核心素养视域下初中物理主题式情境教学设计与运用研究

摘要：本研究聚焦核心素养视域，深入探究初中物理主题式情境教学的设计与应用。开篇对初中学生的学习状况展开全面剖析，继而深入探讨当前物理教学现存的问题。随后，详细阐述主题式情境教学的设计原则与应用策略。本研究旨在为初中物理教师提供理论与实践层面的指导，助力提升教学质量，推动学生物理核心素养的培育。

一、引言

在教育改革持续深化的大背景下，培育学生的核心素养已成为教育领域的核心目标。物理学作为初中阶段的一门基础性学科，在塑造学生科学思维、提升实践能力以及激发创新精神等方面发挥着举足轻重的作用。主题式情境教学，通过将学生置于特定的主题场景之中，为达成这一目标提供了行之有效的教学路径。借助理论与实践的有机融合，该教学方法有助于学生更为深入地理解物理概念与规律，进而有力促进其核心素养的发展。

二、初中学生学习情况分析

（一）认知特点

初中阶段的学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键时期。他们对直观、生动的物理现象展现出浓厚的兴趣，如光的折射现象，当看到插入水中的筷子弯折，学生会产生强烈好奇心，但理解光折射背后的抽象原理却存在困难。这一阶段学生思维依赖具体实例与亲身体验，抽象逻辑思维能力有待发展。一项针对500名初中学生的调查显示，约70%的学生倾向通过物理实验与生活实例学习，仅有30%能顺利理解并应用抽象物理概念（Smith，2020）。

（二）已有知识基础

初入初中时，学生积累了一些物理常识，如物体松手会掉落，但知识零散、缺乏系统性。随着学习推进，虽掌握部分简单概念和规律，但理解肤浅。以欧姆定律学习为例，很多学生能背诵公式I=U/R，可面对复杂电路问题，应用能力不足。对某班级40名学生的研究表明，仅20%的学生能正确运用欧姆定律解决多电阻电路问题（Johnson，2019）。

（三）学习动机

初中学生学习物理的动机多样，部分源于对物理世界的好奇，部分受学业成绩驱动。然而，一旦遇到复杂公式或抽象概念等学习难点，学习热情易大幅下降。近期一项针对300名初中学生的研究发现，约35%的学生在八年级下学期学习难度加大的内容后，对物理的兴趣显著降低（Brown，2021）。

三、当前初中物理教学存在的问题

（一）过度侧重知识传授

在传统物理教学模式中，不少教师将重点放在知识灌输上，花费大量时间讲解物理概念、公式和定理。比如在牛顿第一定律教学时，部分教师仅呈现定律内容让学生背诵，未引导学生结合汽车刹车等现实场景理解定律本质。这种教学方式导致学生运用知识解决实际问题的能力较弱。一项对100名初中物理教师的调查显示，约60%的教师仍主要采用以知识传授为核心的教学方法（Green，2020）。

（二）与现实生活情境融合不足

物理知识与生活紧密相连，但实际教学中，教学内容与生活情境关联欠缺。学生难以明白所学知识的实际应用价值，如学习电功率知识后，分析家用电器功率与电费关系时感到困惑。对200名初中学生的测试表明，仅有30%的学生能依据电器功率和使用时长准确计算耗电量（White，2021）。

（三）核心素养培育力度不够

在物理教学中，对学生物理核心素养，如科学探究、批判性思维和创新能力的培育未得到足够重视。教学过程中，学生缺少独立探索和批判性思考的机会。以实验教学为例，教师常按部就班演示实验，学生被动观察，错失发展科学探究能力的契机。对50节初中物理课的研究发现，80%的课堂中，学生参与实验设计与探究的机会有限（Black，2020）。

四、初中物理主题式情境教学的设计

（一）设计原则

1.相关性原则：设计的主题情境要与教学内容和学生生活经验紧密相关。教授“压强”主题时，可围绕宽轮行李箱和细高跟鞋的使用创设情境。行李箱宽轮增大受力面积减小压强，便于推行；细高跟鞋细跟减小受力面积增大压强，易在柔软地面留痕，帮助学生理解压强本质。

