比對觀察：驅動核心素養生成的路徑探索

馬達榮

【摘要】比對觀察包括求同存異比對觀察、求異存異比對觀察兩個方面，能夠幫助學生達到建立新舊知識的聯系，主動建構和擴容自身的知識體系.本文通過在比對分析中提煉物理概念、在比對觀察中解析物理現象、在比對探究中引發深度思考、在比對歸類中感受遷移運用、在比對拓展中拓寬學生眼界等五個方面的探索實踐，能夠有效引導對于物理概念的理解和物理規律的應用，幫助學生逐步形成科學思維、科學責任等核心素養.

【關鍵詞】初中物理；比對觀察；核心素養

物理課程要培養的核心素養，主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任［1］.而比對觀察又能幫助學生建立新舊知識的聯系，理清新舊知識的關系，增加新知識理解內化的線索，最終自主建構相應的知識體系.因此，新時期在初中物理教學實踐中，教師可以從比對觀察的視角，探索物理教學活動的創新設計和具體實施，并適當地引導學生進行對比和觀察，能有效助力學生核心素養的高效化培養，全面引發學生對于物理現象和物理知識的深度思考和探究，繼而提高物理教學活動的綜合效益.

1? 在比對分析中提煉物理概念

大概念（或核心概念）并不指向某一知識的具體概念，而是指向具體知識背后更為本質、更為核心的思想或看法，它是對概念間關系的抽象表述，是對事物的性質、特征以及事物之間的內在關系及規律的高度概括［2］.對于物理教學而言，物理概念的總結和提煉是比較重要的內容，并且物理概念一般比較抽象、輔助，對于初中學生而言具有一定的學習難度.因此，教師在開展教學活動的過程中，可以設計對比分析教學活動，讓學生在比對觀察、比對分析中自主性地總結物理知識、挖掘不同物理知識點之間的共性內容，從而提煉物理核心概念，深化學生對物理知識的理解，有效促進學生物理核心素養的培養，為初中學生對物理知識的探究學習創造條件.

例如? 對于初中物理二年級下冊“壓強”這一單元中“壓力”概念的提煉，教師就可以設計對比分析的教學活動，讓學生能通過對比分析感知壓力概念的形成，能對物理知識產生深層次的理解.在教學準備階段，教師可以先讓學生準備若干氣球、裝滿水的塑料瓶、一塊海綿以及一個電子秤.在教學指導環節，教師可以先為學生展示這些材料，并提出問題“同學們，我們手上有氣球、裝滿水的塑料瓶、海綿和秤，你們能用這些物品感受壓力嗎？”在教師的問題引導下，學生嘗試分析使用材料感受壓力，此時教師適當地為學生提供延時操作指導，即“將氣球放在海綿上，用手輕輕按壓氣球，請學生觀察海綿的變化.然后，將裝滿水的塑料瓶放在秤上，請學生觀察秤的數值變化”，根據演示結果也可以提出問題，“在這兩個演示實驗中，你們都觀察到了什么？這兩種情況有什么共同點？”根據對比觀察和對比分析活動，教師帶領學生參與到課堂討論和探究活動中，引導學生對壓力概念進行深度思考，即“在兩個演示實驗中，無論是氣球還是塑料瓶，都對其下方的物體產生了‘推的作用，使其發生形變或產生重量變化.這個‘推的作用就是壓力”“壓力是一個物體對另一個物體的垂直作用，它可以使物體發生形變或產生其他物理變化”.按照教師的指導，學生能自主參與實驗活動.教師可以引導學生對壓力的概念進行歸納，即“你們現在能用自己的話說說什么是壓力嗎？”在教師的引導下，學生能深度總結對比分析的結果，并提煉壓力的概念，對壓力知識形成比較深刻的認識.在本次教學活動中，通過對比觀察分析案例的設計和應用，教師可以指導學生比較直觀地感受到壓力的存在和壓力的差異性，并從實驗現象對比中提煉壓力的概念，而教師帶領學生分組討論和分享觀點，也能對學生物理觀察、分析和歸納總結能力進行培養，促進初中學生科學實驗精神的形成，助力學生核心素養的有效訓練.

