李晶

摘 要：本文以滬科版八年級物理《科學(xué)探究：杠桿的平衡條件》為例，闡述以提高學(xué)生核心素養(yǎng)為目的的教學(xué)策略。即依據(jù)核心素養(yǎng)確立教學(xué)目標，圍繞核心素養(yǎng)制定教學(xué)策略，該做法有利于培養(yǎng)學(xué)生高階思維，構(gòu)建物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中物理;核心素養(yǎng);杠桿的平衡條件

杠桿是日常生活和生產(chǎn)中最常用、最簡單的機械，其他機械很多可以看成是杠桿的變形，學(xué)會科學(xué)認識杠桿的方法是學(xué)習(xí)其他機械的基礎(chǔ)。當下科技日新月異，教育的內(nèi)容和形式也在不斷更新，體現(xiàn)在創(chuàng)客教育成為熱點之一，各類簡單機械的認識和靈活運用是創(chuàng)客教育最基本的內(nèi)容。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化為具學(xué)科色彩的特質(zhì)，養(yǎng)成以物理視角認識事物和解決問題的能力。基于提高核心素養(yǎng)的教學(xué)對學(xué)生進行實踐及創(chuàng)新活動有重要意義。

一、依據(jù)核心素養(yǎng)制定教學(xué)目標

結(jié)合物理學(xué)科核心素養(yǎng)和初中學(xué)生認知特點，制定本課教學(xué)目標如下：

1.物理觀念：從認識杠桿過程中建立模型思想，在平衡條件的探究活動中加強運動觀的建構(gòu)。

2.科學(xué)思維：能從生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用中抽象、簡化得到杠桿模型并歸納出杠桿的特點，培養(yǎng)模型建立和歸納的思維方式;根據(jù)力臂長度關(guān)系對杠桿分類，培養(yǎng)科學(xué)思維方法。

3.科學(xué)探究：經(jīng)歷對杠桿的平衡條件的探究活動，首先進行猜想，再根據(jù)猜想設(shè)計實驗方案，實驗后通過對數(shù)據(jù)進行分析處理，得出杠桿的平衡條件。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：實驗中培養(yǎng)大膽假設(shè)和實事求是的科學(xué)精神和與人交流合作的品質(zhì);了解我國古代對杠桿的研究和應(yīng)用實例，滲透愛國層面的社會主義核心價值觀;結(jié)合杠桿在學(xué)生平時生活、學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，進一步提高學(xué)習(xí)物理的興趣。

二、圍繞核心素養(yǎng)的具體過程教學(xué)策略

1.各種工具撬奶粉罐，突破思維定勢得出杠桿物理模型

情境引入：教師帶一罐奶粉進入教室，金屬罐蓋很難打開，學(xué)生提出可以利用工具。備選工具包括軟尺、鋼尺、鑰匙、細線、羊角錘、鋼勺、薄木片等。

課堂上學(xué)生一般選擇鋼尺，會發(fā)現(xiàn)鋼尺不好用，因為受力后容易變彎，軟尺或薄木板也無法打開罐蓋，建立杠桿必須硬度足夠的觀念。羊角錘、鋼勺也可以撬開罐蓋，體現(xiàn)杠桿形狀不限;鑰匙，平時并不用來作為撬棒，甚至不作為杠桿使用，但在需要時，可以滿足杠桿的功效，也可以拿來使用。利用該教學(xué)策略幫助學(xué)生突破思維定勢，內(nèi)化杠桿模型。

在該具體情境中，學(xué)生直觀感受轉(zhuǎn)動與平動之不同，完善運動觀。

通過與具體情境結(jié)合和有意識地引導(dǎo)設(shè)置，加強學(xué)生對杠桿的認識，幫助學(xué)生從課本定義中走出來，站在更高的位置上，研究真實、典型的科學(xué)過程，建立物理觀念。

