核心素养下初中物理情境教学的优化策略分析

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  摘 要:随着教育教学改革的不断深化、发展,培养学生的学科核心素养,成为教师开展日常教学活动的主要目標之一。立足初中物理学科,教师根据课程知识内容构建相应的物理情境,构建情境满足学生的自主学习、交流活动、探究与探索等需求,让学生在这一过程中深入理解物理知识、更好地认知物理现象,以此发展学生的物理思维、物理观念、科学意识与实验探究素养,实现核心素养培养目标,提升初中物理课堂教学有效性。文章简要分析了核心素养及其视域下初中物理情境教学的重要意义、基本原则,对核心素养下初中物理情境教学优化实施路径进行深入探究。
  关键词:核心素养;初中物理;情境教学法
  一、 引言
  情境教学法就是指教师创建的合适的情境,能够让学生进入情境之中,形成切身直观的学习感受,从而增强对知识的理解与认知,强化学生学习兴趣、探究欲望,让学生能够主动思考、自主探索,积极发现更多的物理问题与现象。物理教学中,教师运用情境教学法培养学生的学科核心素养,需要深入发掘物理学科资源,灵活运用不同的教学工具与形式,围绕学生主体构建多个不同的物理情境;之后,教师在情境中提出问题与学习任务,为学生的自主学习提供条件;还需要对学生给予提点与引导,支持学生解决物理问题,掌握物理规律与知识,从而形成核心素养。
  二、 核心素养及其视域下初中物理情境教学重要意义及其基本原则
  (一)初中物理核心素养解读
  初中物理是一门具有较强综合性、探索性的学科,能够在学生学习物理知识的同时发展学生的问题分析与解决能力,锻炼学生的探究探索能力,培养学生形成相应的物理思维,是一门能够培养学生社会责任感、良好世界观的学科。根据初中物理学科特征,在物理教学中发展学生的核心素养,主要包括:物理观念、科学思维、实验探究、科学责任与态度等。物理观念就是指从物理学的角度认识物质、探索问题、解决问题,是学生理解物理概念与规律之后的升华;又可以细化分为:运动观念、相互作用观念、能量观念与物质观念等。科学思维就是指从物理学的角度认识事物的本质,能够以事物本质为依据展开一系列的推理论证、科学分析等活动的能力;可以细化分为:推理论证、模型结构、质疑创新等。实验探究就是指学生利用实验探索物理知识的能力。科学责任与态度就是指在应用物理技术、物理知识方面的正确态度与思想,包括:科学态度、科学本质与科学伦理。
  (二)核心素养下初中物理情境教学的重要意义
  情境教学法是一种较为新颖的教学方法,其本质就是围绕学生的兴趣与学习倾向,借助不同的元素,比如:生活元素、趣味现象、探究性问题、物理实验等,构建具有沉浸性、探索性的课堂教学空间,帮助学生在空间中发挥主观能动性,获取知识、理解物理概念,形成相应的能力与素养。在初中物理核心素养下运用情境教学法,其意义体现如下。
  1. 有助于优化物理课堂结构
  初中物理课堂的构成元素是教师、学生、教学媒体、实验设施与教学活动,情境教学法在极大程度上拓展了教学媒体的运用范围、教学活动形式。相较于传统课堂教学活动,情境教学法中学生作为学习主体,能够主动投入教师构建的情境中,体验与探索情境元素,获取物理知识,且在探索的过程中将新知识与旧知识相衔接,构建系统知识结构,加强对物理知识的理解与运用,充分丰富物理课堂教学过程,优化了课堂教学结构。
  2. 有助于激发学生的物理学习兴趣
  情境教学法是通过各种各样的丰富元素设计不同的情境,学生在情境中身临其境,产生较为真实的体验感,能够形成对物理知识的兴趣与好奇,促使学生自主自动地探索无尽物理世界,感受物理知识与实际生活的密切关联,体会现代社会科学与物理概念之间的内在联系,从而有效强化学生的学习主动性,促使学生产生“我要学”的思想,能够不断强化学生的物理学习热情。
  3. 有助于实现学科核心素养培养目标
  物理学科核心素养就是根据初中物理学科特征提出的,学生学习物理知识所形成的素养,包括:科学思维、物理观念、实验探究与科学态度。情境教学法中,教师根据课程知识设计不同的教学情境,让学生体验物理现象、发现物理问题、推导物理规律与概念,形成对物理知识的理解,从而有效发展学生的问题分析与解决能力、自主探索探究素养、科学实验研究素养、逻辑推理论证思维,有效实现对学生核心素养的培养。
  (三)核心素养下初中物理情境教学实施基本原则
