立足新課標課程目標要求 培育學生物理核心素養

楊帆 劉穎 孫莉

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）在課程目標中提出：“立足學生全面發展，依據核心素養內涵及學生身心發展特點，確定課程目標，體現物理課堂獨特的育人價值。”作為初中物理教師，要立足新課標課程目標的要求，厘清當節課中物理核心素養的內涵，在具體的教學中分析教材和學情，進行高質量的課堂教學，培育學生物理核心素養。

一、明確教學目標，分析教材和學情

教學目標的明確，要與新課標中的課程目標相結合。教師要厘清當節課中物理核心素養的內涵，在此基礎上分析教材和學情，并確定教學重難點。

在“聲音的產生和傳播”一課的教學中，首先，教師應當明確本節課需要培養學生什么樣的物理核心素養。基于對新課標中“目標要求”的分析，結合本節課的內容，筆者確定本節課核心素養的培養要求如下。

一是物理觀念。主要包括：歸納推理聲音產生的條件，形成初步的運動和相互作用觀；通過聲音的傳播需要介質，建立初步的物質觀；了解聲波，初步感知能量觀。

二是科學思維。主要包括：運用歸納推理總結聲音產生的條件，運用轉換思想放大微小的振動，運用類比推理促進學生對聲波概念的理解，學會利用“實驗+推理”的研究方法進行科學推理，從而知道真空不能傳聲；通過實驗尋找證據，依據科學證據和科學方法質疑并釋疑，敢于表達自己的觀點，提出創造性見解。

三是科學探究。主要包括：經歷“聲音的產生和傳播條件”的探究過程，能基于情境提出物理問題，制定實驗方案；能通過實踐操作獲取證據，有證據意識以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。

四是科學態度與責任。主要包括：通過了解第一臺留聲機和它的發明者愛迪生所取得的成就及其對人類社會發展的貢獻，了解科學、技術、社會、環境之間的關系，使學生初步具有探索自然的內在動力和推動社會發展的責任感；了解我國古代聲學相關的知識及其對社會進步的推動作用，厚植愛國情懷，提升民族自豪感。

其次，教師應進行詳細的教材分析。本節課是學生在學習“機械運動”后，進一步學習“運動和相互作用”的學科內容，由物體的平動到振動再到“聲波”，學生通過聲波的傳遞初步建立物質觀、能量觀。本節課內容是后面學習聲音的特性、聲音的利用以及環保問題中控制噪聲方法的基礎。形成的知識體系與核心素養目標的對接如下頁圖1所示。

最后，教師應進行準確的學情分析。八年級的學生剛接觸物理，其物理觀念、科學思維相對薄弱，但他們在小學階段對聲音現象有一定的認知基礎。筆者利用前測試題發現，學生對聲音的認識以形象思維為主，教師需要幫助學生經歷實驗探究過程，促進對規律的理解。

基于上述分析，筆者確定本節課的教學重點為探究聲音的產生和傳播條件，教學難點為在科學探究的過程中運用科學推理的方法得出規律。

二、利用演示實驗，激發學生學習興趣

演示實驗是指通過實驗的方式，教師加以演說或解釋的過程。如伽利略落體實驗就是通過實驗的方式，來向世人證明質量不同的兩個鐵球從同一高度做自由落體運動，會同時落地，從而推翻了亞里士多德的“重的物體下落速度比輕的物體下落速度快”的結論。在課堂教學中，演示實驗是教師主導的實驗過程，屬于直觀的教學方式。在課堂中應用演示實驗可以充分調動學生的視覺、聽覺、嗅覺等，使課堂教學充滿活力。在學生生活中所熟悉的物理現象基礎上來創設演示實驗，可以使他們產生認知沖突，激發學習興趣。

在本節課的教學中，教師就可以利用“聲音滅火器滅火”這個演示實驗來激發學生的學習興趣（如圖2）。

【設計意圖】聲音能滅火這個知識與學生認知中已有的聲音知識產生沖突，從而引發學生深入思考。當學生不能用腦海中已有的知識來解釋新知識，或者新知識與頭腦中已有知識相悖時，就會導致認知失衡，進而產生認知需要（內驅力），萌發探索新知識的強烈愿望。

