以“問題”驅(qū)動學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展 ——以“杠桿”復(fù)習(xí)課為例

【摘要】教師在充分考慮學(xué)生學(xué)情的情況下沪哺,通過設(shè)置符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的問題叨橱,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,突破思維誤區(qū)稚伍,可以更好地幫助學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò),從而提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)戚宦。本文中个曙,筆者以“杠桿”為例,對核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的復(fù)習(xí)課中如何設(shè)計(jì)問題受楼、以及問題教學(xué)的具體實(shí)施提出了自己的思考垦搬。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 問題復(fù)習(xí) 杠桿


1.???理論基礎(chǔ)

1.1物理學(xué)科核心素養(yǎng)

??????? 物理學(xué)科核心素養(yǎng)指的是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過程中逐漸形成的適應(yīng)個人未來發(fā)展和社會需要的必備能力與關(guān)鍵品格,是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分艳汽,主要表現(xiàn)為以下四個方面:一是物理觀念猴贰,即學(xué)生的頭腦中要形成物質(zhì)觀念、運(yùn)動與相互作用觀念河狐、能量觀念米绕,并能運(yùn)用這些觀念去解釋生活中的現(xiàn)象或解決生活中的問題瑟捣;二是科學(xué)思維,主要包括了物理模型建構(gòu)义郑、科學(xué)推理與論證蝶柿、大膽質(zhì)疑與創(chuàng)新,要求學(xué)生能夠客觀看待事物之間的聯(lián)系與內(nèi)在規(guī)律非驮,能夠從不同的角度思考交汤、分析問題;三是科學(xué)探究劫笙,要求學(xué)生有探究的一是芙扎,能夠提出問題、做出猜想與假設(shè)填大、設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)戒洼、分析論證、表達(dá)交流允华;四是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任圈浇,包括了科學(xué)本質(zhì)觀、科學(xué)價值觀靴寂、科學(xué)倫理磷蜀、STSE等要素,要求學(xué)生在理解學(xué)科的基礎(chǔ)上對科學(xué)技術(shù)形成正確的態(tài)度百炬,建立起責(zé)任感褐隆。

1.2問題式教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)的驅(qū)動作用

??????? 學(xué)起于思,思源于疑剖踊,學(xué)生在物理課堂上自發(fā)的庶弃、理想的思維活動必然是伴隨著問題產(chǎn)生的。問題式教學(xué)指的是教師在學(xué)情分析的基礎(chǔ)上德澈,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況歇攻,將一系列直指學(xué)生“痛點(diǎn)”的問題以恰當(dāng)?shù)倪壿嫶B為“鏈”,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下由易到難梆造、循序漸進(jìn)缴守、層層深入地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,有利于學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展澳窑;同時學(xué)生在探究過程中會發(fā)現(xiàn)自己對核心概念的理解偏差并進(jìn)行修正斧散,從而建構(gòu)正確的物理觀念供常;而在實(shí)際問題的解決中摊聋,學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感也得到了提升。所以栈暇,問題式教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是具有推動作用的麻裁。

2.?????問題式教學(xué)在《杠桿》復(fù)習(xí)課中的具體實(shí)施

以問題驅(qū)動學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展,其關(guān)鍵包括:問題設(shè)計(jì)和具體的課堂實(shí)施。下面煎源,筆者以人教版物理八年級下冊《杠桿》復(fù)習(xí)課為例色迂,淺析自己的課堂教學(xué)實(shí)踐。

2.1問題的設(shè)計(jì)

問題的設(shè)計(jì)是建立在教材分析與學(xué)情分析的基礎(chǔ)之上的手销⌒《課程標(biāo)準(zhǔn)》和《深圳市中考說明》對學(xué)生提出了明確的要求:要求學(xué)生了解杠桿的概念;理解力臂的意義锋拖;會通過實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件诈悍;能夠利用杠桿的平衡條件解決實(shí)際問題。筆者通過上新課時的作業(yè)情況以及復(fù)習(xí)階段的學(xué)前小測兽埃,發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生的易錯點(diǎn)為:①認(rèn)為杠桿一定是直的侥钳;②認(rèn)為只有水平靜止才是杠桿的平衡狀態(tài);③傾斜杠桿力臂的作圖不熟練柄错;④不懂探究杠桿平衡狀態(tài)時支點(diǎn)選在中點(diǎn)的意義舷夺。深入分析后,筆者按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律售貌,以“概念——規(guī)律——應(yīng)用”的邏輯给猾,設(shè)計(jì)了以下五個問題:


問題①:這五幅圖中,哪些是杠桿趁矾?哪些不是杠桿耙册?