2? 在比對觀察中解析物理現象

物理教學中涉及大量實踐、實驗方面的內容，教師引入比對觀察的教學方法，需要注意指導學生通過比對觀察解析物理現象，探究物理原理，從而提高他們對課程知識的理解和應用能力，支持初中學生物理核心素養的高效化訓練.物質世界中的物理現象通過人類的感知進入大腦，形成表象，然后經由抽象、概括等科學方法的處理、加工與提煉，從而生成物理概念［3］.而物理概念又包括基本概念和核心概念兩大部分，其中具有相同思想來源的核心概念經過串聯成為體系之后，作為核心素養的物理觀念逐步“浮出水面”、被學生所知曉（詳見圖1）.因此教師根據具體課程內容和核心素養培養的需求，可以設計比較典型的對比觀察教學活動，讓學生能在對比觀察中系統解析物理現象、掌握科學方法，使學生對物理知識形成深刻認識，引導學生走上觀察物理現象、梳理物理概念、分析物理思想、形成物理觀念的良性軌道，達到提升物理核心素養的目的.

例如? 在初中物理二年級下冊“壓強”這一單元的教學指導活動中，為了能帶領學生探究“不同因素對壓強的影響”，教師就可以設計對比觀察類型的活動，引發學生觀察和思考，在對比探究和深度分析總結中，強化學生的學習體驗和感悟，使學生能觀察記錄數據，加深對課程知識的理解.在教學中，教師可以與學生共同準備不同重量、形狀和底面積的物體若干（如長方體、圓柱體、錐體等）、沙子、兩個相同的塑料容器、一張桌子.在對比觀察探究活動中，教師為學生展示物理實驗材料，并借助多媒體視頻的方式為學生展示如何進行實驗操作，然后設計對比探究活動，即“探究1：不同重量物體對沙子的壓強現象.在兩個塑料容器中分別放入相同質量的沙子，選擇不同重量的物體（如長方體和圓柱體），依次放在沙子上，觀察并記錄沙子的變化；探究2：不同底面積物體對沙子的壓強現象.在兩個塑料容器中分別放入相同質量的沙子，選擇底面積不同的物體（如長方體和錐體），依次放在沙子上，觀察并記錄沙子的變化”.在學生完成對比實驗并觀察記錄實驗現象后，教師就可以適當地提出能引發學生深度探究的問題，如“在探究1中，為什么相同重量的物體對沙子的壓強效果不同？這與物體的哪些因素有關？在探究2中，為什么相同底面積的物體對沙子的壓強效果也不同？這與物體的哪些因素有關？結合以上兩個探究，你認為影響壓強的主要因素是什么？如何解釋這些現象？”根據教師的綜合探究引導，學生能在小組中分享自己的觀察及記錄的數據和觀察到的實驗現象，并嘗試提出自己的觀點，總結哪些因素會對壓強的大小產生影響.通過此類對比探究物理教學活動的設計，教師能指導學生深度對比、觀察和論證不同因素對壓強的影響，并在深度思考中總結物理實驗現象，透過表象挖掘本質元素，從而提高學生的探究能力、分析能力和學習能力，助力學生物理核心素養的培養和物理解決問題能力的優化.

