基于核心素養(yǎng)的高中生物理自主學(xué)習(xí)策略研究

魏鐵道

（甘肅省永登縣第一中學(xué)，甘肅 蘭州 730300）

2020 年新修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程基本理念第四條提出了高中物理課程通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、善于實(shí)驗(yàn)、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力?？梢?jiàn)自主學(xué)習(xí)對(duì)高中學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升有著極其重要的作用。對(duì)于一線物理教師的教學(xué)也具有非常重要的指導(dǎo)意義，這就要求一線物理教師必須改變傳統(tǒng)的“一言堂”式的教學(xué)方式，采取靈活多樣的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

所謂自主學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)下學(xué)生積極、主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，并獲得知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。顯然，自主學(xué)習(xí)是離不開(kāi)教師的指導(dǎo)的，自主學(xué)習(xí)中教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的地位依舊沒(méi)有發(fā)生變化。本文將以新人教版高中物理必修2 第七章第七節(jié)《動(dòng)能 動(dòng)能定理》為例，就我在本節(jié)課的教授過(guò)程中如何引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)進(jìn)行研究。

一、課前預(yù)習(xí)，帶著問(wèn)題上課

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。預(yù)習(xí)，就是要請(qǐng)求學(xué)生在教師沒(méi)有講授新課之前，通過(guò)自學(xué)了解本節(jié)課教授哪些內(nèi)容，學(xué)習(xí)哪些知識(shí)，并通過(guò)通讀課本，找出自己模糊或者不懂的問(wèn)題，帶著問(wèn)題去上課，以提高課堂效率。預(yù)習(xí)不僅僅是預(yù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，要及時(shí)回顧過(guò)去學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，并充分了解與本節(jié)相關(guān)的知識(shí)銜接。

《動(dòng)能 動(dòng)能定理》這節(jié)課，是在前一節(jié)《探究功與速度的關(guān)系》的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的，上節(jié)課利用倍增法通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了功與速度的關(guān)系，得出的結(jié)論是:功與速度地平方成正比，同時(shí)，在初中學(xué)生也已學(xué)習(xí)動(dòng)能的初步定義，即：動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，這些知識(shí)是同學(xué)們學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)基礎(chǔ)，在預(yù)習(xí)之前有必要復(fù)習(xí)一下。

為了預(yù)習(xí)效果更好，一般我都要給學(xué)生提前一天下發(fā)本節(jié)課的學(xué)案，將本節(jié)課的學(xué)習(xí)目的，重、難點(diǎn)都發(fā)給學(xué)生，并給出預(yù)習(xí)計(jì)劃和安排。讓學(xué)生在學(xué)案的指導(dǎo)下先將本節(jié)課概念、規(guī)律掌握清楚，然后去通讀課本，在學(xué)案相應(yīng)的地方記下自己的疑惑或問(wèn)題。《動(dòng)能 動(dòng)能定理》這節(jié)課，我要求學(xué)生首先對(duì)動(dòng)能的定義、表達(dá)式、單位及特點(diǎn)做一總結(jié)；其次，要求學(xué)生能根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)推出動(dòng)能定理；第三，要求學(xué)生能利用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)學(xué)過(guò)程；最后，讓學(xué)生把預(yù)習(xí)過(guò)程中的疑惑記錄下來(lái)，以便在課堂上解決。

二、創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生興趣

創(chuàng)設(shè)好的物理情境，有利于學(xué)生快速理解抽象的物理過(guò)程，有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。在物理課教授過(guò)程中，我首先了解學(xué)生的學(xué)情，根據(jù)學(xué)生能力和層次創(chuàng)設(shè)物理情境，同時(shí)選擇有意義、實(shí)效性強(qiáng)并適合于將知識(shí)順利遷移的情境呈現(xiàn)給學(xué)生。我通常創(chuàng)設(shè)的情境以生活經(jīng)驗(yàn)、物理學(xué)史、物理實(shí)驗(yàn)、物理圖像等為主。

在《動(dòng)能 動(dòng)能定理》的教授過(guò)程中，我創(chuàng)設(shè)了許多情境，一開(kāi)始，我先截取電影“彗星撞地球”的片段，通過(guò)放映彗星撞擊地球并引發(fā)海嘯這段精彩而震撼的場(chǎng)景，并提出問(wèn)題：彗星和海嘯的這種碰壞性來(lái)自那種能量？讓學(xué)生初步感知?jiǎng)幽?。接著，我以雜技表演中撲克穿木板和飛針穿玻璃兩張圖片為情境，并讓學(xué)生解釋原因，讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)動(dòng)能的理解。

