指向物理关键能力的教学设计策略

沈援园

摘 要：物理关键能力是物理核心素养的重要组成部分，初中物理核心能力可以概括为四个方面：概括理解，实验探究，实践运用，求实创新。根据课程标准及教材，以苏科版“杠杆”为例，结合相关理论，通过统整前后知识点的联系，创设合理情景，指向物理关键能力，优化教学设计。

关键词：物理关键能力;概括理解;实验探究;实践运用;求实创新

当前初中物理教学，在课时紧张及考试分数的压力下，多以传授知识为主，教师能讲得清，学生能听得懂，教学就算成功。随着素质教育的发展，评价标准的改变，学生会越来越多地面对新的情景，需要运用物理关键能力应对这个日新月异且纷繁复杂的世界。因此在初中物理教学中要特别重视对学生物理关键能力的培养。这不仅是素质教育的需要，也是当前教育改革的方向。

关键能力是指学生在課程学习过程中形成的具有典型学科特性、与特定学科素养相关联的特殊学科能力，具有基础性、主干性和发展性等特点，是方法能力和社会能力的进一步提高。

关键能力的培养，可以贯彻在物理学习的整个过程中，在物理课堂上培养学生的关键能力，老师的指导性和启发性显得更加有效。教学设计是根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适教学方案的设想和计划。教学设计是课堂教学的灵魂。而指向物理关键能力，整合优化教学设计尤为重要。统整优化后的教学设计可以将四个关键能力合理地分配、落实到教学的各个环节里面。

下面以苏科版第十一章第一节《杠杆》为例，研究指向物理关键能力的教学设计策略。

一、指向关键能力的教材分析

教材在第八章分别各用一节介绍了力的作用效果和平衡知识，本节从新的角度，在不同层次上研究了这个问题，其内容是前面所学知识的扩展，也是后面滑轮、斜面等其他一些简单机械的基础，是本章第二节的主体内容。杠杆平衡条件是贯穿于全章的主线，起到统领全章的作用。

二、指向关键能力的学情分析

学生已经学习了力、二力平衡、压强和浮力等知识，对于一般物理研究方法有了初步的认识，可以把这些方法实践运用到杠杆模型的构建中。杠杆既是对前面所学知识的概括和深化，又是学习功、功率和机械效率的基础，通过杠杆的学习可以提高概括理解能力。学生认识从平动到转动，从二力平衡到杠杆平衡，其跨度较大，学生容易混淆。所以教学过程中要设置阶梯，让学生有思维跳跃的平台。

三、指向关键能力的设计策略

1.创设情境，引发探究的欲望

教师通过让学生剪绳子的比赛（一把省力，一把费力，还有一位同学没有工具），提出疑问并引出要研究的问题——杠杆。由简单到复杂是我们认识事物的一个过程，为学生学习知识创造了一个良好的开端，引发实验探究的欲望。

2.证据论证，理解概括得新知

组织学生分组体验：用剪刀剪断电线，用镊子夹铁钉，用瓶起子开汽水瓶，并在操作过程中思考以下几个问题：（1）工具的材质在软硬程度上有什么共同点;（2）在工作中发生了怎样的运动;（3）在什么条件下它们才能这样运动。引导学生抽象出它们的共同特点，归纳杠杆的概念。这种发现学习法有助于发挥学生的潜力，激发他们探究未知事物的兴趣，培养概括能力。

在学生掌握了杠杆的概念后，让学生列举生活中熟悉的杠杆。这样的设计不仅训练学生从复杂多变的工具中抽象出杠杆的模型，还培养了学生的抽象思维能力，学习了“模型法”等科学方法。

3.增强体验，实验探究落到实处

力臂的构建是本节课的重点和难点。对“跷跷板”模型二次利用，“苹果对木板的力大，李子对木板的力小”。力大的离支点远，说明力对杠杆的作用效果不仅与力的大小有关，还与距离有关。“到底是什么距离，是不是支点到作用点的距离？”接下来老师设计实验来验证。老师准备两根相同的铁丝，一根用绳子系住中点，保持平衡，平衡的原因是左右重心到支点的距离相等。另一根同样用绳子系住中点，如果将右半部分弯折，在没有改变支点到作用点距离的情况下，左半部分不在水平位置平衡，改变了力对杠杆的作用效果，说明距离不是支点到作用点的距离。为了突破此难点，老师设计学生分组实验。在原有杠杆模型的支点处设计一个圆形凹槽，左边在凹槽的边缘处悬挂两个钩码，右侧用不同的力拉，每次保证拉力的作用线都沿圆的切线方向，且都让杠杆在水平位置保持平衡。力对杠杆的作用效果相同，每次拉力都相同，归根结底是每次支点到力作用线的垂直距离相同，引出力臂的概念。

对于力臂的作图，老师三次利用“跷跷板”模型，设计三组作图：（1）做出力垂直杠杆的力臂。（2）做出力不垂直杠杆的力臂。（3）做出不挂重物时，杠杆的力臂。例题由低起点出发，层层递进并总结方法。这样设计的目的是：不仅让学生知道力臂不一定在杠杆上，而且为下一节课，探究杠杆平衡条件时，实验前调节杠杆水平位置平衡的目的做好铺垫。

4.拓展分析，迁移应用的实践

回到本节课的引入，利用“杠杆”模型分析同是剪刀，作用效果却大不相同，原来是动力臂的长短不同，力对杠杆的作用效果不同。这样设计的目的同样为下一节课的杠杆平衡条件做好铺垫。

参考文献：

[1]李宝银.初中物理核心素养与关键能力的研究[J].物理教师，2018（2）.

[2]邢红军.密度概念教学的高端备课[J].教学与参考，2013（8）.

[3]叶兵，孙德生.初中物理核心素养与关键能力的研究与测试实践[J].物理教学，2017（12）.

编辑 冯志强