問題②:除(d)在勻速轉(zhuǎn)動外,其余杠桿均靜止毫捣,哪些杠桿處于平衡狀態(tài)呢详拙?

問題③:請?jiān)冢╝)(b)(d)(e)四幅圖中作出杠桿的力臂。

問題④:要探究杠桿的平衡條件蔓同,應(yīng)該選擇哪套裝置饶辙?為什么?

問題⑤:利用杠桿的平衡條件解決實(shí)際問題斑粱。

2.1具體教學(xué)實(shí)施過程

上課前弃揽,教師運(yùn)用一體機(jī)播放315維權(quán)視頻,向?qū)W生介紹黑心商家“八兩秤”的騙人把戲则北,學(xué)生紛紛搖頭矿微,表示真是生活中的騙局令人防不勝防。教師展示桿秤實(shí)物尚揣,請學(xué)生說出桿秤中的物理模型涌矢,由此引入杠桿的復(fù)習(xí),向?qū)W生展示本節(jié)課的復(fù)習(xí)要求與復(fù)習(xí)目標(biāo)快骗。

問題①:杠桿的識別

教師向?qū)W生展示上面五幅圖(學(xué)案中同時呈現(xiàn))娜庇,給學(xué)生充分的時間認(rèn)真觀察塔次。

教師:同學(xué)們,這五幅圖中哪些是杠桿名秀?哪些不是励负?誰愿意與大家分享你的觀點(diǎn)。

學(xué)生1:(a)(c)不是杠桿匕得,其他的都是继榆。因?yàn)椋╝)是彎的,(c)不是硬質(zhì)汁掠。

學(xué)生2:只有(c)不是裕照,彎的也可以是杠桿。

教師:看來咱們同學(xué)對杠桿的概念還是有爭議的调塌,大家不妨查閱課本晋南,判斷一下哪位同學(xué)的說法是正確的。

學(xué)生查閱課本后發(fā)現(xiàn)羔砾,只有(c)不是杠桿负间,杠桿是可以繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒,從而突破了這一易錯點(diǎn)姜凄。

【設(shè)計(jì)意圖】備課過程中發(fā)現(xiàn)政溃,學(xué)生在識別杠桿時,總是習(xí)慣性認(rèn)為杠桿一定是直的态秧,究其原因是教學(xué)過程中董虱,我們絕大部分情況是選用直的杠桿作為模型去解釋現(xiàn)象或解決問題,學(xué)生養(yǎng)成了慣性思維申鱼,模糊了杠桿的概念愤诱。所以,在復(fù)習(xí)課上捐友,筆者將這一問題直接暴露在學(xué)生面前淫半,生生之間通過思維碰撞,進(jìn)行概念的再學(xué)習(xí)從而建構(gòu)起正確的物理觀念匣砖。

問題②:杠桿平衡狀態(tài)的判斷

教師:我們繼續(xù)來研究科吭,如果只有(d)在勻速轉(zhuǎn)動,其余杠桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)猴鲫,你能告訴大家哪些杠桿平衡了嗎对人?

生1:(b)平衡了。

教師:為什么拂共?

生:因?yàn)樗幱陟o止?fàn)顟B(tài)牺弄。

教師:還有不同的答案嗎?

生2:(a)(e)也是平衡狀態(tài)匣缘,因?yàn)樗鼈円蔡幱陟o止?fàn)顟B(tài)猖闪。

教師: 還有想補(bǔ)充的嗎?

