加強初中物理課堂訓練培養學生的核心素養

康建平

摘? ?要：教師以“加強課堂上的應用訓練，來培養學生物理學科核心素養”為主線，重點從科學思維、科學探究的角度培養學生的物理學科核心素養，同時結合物理學科的特點和初中生的思維特點，采用靈活的教學形式，運用多種教學手段和教學資源，設計收放適度的教學環節，其旨在研究提高初中物理課堂教學有效性、營造師生互動的濃厚學習氛圍的方法。即通過加強實例分析訓練，培養學生的應用能力;加強母題思想訓練，培養學生的思維能力;加強實驗過程訓練，培養學生的探究能力;加強知識拓展訓練，培養學生的分析綜合能力。此外教師在物理課堂上還要引導學生從“學會”轉變為“會學”，這有利于實現有效和高效的物理課堂教學。

關鍵詞：初中物理;核心素養 ;科學思維;科學探究

中圖分類號：G633.7? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2022）05-0056-05

在新一輪基礎教育改革形式下，讓學生成為學習的主體這一新課程理念獲得普遍認同。我們物理教師應順應教學改革的趨勢，努力實現中學物理課程的總目標，并在課堂教學中充分發揮學生學習的主體性，使學生在教師的引導下主動獲得必要的物理基礎知識和技能;同時使學生初步了解物理學的發展歷程，經歷物理知識的形成過程，感受、認識并運用物理學的基本思想和基本方法，由此可使學生受到科學精神的熏陶，以養成良好的學習習慣和科學態度，并逐步形成正確的世界觀、人生觀和價值觀;同時使學生初步具備現代社會成員所必需的基本能力和科學素養。

基于此，我們物理教師應立足課堂教學，加強實例分析訓練，以培養學生的應用能力;加強母題思想訓練，以培養學生的思維能力;加強實驗過程訓練，以培養學生的探究能力;加強知識拓展訓練，以培養學生的分析綜合能力。同時教師還要引導學生積極參與課堂學習，組織學生進行自主學習與小組合作學習，以激發學生的學習興趣，形成濃厚的課堂學習氛圍，如此可培養學生進行自主學習的習慣和合作學習的能力，進而可讓課堂成為學生學習知識和培養物理學科核心素養的主陣地。

一、加強實例分析訓練，培養學生的應用能力

基礎教育改革強調不僅要讓學生掌握“雙基”，還要注重學生核心素養的培養。物理學科核心素養是學生在學習物理的過程中內化形成的物理觀念和科學思維，是在應用所學物理知識解決實際問題的過程中形成的科學探究方法和科學態度。因此在培養學生物理學科核心素養的過程中，需要教師引導學生加強實例分析和專題訓練，并使其經歷教師的例題分析過程，包括思路引導、方法總結、解決問題的過程性分析過程和解題格式的示范性板書過程，由此可培養學生的分析與綜合、歸納與演繹、推理與論證能力，以及嚴謹的科學態度和責任，進而可實現學生物理學科核心素養的全面培養。

例如：（2021年河北中考第25題）斧子的斧頭變松了，人們常用撞擊斧柄下端的方法使斧頭緊套在斧柄上，這是因為? ? ? ? ? ? 。這樣斧頭就會牢牢地套在斧柄上了。斧柄下端撞擊凳子時，以斧柄為參照物，斧頭是? ?（選填“運動”或“靜止”）的。請在圖1中畫出斧頭所受重力的示意圖。

本題考查了慣性概念的分析和應用、運動和靜止的相對性以及畫力的示意圖等知識，既考查了學生對基礎知識的理解，又突出了重點內容的應用，既考查了過程分析，又考查了語言表達。同時結合課本素材，以不同的物體為參照物分析了物體的運動情況以及物體的受力情況等等。這些都體現出物理學科對學生學習的要求，即在理解物理知識的基礎上，通過練習、應用來使學生達到掌握方法和規律，培養分析、解決問題的能力，提高物理學科核心素養的目的。

