谢娜 林礼意 谢本毅 祁萍霞

摘   要：核心概念属于根基性概念，作为一章或一个模块的根基性的知识源头引领其他概念，学生如果不能真正理解它，将直接影响相关联概念的理解。文章论述了对初中物理核心概念“力”的教学设计的实践与探索，从教学逻辑脉络的把握、方法的渗透、思维的训练等方面提出了几点建议。

关键词：核心概念；力；教学设计；实践

学科核心概念是组织整合学科知识体系的少数关键概念，位于学科的中心位置，是学科的主干部分，具有基础性、辐射力、生命力。核心概念属于根基性概念，作为一章或一个模块的根基性的知识源头引领其他概念。因此，在核心概念的教学中要充分考虑学生对核心概念的理解过程，优化教学设计，选择有效的教学策略，更好地促进学生对核心概念的理解，提升概念教学的有效性。下面将这种教学思想尝试应用于初中物理核心概念“力”的教学实践中。

1  教材分析

“力”是沪科版《物理》八年级第六章第一节的内容，这一节是引导学生跨入力学世界的第一堂课，包含了力的定义、性质、作用效果三部分内容。力是一个根基性的概念，是建构重力、摩擦力等力学概念的基础，学生是在理解了什么是力之后再学习重力、摩擦力，力在初中物理力学模块知识中占有重要地位，对重力、弹力、摩擦力等力学知识起到组织架构作用，是初中物理力学的一个核心概念。力是一个很抽象的科学概念，它的物理内容很丰富，要想让学生真正理解和掌握这个概念并不是一件容易的事。学生在学习“力”之前头脑中已经存在了大量关于力的前概念，有的前概念是正确的，对科学概念的学习有促进作用，而有的前概念是错误的，与科学概念是相矛盾的，它会影响到科学概念的建立。因此，在教学中应当注重帮助学生转变前概念，建构科学概念。

根据课程标准要求和学生的实际情况，拟定“力”这节课的教学目标如下：

{1}经历从许多与力相关的日常生活现象中归纳、推理出力的基本概念的过程，学习如何运用科学归纳法建立物理概念。

{2}通过实验，观察、体验物体间力的作用是相互的，并能解释生活中的有关现象。

{3}通过常见的事例和实验，运用观察、分析、概括的方法，认识力的作用效果。

2  “力”概念教学设计的实践研究过程

选取沪科版《物理》八年级第六章第一节“力”进行教学设计实践研究，目标是通过实践研究出能更好地促进学生对“力”的理解和掌握的教學设计。实验对象选择了某中学初二年级的两个平行班。在控制无关变量方面，学生性别、年龄分布、学习水平基本相同，教学内容和课程进度也一致，只是教学设计不同。总体而言，对照班和实验班的教学设计都遵循概念的引入——概念的形成——概念的应用的教学过程。不同之处在于对照班的教学设计完全是依循教材的编排思路，运用以讲授为主、讲练结合的传统教学方法。实验班的教学设计深入挖掘了教材内容，对教材内容进行了重构，从力的作用效果来认识力的存在和相互作用力，教学环节间逻辑联系强，并且注重方法的渗透和思维的训练，真正落实了以学生为主体，通过学生的动手动脑、合作交流，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，培养学生的核心素养的新课程教学理念。课后，对两个班级的学生进行了试题测试，测试的目的是比较实验班和对照班对“力”这个核心概念的理解和运用知识解决物理问题能力的差异。最后，对测试结果进行分析，发现实验班所采用的教学设计对核心概念教学有效，验收了实验成果。下面是有关于实验班和对照班“力”概念的教学设计片断。