生3:(d)也是平衡狀態(tài)肌厨,因?yàn)樗鼊蛩俎D(zhuǎn)動培慌。

教師:非常好,杠桿的平衡狀態(tài)并不一定靜止柑爸,還有可能……

生齊答:勻速轉(zhuǎn)動吵护。

【設(shè)計(jì)意圖】在學(xué)習(xí)機(jī)械運(yùn)動時,學(xué)生知道靜止和勻速直線運(yùn)動都是平衡狀態(tài)表鳍,學(xué)生在知識遷移的過程中馅而,出現(xiàn)了一些失誤,錯誤地認(rèn)為杠桿勻速轉(zhuǎn)動因?yàn)椴皇莿蛩僦本€運(yùn)動譬圣,因此只有靜止才是杠桿的平衡狀態(tài)瓮恭,甚至還有學(xué)生認(rèn)為只有水平靜止才是平衡狀態(tài)。所以將這一問題拿出來與學(xué)生討論厘熟,能夠幫助學(xué)生打破錯誤的前概念屯蹦,深化對“杠桿平衡”的理解,促進(jìn)學(xué)生物理觀念的建構(gòu)绳姨。

問題③:力臂的作法

教師引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)案上作出(a)(b)(d)(e)四幅圖中的動力臂與阻力臂登澜,待學(xué)生完成后,請學(xué)生將學(xué)習(xí)成果進(jìn)行投影飘庄,共同批改脑蠕,復(fù)習(xí)力臂的作圖方法,總結(jié)作圖過程中的易錯點(diǎn)跪削。

【設(shè)計(jì)意圖】這一問題的設(shè)計(jì)主要目的在于以下兩點(diǎn):一是幫助學(xué)生復(fù)習(xí)力臂的作圖方法谴仙,規(guī)避常見錯誤;二是鋪墊作用碾盐,因?yàn)閱栴}④的解決過程中需要在學(xué)生作圖的基礎(chǔ)上狞甚,分析(b)(d)(e)三圖,了解選擇(d)作為實(shí)驗(yàn)裝置的原因廓旬。

問題④:再探杠桿的平衡條件

教師:同學(xué)們哼审,接下來我們要進(jìn)行杠桿平衡條件的再探究,我們來看看剛才大家所作的四幅圖孕豹,我們應(yīng)該選擇哪套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

生齊答:選(d)圖涩盾。

教師:為什么不選擇(a)(b)(e)?

生1:因?yàn)樗麄兪莾A斜的励背,力臂沒有落在杠桿上春霍,如果杠桿上有刻度尺,那就不能直接讀出力臂的長度了叶眉,測量還要懸空址儒,難度太大了芹枷!

教師:好像很有道理,不過(b)圖的力臂落在杠桿上了呀莲趣,為什么不選它鸳慈?

生2:因?yàn)楦軛U自身還有重力,這個重力也會對平衡造成影響喧伞!

生3:(d)圖中的杠桿也有自身重力呀走芋!

生2:可是(d)圖中重力的作用線過支點(diǎn),力臂等于零潘鲫,不會有影響翁逞。

教師:同學(xué)們聽懂了嗎?

生齊答:聽懂了溉仑。

教師:經(jīng)過激烈的討論挖函,同學(xué)們已經(jīng)把以前的疑難問題都突破了,接下來我們來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的再探究吧浊竟!

學(xué)生實(shí)驗(yàn)挪圾,交流,反思逐沙。

【設(shè)計(jì)意圖】在平常作業(yè)中反饋的情況來看哲思,學(xué)生此實(shí)驗(yàn)中最令人頭疼的問題就是杠桿支點(diǎn)和平衡狀態(tài)的選擇,往往教師會要求學(xué)生去記憶吩案,但是沒有理解的記憶是無效的棚赔,學(xué)生不理解導(dǎo)致做題靠猜。在再探究前徘郭,教師將此問題暴露靠益,對照四幅圖引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行理論探究,很好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考残揉,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維胧后,深刻的理解也助力學(xué)生后續(xù)的實(shí)驗(yàn)探究,此環(huán)節(jié)很好培養(yǎng)了學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展抱环。

問題:杠桿平衡條件的應(yīng)用

教師:剛剛我們已經(jīng)完善了杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)探究壳快,對實(shí)驗(yàn)選材、操作和結(jié)論都有了更深刻的認(rèn)識镇草】籼担回顧開始上課是我給大家播放的視頻,大家能不能運(yùn)用今天所學(xué)來制作并解釋“八兩秤”的原理呢梯啤?

