中；至于此過程中的態度與責任則取決于學生的認識與教師的引導。總的來說，當采用信息化教學的方法讓學生的學習對象更加清晰時，學生不僅可以更加順利地建構知識，還能夠實現物理學科核心素養的培養，從這個思路來看，在初中物理信息化教學中，是可以更好地利用其實現核心素養的培養。

二、基于核心素養培育的信息化教學的實踐

在《物體的內能》這一內容的教學中，信息化教學可以這樣設計：

首先，用一個表示分子熱運動的視頻（可以使用“布朗運動”的視頻，網上可搜）或動畫（可用flash中的編程語言，相對專業，可請精通該軟件的老師協助），幫學生回憶分子熱運動的情形，更主要的是幫學生建立分子熱運動的表象。這是物體的內能概念建立的思維基礎——由于有了信息技術手段的輔助，學生大腦中有關于分子運動的表象非常清晰，這對于學生認識分子具有動能非常有益。至于分子間的勢能，還需要教師在信息化教學的過程中進一步引導。

其次，引導學生建立分子勢能的概念。信息化教學在此過程中的運用要配合類比方法的運用來進行。宏觀世界中，一個被舉高的物體之所以具有重力勢能，“舉高”只是一個直接原因，本質上是因為地球與被舉高的物體之間具有相互作用的引力（動畫演示），因此重力其實并不是只屬于被舉高的物體，而是屬于物體與地球組成的系統；同理，發生彈性形變的物體之所以具有彈性勢能，也是因為彈性形變的物體的不同部分存在相互作用力（動畫演示），因而彈性勢能屬于系統。相應地，分子之間由于相互作用的引力和斥力——這是信息化教學的一個核心環節，教師可采用動畫的方式顯示兩個分子遠離（大于平衡距離，這個不要顯示）時顯示出引力，接近時顯示斥力。筆者設計動畫時是選擇其中的幾個分子作為研究對象，顯示引力時自動顯示為紅色（表示力的箭頭向內），顯示斥力時顯示為藍色。這樣非常形象，學生的印象就非常深刻，就能夠認識到由于引力和斥力的存在，分子之間存在著分子勢能。

最后，借助于信息技術手段，將類比得出的結果用類似于思維導圖的動態圖生成，這一個環節一線教師相對比較熟悉。

在以上教學設計與實施的過程中，信息化教學的輔助作用體現得非常明顯，從一開始的利用視頻或動畫為學生的思維提供形象的對象，到后來的結合類比的方法，讓學生在動畫演示的基礎上認識到勢能屬于系統，然后再與分子之間的作用力情形進行類比。在這樣的過程中，信息化教學看似體現得不是聲光電俱全，但實際上這些現代教學手段運用得恰到好處，其激活的是學生的思維，促進的是學生對物理知識的建構，起到的是真正的輔助作用——輔助了學生對分子世界的認識從作用觀走向了能量觀，輔助了學生運用自身的思維建構出物體的內能的認識，輔助了學生的自主探究過程，輔助了學生生成科學的態度。顯然，這正是物理學科核心素養落地的表現。

三、核心素養下初中物理信息化教學的展望

今天的初中物理教學已經走過了當初信息技術引入課堂時的新奇感，人們不再追求信息技術的呈現新奇感，而是切切實實地追求其實效。顯然，這就需要教師研究信息化教學的本質與作用。

毫無疑問，信息化教學在初中物理教學中的應用，能充分體現出學生的主體地位，能幫助學生實現自主學習、合作學習、探究學習，能夠使學習社會化和學習終身化成為可能，同時進一步的研究還發現，信息化教學還能有效地激發學生的學習興趣，提升學生實踐能力和創新精神，促使初中物理教學效果得以有效提升。今天的教學在追求教學效果的時候，顯然應當從物理學科核心素養的角度來衡量教學效果，于是信息化教學也就有了明顯的核心素養指向。

其實，有了核心素養指向之后，初中物理信息化教學的思路往往更容易明確：一個教學環節中具體應當如何尋找信息化支撐，關鍵就看能夠借助于該知識的教學，培養學生什么樣的物理學科核心素養。抓住這樣的一個關鍵，那信息化教學就更有針對性，教學輔助的作用也就發揮得更加徹底，信息化教學與核心素養之間的銜接也就更加緊密。