二、加強母題思想訓練，培養學生的思維能力

教師在初中物理課堂上進行典型例題分析，同時設計“一題多解” “一題多變”的發散思維訓練，如此可引導學生建立母題思想，進而通過條件變換可深層次夯實學生對概念、規律內涵和外延的理解。同時深入剖析、總結典型例題的分析過程和解題技巧，如此可使學生達到舉一反三、理解知識、把握規律、靈活應用、提高能力的目的。

例如：（2021河北中考第24題）如圖2所示是一幅撐竿跳高的圖片。關于撐竿跳高運動涉及的物理知識，回答下列問題。

（1）問題：運動員對竿的力的作用效果是什么？回答： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）請從機械能角度提出一個問題并回答。

問題：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?？

回答：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

本題主要考查機械能的有關知識。對運動員被彈起的過程進行受力分析，并結合運動員的運動變化過程分析其機械能的轉化。教師在引導學生分析時，最重要的就是引導學生抓住三個核心問題：一是具有什么形式的能;二是不同形式的能的大小變化;三是不同形式的能是如何轉化的，如此可讓學生知道如何著手設問、明確解答思路。同時教師還可以拓展機械能的相關題型，如蹦極、彈簧彈起、蹦床以及火箭發射、隕石墜落等，然后結合其運動過程中的平衡態和非平衡態分析物體的受力，推導其運動的變化，判斷其機械能的轉化。

例如：（2020河北中考第25題）蹦極是一種運動游戲。圖3中A點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，B點是游戲者所能到達的最低點。當游戲者離開跳臺向A點運動的過程中（忽略空氣阻力），其重力勢能逐漸轉化為? ? ? ? ? 能;游戲者從A點到B點的過程中，繩子具有的? ? ? ?? ? ? ? 能逐漸增加;到達B點時游戲者受到的彈力大于重力，所以游戲者在B點時? ? ? ? ?（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態。

本題結合蹦極運動員的下落過程，分析運動員所處不同位置時的運動情況、受力情況和機械能的轉化情況。本題的難點在于未標出平衡狀態的位置，需要直接分析在彈性繩原長和運動員處于最低點兩個非平衡狀態。因此，教師在引導學生分析該運動過程時，可分解出如圖4所示的三個位置，其中在B點時運動員受到彈性繩向上的彈力和運動員本身的重力二力平衡，故此時的速度最大，動能最大，由此可分析出A點到B點的過程重力大于彈力，做向下加速運動，重力勢能轉化為動能;B點到C點的過程重力小于彈力，做向下減速運動，重力勢能、動能轉化為彈性繩的彈性勢能。由此可總結出在解題時，學生需先把握運動員下落過程中平衡態的受力分析這一關鍵，然后從平衡態的受力分析入手，再分析由非平衡態到達平衡態之前以及過了平衡態之后等不同階段的受力、運動和能量轉化情況。剖析典型例題，抓住關鍵問題，總結解題規律，由此可引導學生樹立母題思想。

結合例題分析加強同類型的專題訓練，這不僅能使學生更牢固地掌握和運用所學知識，還能幫助學生從不同角度、不同層次理解相關知識，提升靈活運用物理規律及數學知識解決物理問題的能力，進而可把握解題的最佳途徑和方法。如此既拓展了學生的科學思維，又快速提升了學生的物理學科核心素養;既有利于激發學生學習物理的興趣和求知欲，又培養了學生的創造性思維，提高了學生分析問題及解決問題的能力。

三、加強實驗過程訓練，培養學生的探究能力

初中物理實驗除包括《普通高中物理課程標準（2017版）》中要求的20個必做實驗外，還涵蓋課上、課下的演示實驗、探究性實驗和拓展、發散性實驗，因此需要物理教師一方面在課堂中設置合理的實驗探究內容，以讓學生經歷完整的探究過程;另一方面還要加強課下實驗培訓等，以促進學生對物理知識的理解和科學思維的發展，進而可培養學生的科學精神和實驗探究素養。