3  “力”概念教学片断

3.1  对照班 “力的作用是相互的”教学设计

师：请同学两手互拍、拉弹簧、提书包......体会一下施力和受力的感受，你认为力的作用有什么特点？

生：左手拍右手时，左手对右手施加了一个力，同时，左手也感觉疼，说明左手也受到了右手对它施加的反作用力。

……

师引导学生总结 ：甲物体对乙物体施力时，乙物体对甲物体也施力，因此，力的作用是相互的。

师：通过以上事例分析谁是施力物体，谁是受力物体？作用力和反作用力有什么特点？

师总结：（1）方向相反；（2）作用在不同的物体上。

师：这一对力是同时出现还是先后出现？

生：两气球相互挤压，一松开手两气球同时恢复原状，说明这一对相互作用力是同时产生，同时消失的。

师：划船时，人用浆向后划水时，船为什么会向前进？请同学们解释现象。

3.2  实验班“力的作用是相互的”教学设计

情境1：请一位学生上台提重物。

情境2：请学生用左手拍右手。

师：手有什么感觉？

引导学生分析情境中每个力的施力物与受力物，总结出物体间力的作用是相互的。

情境3：有甲、乙两小球，让甲球去碰撞不动的乙球，甲球会受到乙球的力吗？你的理由是什么？

生：会的，因为物体间力的作用是相互的，甲球碰撞了乙球，对乙球施加了一个力，乙球也会对甲球产生一个力。

师：好的，那么乙球对甲球的力和甲球对乙球的力在时间上一样吗？这一对相互作用力的是同时产生的还是先后产生的？

生：乙球对甲球的力应该要慢一些，因为乙球要对甲球发力，这需要一个过程吧。

师：这位同学认为这一对相互作用力的是先后产生的。到底是不是这样呢？下面首先请同学们利用桌面上的实验器材设计实验证明相互作用力确实存在的。实验之前，老师想给大家一个提示：刚才我们是从力的作用效果来认识力的存在，那么，你们能不能也从力的作用效果来证明相互作用力的存在呢？

学生利用桌面上的实验器材进行分组实验，然后请学生上台演示。

生演示：两个气球相撞时会向两边弹开。

师：如果气球与老师相撞，老师会被弹开吗？

生：不会

师：为什么老师不会被弹开呢？（只有质量相当的两个物体的运动状态改变的明显程度才基本一样。）

生演示：彈簧互拉，两边的弹簧都发生形变。

……

引导学生总结：（1）力使两个物体的运动状态都发生了改变。（2）力使两个物体都发生了形变。

师：刚才，同学们从力的作用效果证明了相互作用力确实存在。在研究的过程中，你们运用了什么方法呢？

生：转换法

师：将什么转换成什么？

生：将相互作用力转换成了两个气球被弹开、两根弹簧发生了形变。

师：刚才是相互接触的两个物体间产生的相互作用力，如果是两个不接触的物体之间力的作用是否也是相互的呢？

情境4：甲、乙、丙三辆小车都具有磁性。甲、乙小车异名磁极相对并保持一定的距离，松手之后，两小车相互靠近，相互吸引；甲、丙小车同名磁极相对并靠近，松手之后，相互远离，相互排斥。

师：我们一起来分析观察到的现象，判断哪个物体是施力物体？哪个物体是受力物体？ （师画图分析）

师：从分析中我们可以知道同一个物体既是施力物体又是受力物体。刚才，我们从力的作用效果证明了这一对相互作用力确实存在。那么这一对相互作用力是同时出现还是先后出现的？

生：两气球相互挤压，一松开手两气球同时恢复原状，说明这一对相互作用力是同时产生的。

……

师：请同学们举例物体间力的作用是相互的。

情境5： 出示图片——运动员站在跳板上跳水的情境。请学生用所学习的“力”的知识解释现象。

情境6：播放视频：2022年3月30日10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭，成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。请学生用所学习的力学知识解释长征十一号运载火箭是如何升上太空的。

4  实验班与对照班教学设计比较分析

下面就实验班和对照班有关于“力的作用是相互的”这一知识点的教学设计，依据物理教学设计的三个基本维度，分别从物理教学逻辑、科学方法显化、学生思维训练[ 1 ]三个方面进行比较分析（见表1）。

5  教学效果分析及教学建议

在对初中物理力学核心概念“力”教学后进行了试题测试。选择的试题主要是考察学生对于核心概念的理解和运用知识解决问题的能力。运用了SPSS13.0软件进行t检验（见表2）。

由表2数据可知：实验班和对照班平均分的差为7.28302。由于双尾显著性概率Sig. （2-tailed）=0.002，说明P<0.05，表明否定H0时犯错的概率小于0.05，因此，在0.05水准拒绝虚无假设H0，表明使用这两种教学设计的教学效果差异非常显著，实验班的学生对“力”这个核心概念理解和掌握得较好。

“力”是一个核心概念，对于它的理解将影响到与它相关联概念的理解。要想设计出能促进学生正确理解“力”的教学设计，首先要在充分理解和思考课标的前提下，对教材进行大框架解读，注重概念的关联性、结构性，不割裂概念间的联系。善于抓住教材的核心内容，把握教材的教学逻辑脉胳，深入挖掘教材内容和科学方法，做到用教材而不是教教材。第二，要以多样且有效的情境为载体，激发学生发现问题、提出问题。要以问题为导向，并且设置的问题链应具备高阶思维含量和挑战性，能够唤起学生的思维，培养学生的问题意识。第三，要以思维为灵魂，引导学生分析问题、解决问题。第四，要注重方法的渗透和能力的培养。科学方法和思维方法的渗透能够培养学生高阶思维，有效促进学生物理学科核心素养的发展，而方法和思维的培养又能够促进学生能力发展。

参考文献：

［1］ 张琪，胡扬洋.物理教学设计比较研究的基础和方法论探询——以初中物理“压强”设计为例[J].课程与教学改革，2015（3）：129-131.