论文部分内容阅读
摘 要：当下课程改革以培养学生的学科核心素养为基本理念，初中物理概念教学是培养学生物理核心素养的重要环节.本文以教科版“内能和热量”为例，围绕物理学科核心素养目標，结合本校“3 1”教学策略[“自主学习（循境探思）”“点拨归纳”“自检互评” “拓展迁移”]，具体详尽地阐述了概念教学的设计与设计意图.
关键词：学科核心素养; 初中物理; 概念教学; 内能和热量
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）04-0059-05
作者简介：苟树林（1985-），男，四川通江人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.
物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生学科素养的重要构成[1].物理核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面.物理学科核心素养应是学生在物理课程学习过程中形成的正确的科学的必备品格和关键能力，是学生在真实情境中应用物理知识解决实际问题的过程中逐渐发展起来的.
物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人脑中的反映，是人们对物理现象及过程进行比较、分析、综合、抽象和概括的思维活动.因为物理概念总是先经大量观察、实验获得感性认识，再对现象及过程的共同特征加以概括而形成的，所以对物理概念的学习有助于学生由表及里地揭示物理现象的本质，逐步形成“物理观念”.学生不是通过观察和实验直接得出概念，需要对观察的物理现象及过程进行思维加工，抽象概括出本质属性.另外，学生的任何物理思维过程都离不开概念，若概念不清就无法进行物理思维活动.故此，物理概念形成和运用过程总是对应“科学思维”素养目标.实验探究不仅能够重复再现，而且容易激发学生的思维兴趣.实验探究的过程不仅是形成物理概念、总结物理规律的过程，也是培养“科学探究”核心素养的过程.每个物理概念形成后都需要用准确、精炼的语句表达出来，即对概念定义.物理学史上，任何物理概念的定义都是很严谨的，物理概念的发展往往经历了漫长的过程.引导学生对概念严谨地定义，再结合物理学史体味物理概念的发展历程，是培养学生“科学态度与责任”的重要途径.可以发现，初中物理概念教学是培养学生物理核心素养的重要环节.
基于此，笔者以教科版“内能和热量（第一课时）”为例，以落实学科核心素养为目标，结合本校“3 1”教学策略[“自主学习（循境探思）”“点拨归纳”“自检互评” “拓展迁移”]，进行了概念教学设计与实施，以期为创建以立德树人为根本任务的高效课堂提供参考.
1 教学内容与学情分析
“内能和热量”是九年级物理上册第一章第2节的内容.内能和热量是初中阶段较难理解的概念，因其抽象，难以直接演示，教材在内容的选择上注重联系生活、生产实际.教学中应充分利用宏观实验、多媒体等辅助手段帮助学生获得抽象经验，从而概括形成概念.
依据教材编排设计和课标对能量观念的要求，确定本节内容的重点是建立内能和热量的概念.内能和热量是本节内容的核心概念，围绕核心概念还需建立热运动、分子动能、分子势能、做功、热传递、内能的转化、内能的转移等多个延伸概念，并且构建网络.
学生虽已初步学习了物体具有的宏观“能量”——机械能（物体的动能和势能），并对分子动理论已有初步认识，但由于物体的微观能量——内能（大量分子的动能和势能之和）很抽象，且学生对物质微观世界感性认识稍显匮乏，建立内能概念的过程存在困难.由于教材内容抽象以及学生相关直接经验较少，所以本节内容学习的难点是温度、内能、热量等基本概念之间的联系与区别.
2 教学目标分析（见表1）
3 教学活动设计（见表2）
任务1：提出基本概念——热运动，建立通过宏观现象推知微观本质的物理观念.
设计意图：采用“2 1（自主实验、点拨归纳 拓展迁移）”四要素组合策略是为了对基本概念——热运动背后的物理观念深度感悟.
除了恰当的点拨归纳外，在“自主实验”环节要提醒学生观察对象是墨水，观察的内容是“哪杯水先变得均匀”，培养实验能力，认识到实验对研究物理规律的意义，尊重事实，具有实事求是的态度.
任务2：形成核心概念——内能，培养运用类比和对比认识问题的科学思维（见表3）.
设计意图：本环节采用“循境探思”和“自检互评”组合策略建构核心概念——内能.“循境探思”中问题情境1、2化抽象为具体，帮助学生建构核心概念，问题情境1、2通过“宏观”推知“微观”，帮助学生明确概念的外延.“自检互评”环节是对概念及时巩固.由于所创设的实验情境 1、2、3、4 具有真实性和较强指向性，学生在真实情境下进行学习，很容易通过同化与顺应达到对新概念的意义建构.
问题情境3和4中，依据初中学生认知，需要教师给予精准、符合学生认知水平的点拨，避免概念混乱.此处是一个难点，本文仅给出一种处理方式.
任务3：导出延伸概念——热量，通过对物理过程实质的探索培养“科学态度与责任”（见表4）.
