基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中物理教學(xué)設(shè)計探究

摘?要：隨著新課標(biāo)改革以來，物理學(xué)科在學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯中變得更加重要。目前高中物理教師的主要教學(xué)任務(wù)是向?qū)W生傳授物理相關(guān)知識，并培養(yǎng)其核心素養(yǎng)，因此教師應(yīng)當(dāng)從核心素養(yǎng)的理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。核心素養(yǎng)是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的必要品格與關(guān)鍵能力，這種素養(yǎng)不僅體現(xiàn)在學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時還能夠體現(xiàn)在學(xué)生的日常生活中對待事情實事求是的態(tài)度。文章從基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計過程、教學(xué)反思兩個方面進(jìn)行分析和介紹。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)導(dǎo)向;高中物理教學(xué)設(shè)計;反沖運動火箭

一、?引言

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前各學(xué)科的核心部分，也是開展素養(yǎng)教育的重要一步。對于當(dāng)前的高中物理教師來說，在進(jìn)行課堂教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合理論與實踐，在實驗當(dāng)中使學(xué)生的思考能力與動手能力同時得到鍛煉，并使其養(yǎng)成求真務(wù)實的學(xué)習(xí)態(tài)度，進(jìn)而使學(xué)生的多方面能力提升。同時教師還應(yīng)當(dāng)從核心素養(yǎng)出發(fā)，對教學(xué)設(shè)計不斷地探索與創(chuàng)新，找到適合學(xué)生學(xué)習(xí)的新的教學(xué)模式與方法，提升課堂的教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

二、?基于物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計過程

（一）物理觀念

物理觀念不是物理概念，它是對物理知識有引導(dǎo)作用的一種學(xué)習(xí)物理的體系知識結(jié)構(gòu)。學(xué)生在學(xué)習(xí)一個知識點，了解其物理概念、物理規(guī)律時，腦海中就會形成一個物理知識結(jié)構(gòu)，換句話說，就是學(xué)生了解了該知識點的物理觀念。在學(xué)習(xí)反沖運動火箭這一實驗時，可先讓學(xué)生對三個實驗進(jìn)行觀察，對其現(xiàn)象進(jìn)行了解，并找出其共同之處，讓學(xué)生初步形成物理觀念?？梢酝ㄟ^觀察不同方向氣球飛出、小車間的反沖運動、水火箭的發(fā)射三個演示實驗，讓學(xué)生在腦海中形成物質(zhì)觀念、相互作用觀念、運動觀念。相對于高深物理的抽象，基礎(chǔ)物理在生活中是很常用的。其實，基礎(chǔ)物理的知識點很多是可以通過實驗讓學(xué)生切身體會到的，這樣他們就會對物理知識有很深的印象。在對《反沖運動火箭》進(jìn)行課件設(shè)計時，因其主要內(nèi)容為現(xiàn)象與原理的解釋，所以筆者讓學(xué)生根據(jù)教材中的內(nèi)容在實際生活中尋找符合反沖運動的具體例子，然后自行設(shè)計相關(guān)實驗并對該現(xiàn)象進(jìn)行解釋，利用該方式能夠讓學(xué)生進(jìn)行探索，可使其更好地掌握本節(jié)課的相關(guān)知識與理論。水火箭發(fā)射實驗所引起的反響十分強(qiáng)烈，同時為其后的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。學(xué)生根據(jù)實驗與教學(xué)內(nèi)容推導(dǎo)火箭原理，并認(rèn)識到影響火箭獲得速度的因素，最后形成反沖運動的物理觀念。

（二）科學(xué)思維

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的核心部分，高中物理不僅要讓學(xué)生掌握已經(jīng)學(xué)習(xí)的相關(guān)理論和知識，同時還要清晰認(rèn)識本階段的研究思路，并能夠自行設(shè)計實驗對物理現(xiàn)象進(jìn)行驗證。因此教師在開展教學(xué)期間，需要加強(qiáng)對學(xué)生獨立思考能力的培養(yǎng)，要積極鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度對所學(xué)習(xí)的知識點進(jìn)行思考，即使是定理，學(xué)生也可以根據(jù)所學(xué)習(xí)的知識對其產(chǎn)生懷疑，進(jìn)行思考等，幫助學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)思維，防止學(xué)生在傳統(tǒng)的教學(xué)方式下形成思維定式，不能夠打開自身的思維空間。教師在課堂上應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)大膽地、獨立地進(jìn)行物理探究，用物理的角度去解決提出的問題，不斷地對所學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行創(chuàng)新，營造良好的課堂討論氛圍，使學(xué)生能夠更好地理解并掌握物理知識。