3? 在比對歸類中感受遷移運用

深度學習強調投入的主動性和持久性、知識的理解和遷移與高階思維的發展［4］.教師在開展比對觀察教學活動的過程中，可以有意識地根據學生的觀察分析情況設計探究性問題，助力學生對物理知識的深度分析和思考，使學生能從多角度理解物理知識的實踐應用，促進他們思維能力的訓練和核心素養的優化，進而確保教學活動實現多元創新發展的目標.在物理課堂教學中，基于比對觀察這一方法的實踐應用，教師在指導學生對課程知識進行深度探究的基礎上，還要適當地鼓勵學生在比對分析中總結和歸納物理知識，感受物理知識的遷移運用，從而加深學生對物理知識的理解，使學生真正掌握解決問題的方法和技巧.學生在真實情境中觀察，在觀察中獲得感性認識并提出問題，探究興趣驅動主動收集證據，自信參與展示等活動，這些經歷就是科學探究能力形成的寶貴財富［5］.因此，初中物理教師應結合物理觀念、科學責任等核心素養的目標引領，嘗試根據具體課程內容，設計比對歸類這一類型的教學活動，幫助學生通過比對觀察、歸類分析獲得豐富的感性認識，增強對于新的物理學習情境的解讀能力，促進對于物理規律的運用，并設計遷移性的運用訓練題，引發學生對課程知識的思考和探究，使學生能在深度探索和實踐中全面提高學習能力.

例如? 在初中物理二年級下冊“壓強”這一單元的教學指導活動中，教師就可以結合學生前期觀察分析和對比探究的結果，鼓勵學生在對比中對知識點進行歸類，然后設計特色的物理探究活動，引導學生感受物理知識的實踐應用，引發學生對物理課程內容的多元思考.在對比歸類中，教師可以從課程內容和學生探究結果的角度，嘗試鼓勵學生從以下角度進行歸類，即“固體壓強與液體壓強的對比：通過實驗和實例，讓學生觀察固體和液體對容器壁產生的壓強，引導他們理解兩者之間的區別和聯系；靜態壓強與動態壓強的對比：通過不同場景下的壓強變化（如行駛中的汽車輪胎與靜止時的輪胎），幫助學生理解動態壓強與靜態壓強的概念及其在實際生活中的應用；探究影響壓強的因素：通過實驗，讓學生觀察壓力、受力面積等因素如何影響壓強的大小，從而加深對壓強公式的理解”等，全面提高學生對物理課程知識的理解能力.讓學生在利用對比歸類思想對本節課內容形成初步認識的基礎上，鼓勵學生思考知識遷移運用的角度，設計相應的壓強知識相關綜合訓練題，如“一個潛水員潛入水下20m深處，水的密度為1000kg/m3，重力加速度為10m/s2.求潛水員承受的液體壓強是多少？”“一個刀具的刀刃非常鋒利，其接觸面積很小，為什么這樣設計可以使刀具更容易切割物體？”“一個車輛輪胎的寬度比另一個車輛輪胎的寬度寬一倍，但兩個輪胎承受的壓力相同.請問哪個輪胎對地面的壓強更小？為什么？”“一個流體以速度v在一個管道中流動，管道的截面積為A，流體的密度為ρ.求該流體對管道壁的動壓強是多少？”這樣結合物理壓強教學活動的開展、對比分析教學指導的實施，教師就能逐步構建多元化的對比分析教學活動體系，引發學生對課程知識的主動思考，強化學生應用物理知識對生活中實際問題進行處理的能力，從而切實保障學生的學習能力得到全面提升，為學生物理核心素養的形成創造良好的教學條件.

4? 結語

綜上所述，從比對觀察的視角對物理教學活動進行改革創新，能構建全新的物理教學指導體系，引導學生對物理課程知識的思考和探究，使學生能在學習實踐中獲得積極的學習體驗和感悟.因此，新時期初中物理教師在教學實踐中，應該重點審視比對觀察教學活動的需求，并基于物理核心素養教育的多元化實施，積極探索教學活動的創新，為學生物理核心素養的培養和生成創造良好的條件.

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022：4.

［2］何彩霞.化學學科核心素養導向的大概念單元教學探討［J］.化學教學，2019（11）：44-48.

［3］石堯，孫曉兵，宋兆敏.新課標下初中物理核心素養研究：物理思想與物理觀念［J］.物理教師，2023（05）：32-37.

［4］吳之洋.基于深度學習的初中物理課堂活動教學思考與探索［J］.教育觀察，2022（01）：104-107.

［5］阮享彬，葛曉靈.淺談在物理教學中培養學生觀察能力［J］.物理教學，2020（09）：50-52.