设计意图：
本环节采用“3 1 1（自主实验、点拨归纳、自检互评 循境探思 拓展迁移）”组合策略充分考虑到了多个延伸概念的关联性、层次性.“自主实验、点拨归纳、自检互评”环节旨在让学生探究改变内能的两种方式，并且给这两种方式准确命名，形成做功和热传递概念.“循境探思”环节中，学生需循着两个实验情境和一个生活情境自主探究、自我思维，经教师恰当的点拨，建立“内能的转化”和“内能的转移”两个概念，进而对“热量”概念深度理解.
任务4：建构概念网络，初步内化与“内能和热量”相关的能量观念（见表5）. 设计意图：
为了加深学生对概念的理解，帮助学生记忆，本文将概念与概念之间的联系利用概念图正确、清晰地表达出来，通过“自主总结”环节让学生完成填空.具体实施过程中，教师还可通过精妙的板书设计、小组合作画概念图等多种方式完成建构概念网络，培养学生对物理概念的整体把握.
4 教学反思
4.1 校本实施，落实素养培养
我校“3 1”教学策略包括“自主学习（循境探思）”“点拨归纳”“自检互评”“拓展迁移”四个要素.“自主学习”处于第一位，体现了先学后教思想以及学习者的主体地位，“循境探思”是自主学习的重要形式.“拓展迁移”是本节课根据教学内容可完成可不完成的环节，处于“ 1”的位置.“3 1”四要素的灵动组合是为了适应课型、教学内容和学情的需要.本节内容核心概念“内能和热量”较抽象，延伸概念很多，素养目标体现在概念教学的细节当中.本文基于“3 1”教学策略的教学设计有助于核心素养落地.
4.2 循境探思，发展科学思维
以培养学生学科核心素养为目标的概念教学，应强化物理情境的创设，要有意识地引导学生自我建构，凸显学生的主体地位[2].物理概念教学中经常采用“循境探思”式的自主学习，学生循着教师创设的准确情境自我探究、自我思维.从某种意义上说，学生建立概念不是教师教会的，也不是“强调”出来的，而是学生自主建构的.本节教学设计化宏观为微观、化抽象为具体，提供了许多有效情境，同时突出学生在“循境探思”环节的自主性，激发了学生科学思维的发展.
4.3 概念联网，建构整体观念
学生学完本节课，不应只获得一些零散的概念，而是建构了一张网.画概念图就是很好的概念联网的方式.概念图作为一种教与学的认知工具，它把知识高度浓缩，将各种概念及其关系以层状结构形式排列，清晰地揭示了意义建构学习的实质，具有重要的意义[3].具体实施过程中，教师还可通过精妙的板书设计、小组合作画概念图等多种方式完成建构概念网络，培养学生对物理概念的整体把握.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2015.
[2]周瑋.“物理学科核心素养”导向下的高中物理概念教学设计[J].物理通报，2019（04）：19-23.
[3]郭斌.可视化教学在高中物理教学中的应用[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2019.
（收稿日期：2020-10-21）
关键词：学科核心素养; 初中物理; 概念教学; 内能和热量
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）04-0059-05
作者简介：苟树林（1985-），男，四川通江人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.
物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生学科素养的重要构成[1].物理核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面.物理学科核心素养应是学生在物理课程学习过程中形成的正确的科学的必备品格和关键能力，是学生在真实情境中应用物理知识解决实际问题的过程中逐渐发展起来的.
物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人脑中的反映，是人们对物理现象及过程进行比较、分析、综合、抽象和概括的思维活动.因为物理概念总是先经大量观察、实验获得感性认识，再对现象及过程的共同特征加以概括而形成的，所以对物理概念的学习有助于学生由表及里地揭示物理现象的本质，逐步形成“物理观念”.学生不是通过观察和实验直接得出概念，需要对观察的物理现象及过程进行思维加工，抽象概括出本质属性.另外，学生的任何物理思维过程都离不开概念，若概念不清就无法进行物理思维活动.故此，物理概念形成和运用过程总是对应“科学思维”素养目标.实验探究不仅能够重复再现，而且容易激发学生的思维兴趣.实验探究的过程不仅是形成物理概念、总结物理规律的过程，也是培养“科学探究”核心素养的过程.每个物理概念形成后都需要用准确、精炼的语句表达出来，即对概念定义.物理学史上，任何物理概念的定义都是很严谨的，物理概念的发展往往经历了漫长的过程.引导学生对概念严谨地定义，再结合物理学史体味物理概念的发展历程，是培养学生“科学态度与责任”的重要途径.可以发现，初中物理概念教学是培养学生物理核心素养的重要环节.
基于此，笔者以教科版“内能和热量（第一课时）”为例，以落实学科核心素养为目标，结合本校“3 1”教学策略[“自主学习（循境探思）”“点拨归纳”“自检互评” “拓展迁移”]，进行了概念教学设计与实施，以期为创建以立德树人为根本任务的高效课堂提供参考.
1 教学内容与学情分析
“内能和热量”是九年级物理上册第一章第2节的内容.内能和热量是初中阶段较难理解的概念，因其抽象，难以直接演示，教材在内容的选择上注重联系生活、生产实际.教学中应充分利用宏观实验、多媒体等辅助手段帮助学生获得抽象经验，从而概括形成概念.