學(xué)生小組討論竖伯,用桌面的器材嘗試自制“八兩秤”。

教師:同學(xué)們,你們討論有結(jié)果了嗎七婴?

學(xué)生小組1:我發(fā)現(xiàn)將秤盤下放一塊吸鐵石就可以了祟偷。桿秤的示數(shù)會比稱量砝碼的實(shí)際質(zhì)量大。(現(xiàn)場演示)

學(xué)生小組2:我們選用了一個更輕的秤砣打厘,想要讓桿秤平衡修肠,動力與動力臂的乘積一定,秤砣輕也就是阻力小婚惫,那就需要更大的阻力臂,也就是說需要把秤砣放到離支點(diǎn)更遠(yuǎn)的地方魂爪,對應(yīng)了更大的讀數(shù)先舷。

教師:大家的方法都是正確的,第二小組的解釋也非匙沂蹋科學(xué)精準(zhǔn)蒋川。確實(shí)是這樣,在市場中撩笆,在秤盤下放吸鐵石很容易被顧客識破捺球,所以黑心商家往往會使用空心秤砣。以后大家如果遇到這種情況夕冲,應(yīng)該怎么做氮兵?

生1:當(dāng)場揭穿他!

生2:去市場監(jiān)管部門投訴歹鱼!

生3:應(yīng)該偷拍下證據(jù)再去投訴泣栈!

……

教師:看來同學(xué)們非常具有正義感,我們應(yīng)該用科學(xué)知識服務(wù)社會弥姻,而不是弄虛作假南片,同學(xué)們在維護(hù)自己爭當(dāng)權(quán)益的同時也要注意保護(hù)自己的人身安全。

【設(shè)計(jì)意圖】干癟的知識是沒有價值的庭敦,只有當(dāng)知識被運(yùn)用到生活中去解釋現(xiàn)象和解決實(shí)際問題疼进,物理知識才有了生命力。同樣秧廉,在這個問題的解決過程中伞广,不僅僅是紙上談兵,教師為學(xué)生小組準(zhǔn)備了多樣的實(shí)驗(yàn)器材疼电,將真正的桿秤帶到學(xué)生身邊赔癌,學(xué)生通過理論分析與操作嘗試,得到了制作方法澜沟,并能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)規(guī)律作出科學(xué)的解釋灾票。同時,通過實(shí)驗(yàn)后的討論茫虽,學(xué)生感悟到知識是把雙刃劍刊苍,應(yīng)該正確利用物理知識為人類服務(wù)既们,科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。

3.????小結(jié)反思

日常生活中正什,我們經(jīng)常聽到周圍人抱怨:“我的知識早就還給老師了啥纸。”是的婴氮,多年以后斯棒,學(xué)生可能已經(jīng)淡忘了物理知識,那我們的物理課堂又給學(xué)生留下了什么呢主经?筆者認(rèn)為荣暮,真正的教學(xué)不是“教書”,而應(yīng)該是“教人”罩驻,用學(xué)科去教人穗酥,所以我們的物理教學(xué)應(yīng)該把學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升放在首要地位。

從《杠桿》復(fù)習(xí)課來看惠遏,筆者在教材砾跃、學(xué)情分析的基礎(chǔ)上,巧妙圍繞一幅圖設(shè)計(jì)五個問題节吮,個個問題直指學(xué)生“痛點(diǎn)”抽高,學(xué)生在這些問題的驅(qū)動下進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)探究,深化對概念和實(shí)驗(yàn)的理解透绩,有效完善自己的物理觀念厨内,科學(xué)思維與實(shí)驗(yàn)探究能力得到了培養(yǎng);教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)規(guī)律解決實(shí)際問題渺贤,將德育巧妙植入課堂雏胃,加強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感,核心素養(yǎng)得到了有效提升志鞍。本節(jié)課上瞭亮,教師教授知識之外,還傳授給學(xué)生解決問題的方法和優(yōu)秀的品格固棚,這才是核心素養(yǎng)導(dǎo)向?qū)ξ锢碚n堂的本質(zhì)要求统翩。

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