基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)研究

李登舉

2017年天津市啟動(dòng)了高考招生改革試點(diǎn)工作，公布了新的課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)以及教學(xué)指導(dǎo)意見。同時(shí)，在指導(dǎo)意見中明確指出高中教學(xué)應(yīng)是基于核心素養(yǎng)的教學(xué)。物理的核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。教師要做好教材分析工作，將物理的核心素養(yǎng)融入教學(xué)之中，形成高中物理的思維體系。

在新課標(biāo)下就要求我們更重視教材分析，不能只是教教材而是用教材教，更要重視物理規(guī)律之間的關(guān)系。比如，牛頓運(yùn)動(dòng)定律之間的關(guān)系，牛頓第一定律研究物體不受力的情況，牛頓第二定律研究的是物體受到外力的情況，但是這兩個(gè)定律研究的都是一個(gè)物體，而牛頓第三定律研究的是一對(duì)物體，它有著不可替代的意義和價(jià)值。

那么，如何開展基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)，讓學(xué)生形成完整的物理思維體系？我認(rèn)為，主要包括以下四個(gè)方面：

一、基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)設(shè)定教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容

新課程背景下，核心素養(yǎng)的目標(biāo)培養(yǎng)應(yīng)分四個(gè)方面：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都應(yīng)該體現(xiàn)多個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，而不是單一的、割裂的。

如，我們?cè)谥v勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于本章公式較多，學(xué)生記憶公式存在難度。特別是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系，很多學(xué)生將V2-V02=2ax記憶成2ax=V2-V02，看似只是將等號(hào)兩邊互換位置，其實(shí)說明學(xué)生沒有形成良好的物理觀念。

在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移的關(guān)系時(shí)，位移是自變量，速度是因變量，這就要求在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)際教學(xué)中引起足夠重視，以免給學(xué)生造成錯(cuò)誤的引導(dǎo)。在引出這對(duì)關(guān)系時(shí)，人教版《高中物理必修1》第二章第4節(jié)例題給出的條件應(yīng)該是已知子彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，子彈的加速度是已知量，槍筒的長度也是已知量，這樣學(xué)生再推導(dǎo)公式就不會(huì)出現(xiàn)將公式顛倒的問題。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)重視情景創(chuàng)設(shè)

現(xiàn)在教師的情景創(chuàng)設(shè)多是為了創(chuàng)設(shè)而創(chuàng)設(shè)，沒有更好地貼近學(xué)生實(shí)際生活，解決學(xué)生物理學(xué)習(xí)的“最后一公里”問題。因此，只有將情景創(chuàng)設(shè)更貼近學(xué)生已有認(rèn)知，學(xué)生才能更好地接受物理概念和規(guī)律。

如，在“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”這一章中，牛頓第一定律是一節(jié)概念課，特別是“慣性”這個(gè)概念，學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過這一知識(shí)點(diǎn)。那么如何創(chuàng)設(shè)好物理情景，讓學(xué)生在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入研究？如，教師坐在行駛汽車的副駕駛位置手持?jǐn)z像機(jī)錄制窗外的景物，學(xué)生通過鏡頭體會(huì)窗外場景的變化。當(dāng)汽車突然急剎車時(shí)，學(xué)生做出前傾的動(dòng)作，此時(shí)教師適時(shí)地引入物理概念。同時(shí)在牛頓第一定律的應(yīng)用上，我們習(xí)慣研究物體在不受力的作用下速度與時(shí)間的關(guān)系，會(huì)采用傳感器記錄物體的速度，但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材的局限性，一般都存在較小的摩擦力，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后的速度與時(shí)間圖像并不是一條平行于時(shí)間軸的直線。

因此，我們可以變換一下設(shè)計(jì)問題的情景，可以嘗試地做位移與時(shí)間圖像，在位移與時(shí)間圖像上能擬合出一條傾斜的直線，說明物體在不受力的作用時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在教學(xué)中，情景創(chuàng)設(shè)至關(guān)重要，恰當(dāng)、有效的情景創(chuàng)設(shè)能幫助學(xué)生更好地理解物理概念和規(guī)律，進(jìn)而提高課堂效率。

三、要重視科學(xué)探究能力的培養(yǎng)和信息技術(shù)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用越來越普遍。

比如，現(xiàn)在很多的教學(xué)APP能支持課堂投屏和互動(dòng)。在使用Pad教學(xué)中，可以將學(xué)生的書寫結(jié)果直接投到一體機(jī)上進(jìn)行對(duì)比講解，同時(shí)可以在同一個(gè)局域網(wǎng)下，實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師的網(wǎng)上互動(dòng)。教師可以將Pad上的圖片、PPT、視頻、微課等共享給學(xué)生，學(xué)生可以通過學(xué)生終端進(jìn)行接收、存儲(chǔ)，然后隨時(shí)隨地地觀看;課堂測(cè)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生利用學(xué)生終端上傳測(cè)驗(yàn)題的答案（客觀題，學(xué)生可以直接點(diǎn)選項(xiàng);主觀題，學(xué)生將答題結(jié)果拍照上傳），教師可以時(shí)時(shí)掌握學(xué)生的上傳情況（客觀題，計(jì)算機(jī)直接統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果;主觀題，教師在課堂上有針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)），有利于教師在課堂上時(shí)時(shí)反饋。

雖然信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用可以提高效率，但是在物理課堂上的使用也要注意不能過分依賴?，F(xiàn)在很多教師喜歡用播放視頻來代替物理演示實(shí)驗(yàn)，如利用自由落體運(yùn)動(dòng)求加速度，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是有誤差的。如果利用視頻來代替實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就沒有辦法分析實(shí)驗(yàn)中誤差的原因，也就沒有辦法根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因提出對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)。很顯然，這種做法失去了信息技術(shù)的利用價(jià)值，同時(shí)也缺少了學(xué)生的探究過程。

由此可以看到，信息技術(shù)對(duì)教學(xué)有很大的促進(jìn)作用，但是信息技術(shù)是一把“雙刃劍”，如果利用不好會(huì)適得其反，在教學(xué)過程中我們要利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)來提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

四、通過問題的解決促進(jìn)核心素養(yǎng)的達(dá)成

物理是一門自然科學(xué)，它的結(jié)論和規(guī)律是要應(yīng)用于生活中，能夠解決生活中的問題，不只是為了考試，這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中要將現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題引入課堂。

如，在講磁場的磁現(xiàn)象時(shí)，在電流的周圍存在著磁場，就可以利用以下的生活情景帶著學(xué)生進(jìn)行分析。在安裝空調(diào)過程中，如果在墻上打孔，需要避開墻內(nèi)的電線。這時(shí)，可以用紙盒來模擬墻壁，在紙盒內(nèi)部布上電線和電源并通電，然后再利用小磁針或者傳感器來探測(cè)哪里的磁場最強(qiáng)，進(jìn)而找到電線的位置。

再如，在講牛頓第三定律時(shí)，向?qū)W生介紹“力的作用是相互的”“作用力與反作用力大小相等，方向相反，且作用在一條直線上”，進(jìn)而讓學(xué)生探究短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑過程，分析出短跑運(yùn)動(dòng)員如何在較短時(shí)間內(nèi)更快提速。

（責(zé)任編輯 ?徐德明）