基于核心素养的初中物理大单元教学设计-以“力”为例

基于核心素养的初中物理大单元教学设计--以“力”为例核心素养指学生接受了相应学段教育之后逐步形成的满足个人和社会发展需要的关键能力与必备品格。物理学科核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面构成。物理教学从重知识传授转向重能力培养，以期实现学生能够将知识与生活融合、具备自主创新能力和有批判精神。由此可知，培养学生的学科核心素养倒逼教学设计的变革，教学设计要从设计一个知识点或课时转变为设计一个大单元2]。本文以沪科版初中物理八年级“浮力"教学单元为载体,设计单元教学，引导学生深度学习,让学生物理学科核心素养落地生根。一、基于核心素养的单元教学内容分析1.运动和相互作用的物理观念教材通过观察石块在空气和水中时弹簧测力计示数的变化、气球针头插入篮球气门内时杠杆平衡状态的改变这两个实验，让学生认识到浮力的存在，从而开展对浮力的进一步认识和探究。要注重运动和相互作用这一物理观念的渗透，使学生明白物体之间力的作用是相互的，并思考探究浮力的三要素。2.建构物理模型浮力是力学应用性较强的基础知识之一，教学过程中多演示、设计跟生活相关的实验，让学生在解决实际问题中学会“弃伪存真”“化繁为简”“化难为易”的思路和方法。例如，在探究浮力产生的原因时，在水杯中放人一魔方，引导学生联系上一章的知识对魔方的六个面进行受力分析，最终找到浮力产生的根本原因,加深对物理知识内化和迁移的过程，培养学生建构物理模型的能力。3.培养科学探究能力素养浮力这一单元知识结构关联紧密，从“认识浮力”到“探究浮力大小的影响因素”,再到“物体的浮沉”环环相扣、层层递进，并通过一系列的实验探究完成知识架构。教学中应合理设置科学探究活动，循序渐进，提高学生的科学探究能力，还可以布置一些课后开放式的实践活动，为培养学生科学探究能力提供有利的条件。4.培养科学态度与责任本章仅教材中就安排了5个科学探究活动，在科学探究中,教师应注意引导学生设计方案验证想法。学生通过方案设计、动手实验、讨论交流、修改完善实验方案，才能完成一个真实而完整的探究过程，养成严谨、实事求是的科学态度，知道科学家发现规律的不易，学习科学家坚持不懈的科学探究精神。本章的知识整体网络体系如图1所示二、基于科学探究的单元教学整体建构基于落实学生科学探究能力的培养，教师应抓住实验设计与探究这一主线,把握本单元课程的整体架构，引导学生用整体思维去理解浮力这章的单元内容和力有关的一些知识的构架,掌握浮力相关知识产生的来由、背后思想发展的脉络等，以便联系旧知，嵌人新知，以解决真实情境下的现实问题本单元从实验设计与探究的角度来构建单元体系,如图2所示。三、单元学习过程进阶式设计科学探究素养的培养不可能一步到位，所以教学要循序渐进，通过引人生活实例或用生活用品进行一些小实验，创设探究情境,设计认知冲突，激发学生的探究兴趣[3,并通过进阶式的探究学习,发展学生的物理观念,提高物理模型的建构水平，形成科学探究能力，并将这种探究的精神迁移到自己的生活中。基于上述分析,本单元学习进阶式设计如下。四、主要教学活动设计举例“物体的浮沉”一节围绕课程标准，通过“感受物体的浮与沉一猜想物体的浮沉条件一排除错误想法一受力分析一动手改变物体的浮沉一浮沉条件的应用”六个教学环节进行。首先，通过两个鹅蛋在水缸中一沉一浮，激发学生的探究兴趣;接下来,学生分组实验，观察乒乓球木块、石块、铝片在水中的浮沉情况，猜测物体的浮沉条件是什么。不少学生都存在“重的物体沉下去，轻的物体浮起来”这一错误认识，但认真观察实验，马上有学生发现大木块比小铝片重，却浮在水面上，纠正了这一部分学生的错误想法。也有不少同学认为物体的体积越大,受到的浮力越大,就会浮起来;物体的体积越小,受到的浮力越小,就会沉下去。这时,笔者通过演示常见的实心球与乒乓球同时浸没在水中，实心球的体积比乒乓球大很多,受到的浮力更大,但实验结果却是实心球沉底而乒乓球上浮,说明物体的浮沉也不仅仅由其受到的浮力决定。学生从感性认识上升至理性的受力分析，原来是上面两种认识的错误原因是考虑过于片面,浸没在水中的物体，同时受到了浮力和重力的作用,所以物体的浮沉是由两者共同决定的。也有一部分学生通过观察实验，能得出“物体的密度比液体的密度小则上浮,物体的密度比液体的密度大则下沉”这一结论,笔者演示蜡烛在水中下沉却在酒精中上浮，这个实验验证了这一结论，接着播放铜块在水银和水中浮沉状态的视频，再次证明这一结论的正确性。最后，使用两个相同的透明一次性水杯,放在调平的天平两端，一个水杯装蜡烛浸没在溢水杯中,排出水的重量也就是蜡烛浸没在水中受到的浮力，一个水杯装蜡烛，发现浮力大于重力,既用实验验证了受力分析中“浮力大于重力物体上浮”这一结论,又可以推理物体浮沉时其密度与液体密度的关系。用实验解决物理问题，避开了繁杂的数学推导过程，有效降低了学生理解的困难，知识理解准确到位后而学生改变乒乓球、鹤剪蛋、铝片浮沉状态的分维探究实验也就水到渠成。下节课通过一个鸡蛋在醋中时浮时沉的视频，对比鹤萼蛋在盐水中上浮这一分组实验，启发学生恩考背后的物理原理是否一样，充分挖掘实验的潜在资源，提高课堂的有效性，并引导到敦生衣的使用原理上，层层深入，使学生应用知识解决问题的能力得到进一步提升。五、学生单元学习效果反馈性评价新课程倡导多主体参与评价,采用多样化的评价方式，从不同的角度为学生提供学习、发展的信息，帮助学生更加全面地认识自我3。因此,对本单元学生的学习效果评价,除了采用常用的课堂问答、课时作业、单元测试等,更注重学生在活动、实验、制作、讨论等过程的形成性评价,通过单元思维导图、展示自已设计作品的“物理小达人”评选,让评价更多指向学生的学习过程，促进物理学科素养的落地，实现学科育人的功能。六、单元教学设计反思浮力单元探究多，知识内容抽象，在中考中又常与压强、密度等综合考查，不少学生在解答相关题目时感到吃力，因此，教学中教师注意探究要由浅入深由简单到复杂地展开，用实验设置阶梯，化解难点，设计启发性的问题让学生自主实验。在实验中捕捉生成，利用生成，用实验架构本章环环