形象思維可提高學(xué)生的獨立思考能力與學(xué)習(xí)興趣。以物理實驗的形式開展教學(xué)活動就是應(yīng)用形象思維的一種教學(xué)方法。物理這門學(xué)科具有抽象的特點，因此利用實驗?zāi)苁箤W(xué)生將抽象轉(zhuǎn)化為形象，使其更加深入地理解相關(guān)知識。實驗不僅能夠檢查學(xué)生掌握理論知識的程度，同時可對其獨立思考能力、觀察能力與實踐操作能力等進(jìn)行檢查。最重要的一點是能夠使學(xué)生對物理產(chǎn)生興趣。實驗具有多個步驟，設(shè)計是整個實驗十分重要的一個環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)行設(shè)計時需要思考，是鍛煉自身獨立思考能力的有效方法。

歸納思維能夠幫助學(xué)生迅速找出題目中與物理知識相關(guān)的內(nèi)容，并根據(jù)這些內(nèi)容找到針對性解題方法，可提高其解答問題的準(zhǔn)確率與速度。歸納可以對學(xué)生的再加工能力進(jìn)行檢查，同時可檢查其比較能力。深入理解已經(jīng)學(xué)習(xí)的物理相關(guān)知識是歸納的基礎(chǔ)，只有完全理解與掌握方可進(jìn)行加工與重組，而對類似、不同物理知識進(jìn)行比照則能夠幫助學(xué)生更準(zhǔn)確地掌握這些內(nèi)容。另外，在進(jìn)行歸納期間學(xué)生會下意識地將這些具有相似性的問題與題型進(jìn)行整理及歸納，能夠為今后的解題奠定基礎(chǔ)，使其準(zhǔn)確率與速度提高。

（三）實驗探究

在物理學(xué)習(xí)的過程中，通過實驗可以有效地幫助學(xué)生形成探究意識，并且通過實驗讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，學(xué)生在該過程能夠找出所蘊含的物理規(guī)律，為學(xué)生理解物理知識并掌握奠定基礎(chǔ)。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生做反沖小車和紙火箭實驗。在反沖小車實驗中，通過合理的分組，讓學(xué)生以小組分工合作的形式，部分人觀察現(xiàn)象，其余人對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，共同對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并獲得結(jié)論，最后討論實驗內(nèi)容，對實驗進(jìn)行反思與總結(jié)。在紙火箭實驗中，學(xué)生按照教師的步驟進(jìn)行實驗，可發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象：錫箔紙飛出的方向為前，支架運動的方向為后，二者相反。學(xué)生通過兩個實驗，可以對實驗現(xiàn)象進(jìn)行探究，了解動能守恒定律的應(yīng)用，理解反沖運動的物理實質(zhì)。

隨著多媒體技術(shù)的成熟與廣泛應(yīng)用，其給物理教學(xué)提供了極大幫助。部分實驗難以在實際環(huán)境下展開，可利用模擬環(huán)境進(jìn)行，減少實際操作產(chǎn)生的誤差。物理教師要積極應(yīng)用多媒體技術(shù)獲取教學(xué)資源，拓展更多學(xué)習(xí)物理的有效途徑，使學(xué)生的發(fā)散思維得到鍛煉。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于物理教學(xué)中，能夠使教學(xué)內(nèi)容更加豐富多彩，使學(xué)習(xí)物理更加多樣。多媒體技術(shù)的應(yīng)用也可以通過視覺、聽覺對學(xué)生進(jìn)行刺激，可激發(fā)其好奇心，提高其學(xué)習(xí)興趣，并更加真實的認(rèn)知到物理知識。

（四）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理教師教學(xué)過程中的重要部分，隨著教育體制改革的深入發(fā)展，其對高中物理的要求也不斷提高，要求其能夠發(fā)揮使學(xué)生科學(xué)精神得到培養(yǎng)的作用。傳統(tǒng)物理課程以知識內(nèi)容為主，與科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀脫離，對學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)較少，新的教育教學(xué)理念則日益重視學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任是人們在科學(xué)教育實踐中生成的對科學(xué)技術(shù)正確的價值判斷，是對科學(xué)進(jìn)行長期探索而累積的精神氣質(zhì)的一種體現(xiàn)。教師應(yīng)在物理教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生既勇于探索新知又能實事求是，既能敢于獨立思考又能與人互助合作，逐漸形成對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感。