為了最終得出動(dòng)能的大小與那些因素有關(guān)，我在結(jié)合學(xué)生初中學(xué)習(xí)動(dòng)能的定義和上節(jié)學(xué)習(xí)功與速度地關(guān)系的基礎(chǔ)上，先得出動(dòng)能與速度的平方成正比的關(guān)系。并再一次創(chuàng)設(shè)情境，這次，我以實(shí)驗(yàn)為情境，采用控制變量法，先用質(zhì)量較小的小球從某一高度由靜止釋放，在最低點(diǎn)碰撞小滑塊，記下小滑塊滑動(dòng)的距離，再以質(zhì)量較大的小球從同一高度由靜止釋放，在最低點(diǎn)碰撞滑塊，記下滑塊滑動(dòng)的距離，通過(guò)兩次距離比較，學(xué)生很容易地得出了動(dòng)能與質(zhì)量的小有關(guān)的結(jié)論，即，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。

三、理論推導(dǎo)，得出結(jié)論

通過(guò)創(chuàng)設(shè)物理情境，我們最終只能獲得有關(guān)動(dòng)能的定性關(guān)系，要得到動(dòng)能的表達(dá)式和動(dòng)能定理，還要進(jìn)一步通過(guò)數(shù)學(xué)推理，這就要回歸到“去情境化”的物理習(xí)題中。去情境化是情境化的逆過(guò)程，就是將物理情境模型化，建立物理模型，通過(guò)數(shù)學(xué)知識(shí)，得到物理規(guī)律的過(guò)程，很多教師重視情境教學(xué)，但容易忽視去情境化的教學(xué)，使學(xué)生無(wú)法建立物理模型，使得學(xué)生在解決具體問(wèn)題時(shí)往往無(wú)從下手。

為了得到動(dòng)能表達(dá)式和動(dòng)能定理的內(nèi)容，結(jié)合課本我設(shè)置一道習(xí)題,即：一質(zhì)量為m 的物塊置于光滑水平面上，在水平外力F 的作用下，速度由v1變到v2，發(fā)生的位移為s,請(qǐng)推導(dǎo)力對(duì)物體做的功與速度的關(guān)系。這道習(xí)題，就是在去情境化后，讓學(xué)生通過(guò)建立物理模型，并根據(jù)功的計(jì)算公式、牛頓第二定律以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，得出功與速度的關(guān)系。

四、小組討論，答疑解惑

在得出功與速度的關(guān)系后，學(xué)生就要討論得出動(dòng)能的具體定義以及動(dòng)能的表達(dá)式，同時(shí)要知道動(dòng)能的單位及特點(diǎn)，并要總結(jié)出動(dòng)能定理的內(nèi)容。我組織學(xué)生進(jìn)行下組討論，通過(guò)小組間相互合作，并討論得出最終結(jié)果。我的小組分組是按物理成績(jī)分的，將成績(jī)高、中、低的學(xué)生各分兩組，每組4 到6 人不等，然后討論，討論后先讓成績(jī)低的小組提出問(wèn)題，由中等組的同學(xué)回答，并由高等組的同學(xué)補(bǔ)充回答，再讓中等組提出問(wèn)題，由高等組回答，最后讓高等組提出問(wèn)題，由我來(lái)回答。

在推導(dǎo)出功與速度的關(guān)系后，學(xué)生提出的問(wèn)題都由他們自己回答解決了，我沒(méi)有回答任何問(wèn)題，只對(duì)學(xué)生表述不規(guī)范的地方做了補(bǔ)充。最后在我的引導(dǎo)下，學(xué)生很快總結(jié)出動(dòng)能的定義、表達(dá)式、單位、特點(diǎn)以及動(dòng)能定理的內(nèi)容。

五、設(shè)計(jì)課堂練習(xí)，鞏固知識(shí)

為了進(jìn)一步鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，適當(dāng)?shù)陌才耪n堂練習(xí)，是必不可少的，本節(jié)課我安排了三部分課堂練習(xí)，一部分是在總結(jié)完動(dòng)能的定義、表達(dá)式和特點(diǎn)之后，設(shè)置兩個(gè)比較簡(jiǎn)單的選擇題，其中一個(gè)題是考察學(xué)生對(duì)動(dòng)能表達(dá)式的直接應(yīng)用，該題給出物體質(zhì)量和速度，計(jì)算其動(dòng)能，另一題是對(duì)動(dòng)能的特點(diǎn)的理解，難度較大，讓學(xué)生通過(guò)分組討論得出正確答案。