依据教材编排设计和课标对能量观念的要求，确定本节内容的重点是建立内能和热量的概念.内能和热量是本节内容的核心概念，围绕核心概念还需建立热运动、分子动能、分子势能、做功、热传递、内能的转化、内能的转移等多个延伸概念，并且构建网络.
学生虽已初步学习了物体具有的宏观“能量”——机械能（物体的动能和势能），并对分子动理论已有初步认识，但由于物体的微观能量——内能（大量分子的动能和势能之和）很抽象，且学生对物质微观世界感性认识稍显匮乏，建立内能概念的过程存在困难.由于教材内容抽象以及学生相关直接经验较少，所以本节内容学习的难点是温度、内能、热量等基本概念之间的联系与区别.
2 教学目标分析（见表1）
3 教学活动设计（见表2）
任务1：提出基本概念——热运动，建立通过宏观现象推知微观本质的物理观念.
设计意图：采用“2 1（自主实验、点拨归纳 拓展迁移）”四要素组合策略是为了对基本概念——热运动背后的物理观念深度感悟.
除了恰当的点拨归纳外，在“自主实验”环节要提醒学生观察对象是墨水，观察的内容是“哪杯水先变得均匀”，培养实验能力，认识到实验对研究物理规律的意义，尊重事实，具有实事求是的态度.
任务2：形成核心概念——内能，培养运用类比和对比认识问题的科学思维（见表3）.
设计意图：本环节采用“循境探思”和“自检互评”组合策略建构核心概念——内能.“循境探思”中问题情境1、2化抽象为具体，帮助学生建构核心概念，问题情境1、2通过“宏观”推知“微观”，帮助学生明确概念的外延.“自检互评”环节是对概念及时巩固.由于所创设的实验情境 1、2、3、4 具有真实性和较强指向性，学生在真实情境下进行学习，很容易通过同化与顺应达到对新概念的意义建构.
问题情境3和4中，依据初中学生认知，需要教师给予精准、符合学生认知水平的点拨，避免概念混乱.此处是一个难点，本文仅给出一种处理方式.
任务3：导出延伸概念——热量，通过对物理过程实质的探索培养“科学态度与责任”（见表4）.
设计意图：
本环节采用“3 1 1（自主实验、点拨归纳、自检互评 循境探思 拓展迁移）”组合策略充分考虑到了多个延伸概念的关联性、层次性.“自主实验、点拨归纳、自检互评”环节旨在让学生探究改变内能的两种方式，并且给这两种方式准确命名，形成做功和热传递概念.“循境探思”环节中，学生需循着两个实验情境和一个生活情境自主探究、自我思维，经教师恰当的点拨，建立“内能的转化”和“内能的转移”两个概念，进而对“热量”概念深度理解.
任务4：建构概念网络，初步内化与“内能和热量”相关的能量观念（见表5）. 设计意图：
为了加深学生对概念的理解，帮助学生记忆，本文将概念与概念之间的联系利用概念图正确、清晰地表达出来，通过“自主总结”环节让学生完成填空.具体实施过程中，教师还可通过精妙的板书设计、小组合作画概念图等多种方式完成建构概念网络，培养学生对物理概念的整体把握.
4 教学反思
4.1 校本实施，落实素养培养
我校“3 1”教学策略包括“自主学习（循境探思）”“点拨归纳”“自检互评”“拓展迁移”四个要素.“自主学习”处于第一位，体现了先学后教思想以及学习者的主体地位，“循境探思”是自主学习的重要形式.“拓展迁移”是本节课根据教学内容可完成可不完成的环节，处于“ 1”的位置.“3 1”四要素的灵动组合是为了适应课型、教学内容和学情的需要.本节内容核心概念“内能和热量”较抽象，延伸概念很多，素养目标体现在概念教学的细节当中.本文基于“3 1”教学策略的教学设计有助于核心素养落地.
4.2 循境探思，发展科学思维
以培养学生学科核心素养为目标的概念教学，应强化物理情境的创设，要有意识地引导学生自我建构，凸显学生的主体地位[2].物理概念教学中经常采用“循境探思”式的自主学习，学生循着教师创设的准确情境自我探究、自我思维.从某种意义上说，学生建立概念不是教师教会的，也不是“强调”出来的，而是学生自主建构的.本节教学设计化宏观为微观、化抽象为具体，提供了许多有效情境，同时突出学生在“循境探思”环节的自主性，激发了学生科学思维的发展.
4.3 概念联网，建构整体观念
学生学完本节课，不应只获得一些零散的概念，而是建构了一张网.画概念图就是很好的概念联网的方式.概念图作为一种教与学的认知工具，它把知识高度浓缩，将各种概念及其关系以层状结构形式排列，清晰地揭示了意义建构学习的实质，具有重要的意义[3].具体实施过程中，教师还可通过精妙的板书设计、小组合作画概念图等多种方式完成建构概念网络，培养学生对物理概念的整体把握.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2015.
[2]周瑋.“物理学科核心素养”导向下的高中物理概念教学设计[J].物理通报，2019（04）：19-23.
[3]郭斌.可视化教学在高中物理教学中的应用[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2019.
（收稿日期：2020-10-21）