例如受限于學生實驗器材數量不足、場地受限、課堂紀律和課堂流程難以把握等問題，在課堂中講實驗、演示實驗和播放實驗視頻等依然是常見的實驗教學方式，學生進行實驗探究的次數較少，學生設計實驗、動手操作、觀察實驗現象并分析數據、總結結論等方面的實驗能力也有待提高。因此，要提升學生的實驗探究能力，培養學生的科學素養，就需要每一位物理教師在平時的教學實踐中多反思、多思考、多總結，并從以下四個方面加強訓練。

（一）培養學生的發散思維和善于觀察、質疑的習慣，提升學生的提問能力

例如有關浮力的問題，教師在教學過程中需要先設計問題，引導學生分析物體的受力情況，即先比較物體各面的壓強大小，再分析上、下兩個面的壓力差，由此得出浮力是物體各表面所受液體壓力的合力;接下來引導學生分析物體處于懸浮靜止狀態時的受力情況，思考浮力和重力是否二力平衡，或所受液體向下的壓力、向上的壓力和重力三力是否平衡，由此得出壓力的合力與浮力的等效替代效果;接下來拋出問題，比較一個長方體橫放、豎放在液體中各面的壓強和壓力，然后讓學生通過分析比較，得出各種擺放方式上下底面的壓力差相等這一關鍵認識;隨后再引導學生分析比較物體在液體中處于不同深度時的浮力大小情況，以及在不同液體中的浮力大小情況，由此可推出浮力大小只取決于液體密度和排開液體體積兩個因素。在該過程中，教師引導學生真正理解了浮力的概念，加強了對學生發散思維的訓練，提升了學生學會提問、善于提問的能力。

（二）培養學生善于思考和實踐的習慣，提升學生設計實驗的能力和操作技能

例如有關浮沉的問題，對于漂浮的物體受到浮力，學生理解起來比較容易，但對沉底的物體也受到浮力表示懷疑。對此教師可以把石塊掛在彈簧測力計下，然后用手向上托，發現示數變小，由此引導學生自行設計實驗，通過類比把掛在彈簧測力計下的石塊浸在液體中，發現彈簧測力計的示數也會變小，這證明沉底的物體也受到浮力。在物理課堂上，教師設計開放的實驗環節，讓學生分組合作親歷實驗探究過程，由此可促進學生動腦設計實驗和動手操作技能的提升。

（三）培養學生善于進行實驗驗證和規律探究的習慣，并提升學生的探究能力

例如有關大氣壓強的問題，大氣壓強看不到、摸不到，人們不易感覺大氣壓強的存在，特別是有關大氣壓強的證明和測定問題，在學生頭腦中有許多錯誤觀念，因此讓學生確信大氣壓強存在是教學難點。所以在教學過程中，除了演示實驗，教師還可以設置一些小實驗如“覆杯實驗”“吸管提水實驗”“壓扁易拉罐實驗”，讓學生參與并親身感受大氣壓強的存在，然后得出大氣壓強確實存在的結論。如此不僅提高了學生學習物理的興趣，還培養了學生的探究能力。

（四）培養學生觀察現象和進行數據對比分析的能力，加強學生進行分析和總結的能力

例如伏安法測電阻實驗，該實驗要求學生分別測量定值電阻和小燈泡的電壓和電流，然后計算電阻。待實驗結束后，教師要有意識地引導學生結合圖像分析，發現幾次測量出的定值電阻阻值雖然很接近但是有偏差，由此引出減小誤差應采用求平均處理的方法;同時發現小燈泡的電阻隨著電壓的變化，測量的電阻數據變化較大，由此可得出燈絲電阻隨溫度升高而增大的規律。通過探究、真實感受燈絲電阻的變化，可培養學生的科學探究能力，并使其養成實事求是的科學態度。