  核心素养培养视域下,教师在初中物理课堂中运用情境教学法,需要遵循如下基本原则,以便在最大程度上发挥情境教学优势,实现培养目标。
  1. 现实性原则
  根据人教版初中物理教学内容分析,很多物理知识点都与学生的实际生活密切相关。因此,在开展初中物理教学、构建情境时,教师需要从现实的角度出发,提炼出学生日常生活中常见的物理现象、元素,构建具有现实性的生活化情境,引起学生的熟悉感与好奇心,促使学生产生较强的学习兴趣。在情境教学的过程中,教师也要遵循现实性原则,根据学生的认知水平与生活经历提出问题、设置任务,尽量引导学生从日常生活中找出与课堂学习内容相关联的部分,深入沉浸于情境,提高学习效率。
  2. 自主性原则
  培养学生的核心素养,就是发展学生的物理思维能力、自主实验操作与探究能力、逻辑推理与论证能力。这些能力的形成与发展均需要依靠学生主观能动性,在学生自主思考、自主探索的过程中实现。因此,在情境创设的过程中,教师需要考虑学生自主发挥空间,在明确学习导向的基础上为学生提供充足的发挥余地与丰富的选择空间,让学生在主动投入学习的过程中感受自主探索的乐趣,强化学生的探究意识,实现对学生核心素养的培养。
  3. 探究性原则
  以发展学生物理核心素养为目的构建物理学习情境,教师需要保证情境本身的探究性。在构建物理情境的过程中,教师需要考虑学生的年龄特征、认知水平、学习能力,保证提出的情境问题能够契合学生的最近发展区,促使学生能够依靠自己的能力解决问题,以此实现学生的自主学习与发展。   三、 核心素养下初中物理情境教学优化实施路径
  (一)明确情境学习目标,启发学生自主学习意识
  核心素养之下开展初中物理情境教学,教师首先要明确不同课程的物理学习目标,保证学习目标符合学生的学习需求与实际情况,围绕目标构建教学情境,强化物理教学情境的导向性,促使学生在情境探索中能够有方向地获取物理知识、参与物理问题交流,促使学生在获取知识的同时形成相应的物理素养。这就是所说的“物理情境服务于课堂教学”。因此,教师可以在课前为学生呈现出具体的学习目标,提供物理知识视频与微课资源,提出一些课前学习问题、课前学习任务,构建课前预习情境,让学生在课前情境中形成物理知识认知,为之后的课堂学习与探究奠定基础。
  以人教版初中物理八年级上册《声音的产生和传播》教学为例,在课堂教学之前,教师根据课程知识内容,考虑到班级学生之前没有系统学习过“声音”方面的物理知识的情况,提出:微课资源构建课前预习情境的思路。教师在微课中分别播放“鸟语虫鸣声”“高山流水声”“旷野的大喊声”“静谧黑夜的窃窃私语声”“课间操场的繁杂声音”“水中传播的声音”等,让学生倾听,提出思考问题:“声音是怎样传播到我们脑海中的呢?为什么在不同空间中听见的声音不同呢?”以此构建课前预习的“声音情境”。之后,教师需要明确本节课的学习目标为:①了解声音的产生与传播原理;②通过观察能够掌握声音的产生与传播原理,对相应的问题进行探究;③理解在空气中声波以疏密波的形式向四周传播的概念。④形成实事求是的科学态度,在日常生活中探究出声音的物理现象与规律。
  (二)构建生活化物理情境,发展学生物理观念
  创设生活化物理情境,教师根据物理课程知识内容,把握物理与实际生活之间的密切联系,将生活中较常出现的物理现象作为情境创设资源,引入大量的生活素材,形成具有丰富生活现象的物理情境。此时学生会被熟悉的生活现象所吸引,在教师的提点与引导之下探索生活现象,从而发现物理知识,能够逐渐从物理的角度思考问题,形成相应的物理观念,实现对学生核心素养的培养。
  仍旧以《声音的产生和传播》为例,教师引入生活中的“空旷的地区声音传播最明显”“有大量障碍物(石块、建筑物等)的地区声音传播现象”“水下声音的传播效果”等常见的现象,让学生观看多媒体视频,提出问题:“这些都是真实的吗?你在生活中看到的现象是这样吗?”以此构建生活化情境。由于学生已经明确本节课的学习目标,教师可以为学生准备声音传递装置、耳塞、水缸、清水、大石块等不同的材料,让学生自己选择介质,按照视频中的生活现象验证不同介质下声音的传播效果。这一过程中,学生能够借助材料验证视频中的声音传播与介质的物理知识点,同时产生:原来我们生活中有些时候对方说话听不清,是由于障碍物太多了的原因,那么以后我们说话,还是需要缩短彼此的距离,避免存在固体障碍物,这样就能够保证声音更好地传播了。可以看出,经过本次生活情境学习活动,学生已经具备从物理角度看待生活现象、解决生活問题的意识,实现了对学生核心素养的培养目标。
