積極開展基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)設(shè)計

高杰

摘 要：本文結(jié)合具體教學(xué)案例，闡述了教學(xué)設(shè)計要從課程的層面設(shè)計教學(xué)目標(biāo)；依據(jù)物理教學(xué)理論和學(xué)科課程特點(diǎn)設(shè)計教學(xué)流程和環(huán)節(jié)，選擇或創(chuàng)生適切的教學(xué)策略；依據(jù)認(rèn)知規(guī)律和特點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。由此促進(jìn)基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)的有效實(shí)施。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；教學(xué)設(shè)計；物理教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）7-0001-3

為了全面深化課程改革、落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，物理教學(xué)要以核心素養(yǎng)為統(tǒng)領(lǐng)，幫助學(xué)生形成必備的品格和關(guān)鍵能力。教學(xué)設(shè)計是教師實(shí)施教學(xué)之前必要的工作，基于核心素養(yǎng)開展教學(xué)，就要求教師從更高的層面、更廣泛的視角進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。但有些物理教師雖然知道并接受了新課程理念，在教學(xué)設(shè)計操作層面上還停留在“教教材”的水平。本文結(jié)合具體的教學(xué)案例對基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計談幾點(diǎn)認(rèn)識和建議。

1 教學(xué)設(shè)計要有課程觀

教師必須從課程的視角思考和開展教學(xué)設(shè)計，根據(jù)物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念、課程總目標(biāo)和物理核心素養(yǎng)的要求實(shí)施教學(xué)。

1.1 明確課程的性質(zhì)、理念和總目標(biāo)

目前，基于核心素養(yǎng)對課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計和修訂，并對課程的性質(zhì)、理念和課程目標(biāo)以及物理核心素養(yǎng)給予了明確的闡釋。教學(xué)的開展就是課程的實(shí)施，教師要深入認(rèn)識和理解物理課程的本質(zhì)及物理課程目標(biāo)，并能夠從課程的角度進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的課程結(jié)構(gòu)及內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，對課程內(nèi)容進(jìn)行深入的思考、統(tǒng)籌安排和整體設(shè)計，明確必修課程和選修課程在整個物理課程中的地位和作用，明確各個模塊在整個物理課程中的地位和作用，了解每個模塊（或跨模塊）各章之間的聯(lián)系。

教學(xué)目標(biāo)設(shè)計是教學(xué)設(shè)計的重中之重。由于有些教師課程意識相對比較薄弱，教學(xué)目標(biāo)常常只局限于課時片段化的設(shè)計，缺少對教學(xué)目標(biāo)的深入思考和宏觀設(shè)計。筆者曾聽過這樣一節(jié)課：課題是“用一次函數(shù)圖像解決物理實(shí)驗(yàn)問題”，全課教師為學(xué)生準(zhǔn)備了力學(xué)、電學(xué)等不同的實(shí)驗(yàn)題，要求學(xué)生求解練習(xí)題，并回答解題思路，當(dāng)然所有的題目均可通過作出一次函數(shù)圖像進(jìn)行求解。課后筆者問學(xué)生：“你能說說這些題，為什么要把不是線性關(guān)系的函數(shù)轉(zhuǎn)化成能夠用一次函數(shù)表示的關(guān)系，并通過圖像求解嗎？”學(xué)生搖了搖頭，說：“老師告訴我們轉(zhuǎn)化成一次函數(shù)關(guān)系求解，至于為什么不太清楚”。顯然，這樣的教學(xué)設(shè)計沒有能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)圖像求解物理問題能力的教學(xué)目標(biāo)。

課程目標(biāo)是教學(xué)目標(biāo)實(shí)施的方向，教師不能眼中只有課時教學(xué)目標(biāo)，要高屋建領(lǐng)、整體把握。因此，首先需做好必修課程、選修課程、各個模塊、各個章節(jié)的階段教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，由階段教學(xué)目標(biāo)引領(lǐng)課時教學(xué)目標(biāo)，再結(jié)合教學(xué)實(shí)際，設(shè)計出清晰、準(zhǔn)確、遞進(jìn)的課時教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)課時、章、模塊、必修課程、選修課程不同層面的教學(xué)目標(biāo)逐級實(shí)現(xiàn)時，就會順利落實(shí)課程目標(biāo)。