例如：（2020年河北中考第34題）學習了電功率后，小明利用電路圖來探究小燈泡功率跟電阻的關系。

（3）下表是實驗中的相關數據。

第1次實驗中電源電壓U= 4 V，L3的阻值R3= 4 Ω。

（4）分析表中數據可得出，規格不同的小燈泡消耗的實際功率跟電阻的關系是：

① 當電流相同時，電功率與電阻成正比 ;

② 當電壓相同時，電功率與電阻成反比 。

數據處理是科學探究的重要環節，對實驗數據的分析和推理是探究能力的深化和升華。學生在答題過程中存在的問題主要是：表述不準確，表達不全面，不清楚定性結論和定量結論的區別，對“控制變量法”的應用理解不到位，歸納分析能力欠缺，邏輯思維、科學思維不夠嚴謹，以上這些方面的欠缺需要一個長期的訓練來彌補，這就要求我們教師在平時的教學中要注重物理學科核心素養的培養。

四、加強知識拓展訓練，培養學生的分析綜合能力

物理概念的建立和物理規律的形成從來都不是孤立的，每一個物理概念之間都是有著脈絡關系的，各種物理知識都交織在一起形成了網絡化的結構關系。因此，教師在物理課堂教學中要通過講授內容、分析例題來引導學生理解知識本身，同時還要使其了解物理知識的來龍去脈，以形成知識網絡，使其在學習知識點的同時把握整體框架，以形成規律網絡。例如在學習晶體熔化的特點時，通過對比分析晶體和非晶體熔化的圖像，得出晶體熔化的過程吸收熱量但溫度不變的結論。內能概念比較抽象，學生在學習時比較困難。對此教師在課堂上可結合晶體熔化的特點，引導學生分析晶體在熔化階段的內能一定增大的原因，其中由于溫度沒升高導致分子的動能沒增大，而由固態到液態時分子的間距變化導致分子的勢能增大，進而導致物體的內能增大。這種知識的拓展和延伸，使學生對內能的概念有了一個透徹的理解，進而在分析內能、溫度、熱量之間的關系時，就能做到正確辨析，靈活分析了，如此還可在潛移默化中培養學生的分析綜合能力。

例如在學習“歐姆定律”時，教師可引導學生通過實驗探究“導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比”。由此學生可初步認識到導體兩端的電壓越大，電阻越小，通過的電流越大。然后教師進一步引導學生明確“導體的電阻是由導體本身的性質決定的，與電流、電壓無關”，因此不能說導體的電阻跟導體的電流成反比;而電壓是電路中形成電流的原因，當導體兩端不加電壓時，電流為零，但導體的電阻依然存在，因此不能說電壓跟電流成正比。在此基礎上，教師在課堂上進一步提出問題：“串聯電路中兩個電阻的電流相等，那其兩端的電壓與電阻是什么關系呢？并聯電路中兩個電阻的電壓相等，那各支路電流與電阻又是什么關系呢？”從而引發學生討論，動腦理解串聯分壓規律和并聯分流規律，進而達成對歐姆定律內涵的真正理解，如此可于潛移默化中培養學生的科學思維能力。

顧明遠教授強調“教育的本質是培養思維……”;林崇德教授提出“落實核心素養，思維教學是首要問題”。因此，在初中物理課堂教學中，物理教師要注重培養學生的物理學科核心素養和思維品質，并加強其對課堂教學的積極導向作用，杜絕傳統的知識灌輸型課堂教學，如此可加強學生物理觀念、科學思維和科學探究等素養的落實和培養;教師在課上教學活動中引導學生理解物理概念和規律，觀察、分析物理現象，構建物理模型和知識體系，如此可使學生形成物理觀念和科學思維，實現從傳授“知識”到培養“核心素養”，從“生活走向物理”到“從物理走向社會”，從“學會”到“會學”，進而可培養學生的物理學科核心素養。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

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