  (三)构建问题探索情境,培养学生物理思维素养
  创设问题探索情境,可以充分发挥情境教学法的探究性,让学生在情境中通过解决问题、探索不同的物理现象逐渐加深对物理知识内容的理解;还能够辅助学生以逻辑思维研究物理现象,推理推导出物理规律,进一步强化学生的物理逻辑思维能力、问题分析与解决能力,培养学生的物理思维素养,实现物理核心素养培养目标。
  以人教版初中物理八年级上册《光的折射》为例,教师考虑班级学生日常对“光的折射”较为忽视,所以不使用生活情境,而是为学生呈现一幕光的折射的物理现象,提出不同层次的问题:①将一根塑料管插入水中,你发现了什么?②为什么明明塑料管是直的,但是在水中的部分与水面上的部分好像是有一定折度的呢?③还有哪些情况类似这种呢?根据这一现象,你能够发现什么规律?④是否可以根据自己的认知,对这种规律进行物理性的描述呢?以此构建探究性问题情境。在此情境中,学生通过不断分析与解决不同层次的问题,循序渐进地加深对“折射”的认识与理解,最终推理出光的折射概念:①垂直射入时光的传播方向不变;②从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。通过这一活动,教师以问题驱动学生自主探究与推论,既能够让学生在理解与分析的过程中自然获取物理知识与概念,加深对物理概念的理解,又能够有效锻炼学生的物理逻辑思维,强化学生的核心素养。
  (四)构建趣味故事情境,培育学生物理科学意识
  创设趣味故事情境,是为了更好地调动学生的学习兴趣。在一些物理知识的教学中,由于知识本身的难度较大,教师若选择生活元素,则难以帮助学生进入情境;若选择问题情境,则学生在情境中思考的问题难度较大会影响情境教学法的效果。因此,教师可以根据课程内容引入相应的趣味小故事,以故事为背景,观察具体的物理现象,且将物理元素拟人化,从而调动学生的学习积极性,发展学生的物理科学意识,实现核心素养培养目标。
  以人教版初中物理八年级上册《凸透镜成像》为例,教师引入“警察与小偷”的趣味故事,让蜡烛担任警察的角色,让凸透镜担任小偷的角色,且给学生演示蜡烛与凸透镜的实验,让学生一边观察实验,一边根据具体的实验现象说明:“为什么说凸透镜是‘小偷’?”这一过程中,学生要想说明这一问题,就需要认真观察实验过程与实验现象,分析不同距离引起的实验现象变化,根据实验事实说明自己的猜测,论证“凸透镜是‘小偷’”的正确性,能够促使学生在说明的过程中形成相应的物理科学论证思维、发展学生的科学态度,从而提升学生的核心素养。
  (五)构建数字化实验情境,培育学生实验探究素养
  构建初中物理课堂教学情境,教师还可以借助现代教育工具,将现代化教学技术与情境教学法相融合,让学生形成更好的学习体验。以人教版初中物理八年级下册《浮力》教学为例,教师利用木块、铁块、清水等为学生演示不同物体在水中的浮力现象,同时连接数字化实验装置,将不同物体在水中的浮力数据呈现于学生眼前,且以可视化折线图的形式展示出来,让学生能够对不同物体在水中的浮力一目了然,形成数字化实验情境。在此情境中,教师提出课堂小组学习任务:根据实验数据说明其中规律、分析浮力大小与哪些因素有关、对不同的因素做出干扰验证这一关联。这一过程中,学生需要立足具体的数字化实验情境,根据情境内的数据说明分析,借助情境内的道具验证与探索,完成自主实验操作任务,形成对浮力概念、浮力影响因素的理解,进一步发展学生的实验探究素养,提升学生的核心素养。
  四、 结语
  综上所述,在初中物理情境教学中培养学生的核心素养,教师需要紧紧把握核心素养内涵,意识到核心素养对于学生学习物理知识、理解物理概念、参与更多物理学习活动的重要意义,从而有方向、有目的地组织开展各种情境教学活动。在今后的情境教学法发展学生核心素养过程中,教师仍旧要以学生为主体,围绕学生情况与需求构建不同的物理学习情境,灵活利用问题情境、趣味情境、生活化情境、数字实验情境等,不断提升课堂教学质量,发展学生的核心素养。
  参考文献:
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  作者简介:
  李小强,甘肃省天水市,甘肃省天水市秦州区齐寿中学。
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