例如：必修模塊可設(shè)置的階段教學(xué)目標(biāo)之一為“掌握利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法”。為實(shí)現(xiàn)該階段目標(biāo)，建議通過“練習(xí)使用打點(diǎn)計時器”“用打點(diǎn)計時器測速度”“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”“探究功與物體速度變化的關(guān)系”四節(jié)課，分別設(shè)計“利用圖像描述物體的運(yùn)動規(guī)律”“掌握一次函數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像處理方法”“掌握反比例函數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像處理方法”“掌握其他非線性函數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像處理方法”這四個逐級遞進(jìn)的課時教學(xué)目標(biāo)，通過這四個遞進(jìn)的教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，達(dá)成“掌握利用圖像處理不同函數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方法”的教學(xué)目標(biāo)。

1.2 理解物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》明確了“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是物理核心素養(yǎng)組成的四個方面，并且明確給出了物理課程的總目標(biāo)。作為物理教師，應(yīng)立足于物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課程目標(biāo)來設(shè)計課時教學(xué)目標(biāo)及具體的教學(xué)方案。

在實(shí)際教學(xué)中，教師對課程目標(biāo)的理解常常存在問題，如某教師的“探究碰撞中的不變量”教學(xué)。教師在前面的一節(jié)課通過講授的方式教了動量的概念，在本節(jié)課開始，教師直接拋出本節(jié)課的任務(wù)“上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了動量的概念，這節(jié)課我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究碰撞中的動量是否守恒”。隨后學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)儀器，研究碰撞前后的系統(tǒng)動量是否守恒。這樣的教學(xué)設(shè)計，盡管表面上完成了教學(xué)任務(wù)，學(xué)生也動手做了實(shí)驗(yàn)，但學(xué)生不知道為什么引入動量的概念、不了解碰撞的特點(diǎn)，沒有能夠進(jìn)行手腦并用的科學(xué)探究，因此，也就沒有體現(xiàn)物理核心素養(yǎng)四個方面的教學(xué)，這樣是不可能實(shí)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

之后，該教師經(jīng)過專家指導(dǎo)和教學(xué)反思，改進(jìn)了教學(xué)設(shè)計：首先引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的碰撞現(xiàn)象，進(jìn)而分析碰撞運(yùn)動的特點(diǎn)，隨后學(xué)生自主探究碰撞中的不變量。學(xué)生通過思考與分析，探究出碰撞前后系統(tǒng)的物體質(zhì)量與速度乘積的矢量和相同。這樣設(shè)計既探究出了碰撞中的不變量，也理解了為什么要引入動量的概念。不難看出，改進(jìn)后的教學(xué)設(shè)計較好地體現(xiàn)了物理核心素養(yǎng)即“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面的培養(yǎng)要求。

2 教學(xué)設(shè)計要有教學(xué)觀

物理教學(xué)設(shè)計要以教學(xué)理論為指導(dǎo)，遵循和應(yīng)用教學(xué)的一般規(guī)律。

2.1 依據(jù)一般的教學(xué)原理和規(guī)律設(shè)計教學(xué)流程和結(jié)構(gòu)

只有經(jīng)過一系列科學(xué)、合理、適切的教學(xué)活動，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)理論對教學(xué)本質(zhì)及教學(xué)的一般規(guī)律有系統(tǒng)的研究和闡述，因此，教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，為使教學(xué)過程更加科學(xué)合理，不應(yīng)該僅從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，而應(yīng)運(yùn)用相關(guān)教學(xué)理論分析教學(xué)，設(shè)計課堂教學(xué)過程及活動流程。如：物理規(guī)律的新授課教學(xué)，應(yīng)以“創(chuàng)設(shè)情境產(chǎn)生問題—創(chuàng)設(shè)探索規(guī)律的情境及條件來引領(lǐng)學(xué)生探索物理規(guī)律—對物理規(guī)律進(jìn)行討論—組織學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律”的步驟展開教學(xué)。

2.2 結(jié)合實(shí)際選取相應(yīng)教學(xué)策略

課堂教學(xué)流程不僅要依據(jù)教學(xué)的一般原理和規(guī)律展開，而且教師要具備物理教學(xué)研究能力，結(jié)合實(shí)際，選擇或創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，滿足培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面的要求，促進(jìn)培養(yǎng)核心素養(yǎng)這一教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。如：可以在復(fù)習(xí)課教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖的教學(xué)策略。又如：可以利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方法突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。

對于高中物理必修課程“彈力”一課，教師首先應(yīng)關(guān)注并分析初、高中課程的目標(biāo)以及結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，明確高中物理“彈力”一課的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)（彈力的方向和胡克定律）、教學(xué)難點(diǎn)（彈力方向的確定）。為突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，教師可以采用如下的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的策略及操作。