三、探究聲音的產生和傳播，培養學生核心素養

（一）聲音的產生

【活動一】探究聲音的產生

這一環節采用探究實驗法，讓學生利用手中的紙張、直尺、氣球、木梳等物品“制造”聲音并展示，引導學生運用歸納推理的方法，得出聲音產生的條件。

【設計意圖】聲音產生的條件比較抽象，教師創設具體的情境，引導學生從實踐中概括、提煉發聲體的共同屬性，通過歸納推理法抽象事物的本質特征，實現從經驗常識向物理概念的轉變。同時，幫助學生養成利用身邊物品進行探究活動的習慣。

【活動二】找出發聲物體在振動的證據

教師引導學生利用音叉、水、乒乓球、鼓、紙屑、激光筆、鏡子等物品設計實驗，尋找證據。

【設計意圖】歸納推理得到的結論不一定是正確的，學生的思維在實驗、交流、討論中被激活，利用轉換思想放大微小振動的方法在遷移運用中得到強化。學生在掌握科學方法的同時逐漸形成科學思維和證據意識，培養實事求是的科學態度。

例如，在“用乒乓球的跳動加大音叉振動”的實驗中，教師可引導學生用大小不同的力敲音叉，感知響度及其影響因素，再將振動的音叉按住，這樣音叉將不再發聲，從而培養學生的證據意識。接著，拿兩個相同的音叉，敲擊左側的音叉，右側音叉旁的乒乓球也跳起來了，為聲音的傳播條件和聲音傳遞能量做鋪墊。

【活動三】演示實驗：自制留聲機

學生交流世界上第一臺留聲機及它的發明者愛迪生的故事，教師展示自制留聲機，學生記錄振動與再現聲音的過程（如圖3）。

【設計意圖】學生通過了解留聲機發明的故事，體會科學發明的歷程是曲折的，進而養成堅韌不拔的意志和實事求是、勇于創新的科學態度。學生了解愛迪生所取得的成就及其對社會發展的貢獻，知道物理知識與社會發展、生產、生活的緊密聯系，體會學以致用的觀念，同時培養創新意識、實踐精神和工程素養。

（二）聲音的傳播

【活動四】探究聲音在氣體、液體、固體中傳播

教師通過評價任務表（如表1），引導學生列舉實例或設計實驗證明氣體、液體、固體可以傳聲。

在真空不能傳聲環節，教材上真空罩實驗會受固體傳聲的干擾，教師可引導學生提出利用磁鐵將聲源懸在真空罩內的解決方法。有時，改進實驗并不斷抽氣仍然會聽到鈴聲，這時教師要使學生知道“客觀條件無法滿足實驗需求時，合理的科學推理仍然可以得到科學的結論”。接著，教師將聲源放在真空玻璃杯和普通玻璃杯中對比，讓學生描述聲音大小并分析原因，引導學生將真空不能傳聲的知識遷移到真空玻璃防止噪聲傳播上。

【設計意圖】教師有意識地創設問題情境，引導學生發現問題、提出問題，以問題為線索，讓學生在問題情境中探索和發現知識，在問題解決中主動運用知識，能增強學生運用物理知識解決實際問題的意識和能力。

【活動五】聲音以波的形式傳播

用水波類比聲波，并播放聲波傳播演示動畫，解釋本課中聲波滅火器原理。

【設計意圖】運用類比推理，將抽象的概念形象化，順應了學生的認知特點，有助于學生形成初步的運動和相互作用觀念，初步感知能量觀念，加強物理知識與生產生活、科技進步的聯系。

【活動六】探究不同介質的傳聲效果

教師可以通過評價任務表（如表2），讓學生分別使用棉線和鐵絲土電話通話交流，描述實驗現象、提出物理問題并分析。

【設計意圖】教師引導學生在真實體驗中提出問題，培養問題意識，并分析傳播介質的物質屬性對聲音傳播效果的影響；在真實體驗中感知聲速越大，能量損失越小、傳聲效果越好，進而知道聲速表格中溫度不同的空氣傳播聲音的速度不同，以及軟木等固體傳聲比液體傳聲慢是其物質屬性決定的；初步建立物質觀念，有選擇泡沫等材料減弱噪聲和在緊急環境下利用金屬、石頭等發聲求救的意識。

最后，教師可以引導學生繪制概念圖小結并展示（如圖4）。

【設計意圖】促進思維可視化，加強對物理概念的理解，有助于構建知識間的關聯，同時概念圖也是重要的評價工具。

課題項目：本文系遼寧省教育科學“十四五”規劃2021年度教育決策咨詢專項課題“‘雙減’背景下指向核心素養的初中物理實踐活動體系設計研究”研究成果。課題編號：JG21ZXB018。

（責任編輯：楊強）