2.通過實物杠桿認識五要素，促進學(xué)生對模型的遷移

建立杠桿模型后，學(xué)生通過觀察自帶的夾子、核桃鉗、剪刀等實物和抽水機、剎車板的圖片，尋找杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點，即支點。在使用中確立杠桿的動力和阻力，根據(jù)概念找到對應(yīng)力臂。在認識五要素的學(xué)習(xí)中再一次對杠桿的概念進行抽象反思和遷移應(yīng)用，進一步促進物理觀念的形成。

3.經(jīng)歷平衡條件的探究過程，滲透科學(xué)思維和態(tài)度

提出問題：杠桿在滿足何種前提下才會處于平衡？學(xué)生猜想以下四種關(guān)系：F1+l1=F2+l2、F1-l1=F2-l2、F1×l1=F2×l2、F1÷l1=F2÷l2;根據(jù)不同物理量不能相加減直接排除猜想①②，強化基本科學(xué)思維。

先一次實驗兩邊掛同樣重鉤碼，力臂也相同，證明猜想③④都是正確的嗎？學(xué)生立刻可以提出一次實驗不具有普遍性，應(yīng)該進行多次，培養(yǎng)科學(xué)思維和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

得到結(jié)論后從等式上看，代入鉤碼數(shù)而不是鉤碼質(zhì)量，力臂格數(shù)而不是長度，發(fā)現(xiàn)等式一樣成立，滲透“單位”的物理觀念。

4.激發(fā)認知沖突，糾正錯誤認知

用測力計向上傾斜拉著杠桿，提問學(xué)生此時杠桿五要素，再一次強化杠桿模型，因這時候動力和阻力在支點同側(cè)，糾正部分學(xué)生經(jīng)歷實驗探究后認為動力和阻力一定豎直向下且在支點兩側(cè)的錯誤觀念。

至此還有部分學(xué)生會將力臂標成支點到力作用點的距離。將力和力臂的數(shù)值帶入等式，發(fā)現(xiàn)并不相等，提出問題：那是不是平衡條件的等式出錯了呢？對實驗結(jié)果進行交流與反思，培養(yǎng)提出問題的能力，進行深度學(xué)習(xí)。部分學(xué)生能夠找到正確的力臂，用刻度尺測正確的力臂，發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件等式?jīng)]有問題。通過科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生求真精神和解決問題的能力。

5.模型與實物結(jié)合，分類歸納杠桿

從杠桿的具體應(yīng)用時需要的特點分類，一些需要省力，一些沒有省力，觀察這些杠桿的外型，總結(jié)出特點。結(jié)合平衡條件，建構(gòu)省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿的概念，培養(yǎng)分類的科學(xué)思維。

6.結(jié)合實際情境選擇杠桿，激發(fā)興趣

利用一些具體應(yīng)用，拿筷子夾大物體手應(yīng)該放哪個位置、擰門把手如何最省力、門夾核桃時怎么擺放核桃等等，讓學(xué)生選擇杠桿，在應(yīng)用中理解杠桿，體驗物理知識在生活中具體應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)思維和學(xué)習(xí)興趣。

7.結(jié)合杠桿應(yīng)用史和未來展望，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

圖片、視頻展示杠桿在我國古代的應(yīng)用，以及各類機器人大賽中杠桿的使用，體現(xiàn)杠桿作為機械基礎(chǔ)的廣泛應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，同時培養(yǎng)對祖國的自豪感和對未來的責(zé)任感。

三、結(jié)語

在教學(xué)中滲透的物理觀念、培養(yǎng)的科學(xué)精神，不是一節(jié)課或一朝一夕養(yǎng)成，需要長期引導(dǎo)，追求思維深度，在每一課中充分挖掘知識建構(gòu)過程中蘊含的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻

[1]任建英.談物理觀念.中學(xué)物理教與學(xué)，2017.6

[2]中華人民共和國教育部制定：《義務(wù)教育物理課程標準》，北京師范大學(xué)2011年版

[3]林崇德.核心素養(yǎng)的內(nèi)涵.今日教育，2017.2