第二部分課堂練習(xí)是為了考察動(dòng)能定理而設(shè)定的，分為兩個(gè)題，兩題在難度上都在推導(dǎo)動(dòng)能和動(dòng)能定理的習(xí)題設(shè)置基礎(chǔ)上逐步加深，在形式上由推導(dǎo)動(dòng)能和動(dòng)能定理的習(xí)題研究水平方向的問(wèn)題依次變?yōu)樨Q直方向和沿斜面運(yùn)動(dòng)。其中第一題研究豎直方向上的質(zhì)量為m 的自由落體運(yùn)動(dòng)下降高度h 后重力做功和速度的關(guān)系；另一題目是研究?jī)A角為θ 的光滑斜面，物體從斜面上某一點(diǎn)以速度v1釋放，沿斜面滑動(dòng)距離L 后，速度變?yōu)関2，求其合外力做的功與速度的關(guān)系。兩題難度依次增大，并從豎直方向變到傾斜方向，不但鞏固了動(dòng)能定理的應(yīng)用，同時(shí)訓(xùn)練了學(xué)生科學(xué)思維，有利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

第三部分訓(xùn)練便是課本上關(guān)于動(dòng)能定理應(yīng)用的兩個(gè)例題，這兩個(gè)例題由老師和學(xué)生共同分析，共同研究，分別用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)和動(dòng)能定理兩種方法去解答。這樣解答的目的有兩個(gè)，一是比較利用牛頓第二定律和動(dòng)能定理解答動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的優(yōu)劣，使學(xué)生懂得由于動(dòng)能是標(biāo)量，且動(dòng)能定理只考慮運(yùn)動(dòng)物體的初末狀態(tài)，在解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。二是順便讓學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)牛頓第二定律兩類(lèi)應(yīng)用的理解，并鞏固對(duì)動(dòng)力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。

六、課后作業(yè)，分層布置

課后作業(yè)是課堂的有效組成部分，是課堂的延伸和拓展，它是學(xué)生進(jìn)一步獲取物理知識(shí)，提升核心素養(yǎng)的重要途徑，也有利于學(xué)生物理思維的突破和對(duì)已學(xué)物理知識(shí)的鞏固。因此，布置適量的、有效的物理知識(shí)是必要的。我布置物理作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)有三點(diǎn)，第一，要有利于學(xué)生提高物理思維、物理能力，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)能得到鞏固和發(fā)展；第二，有利于不同層次的學(xué)生保質(zhì)保量完成，不搞“一刀切”，分層布置，但同時(shí)也要注意，不能過(guò)于簡(jiǎn)單，要讓學(xué)生“站著夠不著，跳一跳剛合適”；第三，作業(yè)要有適當(dāng)創(chuàng)新，要對(duì)那些課上“吃不飽”的同學(xué)有引導(dǎo)和輔助。

基于以上三點(diǎn)，結(jié)合《動(dòng)能 動(dòng)能定理》的特點(diǎn)我給成績(jī)較低的同學(xué)布置的作業(yè)是完成課后問(wèn)題與練習(xí)中的習(xí)題；給成績(jī)中等的同學(xué)的作業(yè)是完成課后思考與討論中的問(wèn)題，以日志形式記錄生活中有關(guān)動(dòng)能和動(dòng)能定理的問(wèn)題，并能合理解釋?zhuān)粚?duì)成績(jī)較好的同學(xué)，我要求他們利用生活中的物體設(shè)計(jì)并完成有關(guān)動(dòng)能和動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)，得出科學(xué)合理地實(shí)驗(yàn)結(jié)論，同時(shí)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，此過(guò)程能夠全面提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在靈活、有趣的環(huán)境中獲得知識(shí)。

七、反思與總結(jié)

在組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)《動(dòng)能 動(dòng)能定理》過(guò)程中學(xué)生很好地掌握了動(dòng)能的定義、單位、特點(diǎn)，同時(shí)學(xué)生也能準(zhǔn)確的推導(dǎo)、理解動(dòng)能定理，并能夠?qū)τ嘘P(guān)動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單問(wèn)題及時(shí)解決，看似達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的。實(shí)際上，由于動(dòng)能定理是本章的重點(diǎn)，也是高中物理知識(shí)應(yīng)用上的一個(gè)難點(diǎn)，在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中也存在一些棘手的問(wèn)題。第一，在情境創(chuàng)設(shè)上并不到位，特別是動(dòng)能定理的應(yīng)用中幾乎沒(méi)有創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的應(yīng)用還沒(méi)有達(dá)到應(yīng)用自如的地步；第二，學(xué)生小組探討階段，由于時(shí)間關(guān)系，對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)深入的討論，淺嘗輒止，同時(shí)，個(gè)別學(xué)生因沒(méi)有很好預(yù)習(xí)，提出的問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)單，也達(dá)不到預(yù)期目的，失去了問(wèn)題的意義；第三，設(shè)置的課堂練習(xí)層次還不夠，應(yīng)再增加有關(guān)摩擦力作用下的運(yùn)動(dòng)，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)上就有了深度，有利于學(xué)生發(fā)展。