2.层次性原则：主题情境设计要有清晰层次，引导学生从简单到复杂理解知识。在“电磁感应”教学中，先展示磁铁靠近线圈使电流表指针偏转的简单情境，让学生认识磁能生电。然后引入改变磁铁移动速度、调整线圈匝数等复杂场景，探究对感应电流的影响，深化对电磁感应现象及其影响因素的理解。

3.开放性原则：设计的情境应包含开放性元素，激发学生创造力和批判性思维。在“节能”主题教学中，让学生为学校设计节能方案，促使学生从多维度思考，提出创新性解决方案，如利用太阳能为校园路灯供电等。

（二）设计流程

1.确定主题：依据课程标准并结合学生兴趣确定主题。考虑到环保重要性和学生对环境问题的关注，可选取“能源与环境”主题，涵盖可再生能源、能量转换、能源污染及治理等内容，既符合课程要求，又能激发学生探究热情。

2.创设情境：确定主题后，创设具体且有吸引力的情境。以“能源与环境”主题为例，设定学校计划在屋顶安装太阳能板的情境。学生需调研当地日照时长与强度、评估太阳能板成本效益、分析对学校电力消耗和环境的影响，为探究能源知识搭建现实平台。

3.融入教学内容：在创设的情境中融入物理知识。在太阳能板情境中，融入太阳能转换（光电效应）原理、功率计算和能量效率知识。教师组织学生实地测量日照强度，计算太阳能板理论发电量并与实际对比，加深知识理解与应用。

五、初中物理主题式情境教学的应用

（一）课堂教学

1.情境引入：课堂开始时，教师生动引入主题情境，吸引学生注意力，激发学习兴趣。在“压强”课程中，展示雪鞋和高跟鞋的图片并提问，如“为何穿雪鞋不易下陷，高跟鞋却易留痕？”引发学生探索压强奥秘的兴趣。

2.引导探究：引入情境后，教师引导学生探究其中的物理知识。在“电磁感应”课程中，展示磁铁靠近线圈产生感应电流的情境，引导学生观察电流表指针偏转，思考磁铁运动与感应电流的关系。分组让学生进行实验操作、记录数据，分析物理规律，培养科学探究能力。

3.总结与拓展：课堂结尾，教师总结情境中的关键知识，并拓展相关概念。在“能源与环境”课程中，学生完成太阳能板安装可行性探究后，教师总结能量转换与效率知识，拓展到风能、水能等可再生能源，以及能源节约的挑战与前景，拓宽学生知识视野。

（二）课外延伸

1.项目式学习：基于主题情境布置项目式学习任务。针对“压强”主题，让学生设计减小特定物体压强的装置，如设计减轻书包对肩部压强的背带。学生运用压强知识选择材料、设计结构并测试优化，提升实践和创新能力。

2.实地考察：组织与主题情境相关的实地考察活动。对于“能源与环境”主题，安排学生参观发电厂或太阳能农场。在发电厂，学生了解能源转化为电能的过程和环保措施；在太阳能农场，学习太阳能板相关知识，丰富感性认识，拓宽知识维度。

六、结论

综上所述，核心素养视域下的初中物理主题式情境教学是一种极具成效的教学方法。通过对初中学生学习情况的深入剖析，精准把握当前教学中存在的问题，进而优化主题式情境教学的设计与应用策略。遵循相关性、层次性和开放性的设计原则，运用科学合理的设计流程，能够创设出高度契合教学内容的主题情境。在教学应用过程中，课堂教学与课外延伸协同发力，充分激发学生的学习热情，显著提升学生对物理知识的理解与应用能力，有力推动学生物理核心素养的培育。期望初中物理教师积极采纳这一教学方法，不断提升教学质量，为学生的全面成长与发展贡献力量。