胡克定律的教學(xué)，以往的做法常常是通過在豎直懸掛的彈簧下端掛鉤碼的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，但此方法只能說明彈簧的彈力與伸長量成正比，還不能直接就得出胡克定律。某教師對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，能夠探究彈簧的彈力與壓縮量的關(guān)系。教學(xué)中讓不同組的學(xué)生在同一時間分別探究彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系、彈簧的彈力與壓縮量的關(guān)系、橡皮筋的彈力與伸長量的關(guān)系，隨后各小組相互交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生共同探究得出胡克定律。此教學(xué)中，學(xué)生不但經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)過程，而且鍛煉了思維，掌握了物理規(guī)律。特別是橡皮筋實(shí)驗(yàn)的引入，學(xué)生通過對比，加深了對胡克定律的理解和掌握。

彈力方向的教學(xué)一直是一個難點(diǎn)。某教師充分利用了學(xué)生已有的前認(rèn)知：靜止的物體，受到某方向的合力，就會向該方向運(yùn)動，創(chuàng)建了如下的探究條件：給靜止的物體一個彈力使物體運(yùn)動，采用“留痕（用頻閃攝影的方法或讓物體在沐浴液等濕泥類物質(zhì)表面運(yùn)動）”的方法，保留并確定物體的運(yùn)動方向，即確定了彈力的方向，學(xué)生就能順利地探究出彈力方向與接觸面之間的關(guān)系。

3 教學(xué)設(shè)計要有學(xué)習(xí)觀

提高學(xué)生核心素養(yǎng)，滿足學(xué)生終身發(fā)展的需求，就要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

3.1 依據(jù)認(rèn)知基礎(chǔ)引領(lǐng)學(xué)習(xí)

物理課程不僅承載著學(xué)生深刻理解物理知識和熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能的任務(wù)，更承載經(jīng)歷探究過程，逐漸養(yǎng)成觀察、思考、合作、研究的習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力的重大任務(wù)。

教學(xué)設(shè)計要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)以及思維水平，創(chuàng)設(shè)相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)或問題，讓學(xué)生自發(fā)進(jìn)行有計劃、有目標(biāo)的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)有效的自主學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)能力。

如：在“勻變速直線運(yùn)動的速度與位移關(guān)系”教學(xué)中，教師從實(shí)際問題中提煉出“根據(jù)勻變速運(yùn)動物體的初速度及加速度，求解物體位移”的研究任務(wù)，學(xué)生依據(jù)已學(xué)習(xí)的速度與時間的關(guān)系及位移與時間的關(guān)系，能夠順利求解從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

但有的教師設(shè)計的該課題的教學(xué)流程如下：首先通過傳感器信息采集系統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)，測出勻變速直線運(yùn)動的物體在不同位移時的速度，然后要求學(xué)生應(yīng)用圖像方法探究速度與位移的關(guān)系。由于學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)利用圖像解決二次函數(shù)關(guān)系這一知識，加之這樣的設(shè)計也不符合實(shí)際規(guī)律的創(chuàng)立，這樣的設(shè)計缺乏對學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)及認(rèn)知規(guī)律的思考，不合乎學(xué)習(xí)規(guī)律，一味地求“新”，在一定程度扼殺了學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的熱情，更談不上學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

3.2 依據(jù)認(rèn)知規(guī)律和特點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)習(xí)

依據(jù)物理學(xué)科特點(diǎn)以及學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和特征指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，就要注重物理思想方法，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。學(xué)生在收獲知識的同時，掌握研究物理的科學(xué)方法，優(yōu)化物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升學(xué)習(xí)能力。

由于方法的掌握需要通過不斷的滲透以形成科學(xué)的思維習(xí)慣來達(dá)到，因此，教學(xué)設(shè)計要注重創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂于探究、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，學(xué)會科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，才能提升學(xué)習(xí)能力。

在日常聽課調(diào)研中，常常發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：教師提出一個問題請學(xué)生思考，班上很多學(xué)生馬上翻書尋找答案，學(xué)而不思，不想靠自己的思考、以自己的方式回答教師提出的問題。

因此，教學(xué)設(shè)計不能只關(guān)注提出了問題，更重要的是結(jié)合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的特點(diǎn)、前認(rèn)知和可能產(chǎn)生的各種認(rèn)識，創(chuàng)設(shè)合適的問題情境和解決問題的條件，科學(xué)地優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及學(xué)習(xí)行為。只有這樣學(xué)生才能在自主學(xué)習(xí)的過程中掌握學(xué)習(xí)的方法，發(fā)展認(rèn)知能力，提高學(xué)習(xí)能力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

總之，教師在教學(xué)設(shè)計及課程教學(xué)的實(shí)踐中，應(yīng)加強(qiáng)思考，提高教學(xué)設(shè)計的科學(xué)性、針對性和實(shí)效性，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)教育落到實(shí)處。

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（欄目編輯 廖伯琴）