以《反沖運動火箭》一課為例，在播放火箭發(fā)射視頻的環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對這一現(xiàn)象在腦海中進(jìn)行建模，根據(jù)所學(xué)的物理知識對其發(fā)射原理進(jìn)行分析，以此激發(fā)學(xué)生對物理探索的欲望。在分析例題環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生自己動手進(jìn)行計算，得出正確的答案。如果一些學(xué)生在計算過程中，由于失誤，得出不同的答案，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生勇敢地去質(zhì)疑、發(fā)現(xiàn)問題，得出正確的結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度以及物理核心素養(yǎng)。

三、?教學(xué)反思

（一）達(dá)成教學(xué)核心內(nèi)容

學(xué)生要對不同實驗進(jìn)行分析，尋找不同實驗的共同之處，教師則要對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使其得出相關(guān)定義，并對其原理進(jìn)行分析，以此強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析問題并解決的能力。利用設(shè)計問題求解模型，以小組的形式展開討論，使學(xué)生對物理知識發(fā)展的歷程有著更加深入地理解，最終使其形成系統(tǒng)的知識體系。同時，探究式實驗的深入學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力，親身體驗實驗的過程，幫助學(xué)生對教學(xué)中涉及的物理知識進(jìn)行更為深入地了解，并促進(jìn)其物理觀念形成。

（二）達(dá)成培養(yǎng)科學(xué)思維方法

教師從教材的知識點出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生建立相應(yīng)的模型，并且不斷思考與探索，對模型進(jìn)行求解與應(yīng)用。利用抽象的科學(xué)方法，讓學(xué)生以模型來代替實際的事物。在這一環(huán)節(jié)中教師充分調(diào)動學(xué)生的情感，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)活動當(dāng)中，提高其思維發(fā)散性，使其更加靈活，能夠從不同方位與角度看待問題，打破固化思維的限制。以反沖運動火箭為例，學(xué)生在初學(xué)該課內(nèi)容時，對于動量守恒定律這個概念就有所誤解，認(rèn)為其相互矛盾。既然系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但比系統(tǒng)內(nèi)力小得多，那么還能滿足動量守恒的條件嗎？很多學(xué)生都會產(chǎn)生這個疑問。這種情況就是學(xué)生考慮問題時的固定思維，局限性很大，沒有對整體進(jìn)行觀察與思考，使得其無法理解問題。同時也說明很多學(xué)生在思考問題時的角度過于單一，無法做到發(fā)散思維，利用這種具有矛盾性的問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，當(dāng)其能夠從其他角度得出答案時，意味著其已經(jīng)對自身的發(fā)散思維能力進(jìn)行了鍛煉。

四、?科學(xué)態(tài)度與責(zé)任目標(biāo)達(dá)成

通過讓學(xué)生分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。對于得出的答案與結(jié)論不同的情況，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、通過探討，得出最終的結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度以及正確的科學(xué)價值觀念，有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

如在本課的拓展資料中，教師可以詳細(xì)介紹錢學(xué)森對于我國火箭事業(yè)和導(dǎo)彈事業(yè)發(fā)展所做出的巨大貢獻(xiàn)。進(jìn)而由科學(xué)態(tài)度與責(zé)任談及核能的運用，教師可以先用課件出相關(guān)的資料與圖片，為學(xué)生介紹其重核裂變現(xiàn)象，是哈恩與斯特拉斯曼于1939年通過中子轟擊鈾核時發(fā)現(xiàn)的。同時提出問題：如何做到正確且和平的利用核能？接著教師讓學(xué)生對比二戰(zhàn)中廣島和長崎被投放原子彈和新中國第一顆原子彈爆炸的歷史和社會背景當(dāng)中的雙面性影響，以錢學(xué)森的相關(guān)事跡為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生討論科學(xué)倫理問題。并提出問題：是否能夠人為控制核反應(yīng)，使其由迅速、劇烈釋放轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛尫?？讓學(xué)生于課后進(jìn)行思考，這種方法能夠使課堂拓展到課外，同時能夠為其后相關(guān)知識的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。利用這些教學(xué)活動可使學(xué)生形成正確對待技術(shù)與科學(xué)的態(tài)度，并產(chǎn)生責(zé)任感。

五、?結(jié)語

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，高中物理教師應(yīng)當(dāng)從核心素養(yǎng)的角度對教學(xué)進(jìn)行設(shè)計，通過科學(xué)思維與態(tài)度、責(zé)任、實驗探究、科學(xué)思維等方法幫助學(xué)生更好地理解物理規(guī)律與相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。同時教師還應(yīng)當(dāng)對課堂教學(xué)進(jìn)行反思，教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)是否達(dá)成，并且通過不斷地創(chuàng)新與探索，找到更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)。

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作者簡介：齊博遠(yuǎn)，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市平川中學(xué)。