建設(shè)深度學(xué)習(xí)課堂 發(fā)展物理核心素養(yǎng)

楊志軍

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；深度學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? ? 文章編號：1009-010X（2022）29-0061-04

物理教學(xué)重在落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，即通過多樣化的教學(xué)方式，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，并提出與物理學(xué)有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生討論，如此可使學(xué)生體會建構(gòu)物理模型的必要性及方法，使學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，進(jìn)而可增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和解決實(shí)際問題的能力。

筆者參加了邯鄲市第四屆高中物理優(yōu)質(zhì)課大賽，講授題目為人教版高中物理必修一第一單元第四節(jié)“速度變化快慢的描述——加速度”。在本課教學(xué)中，筆者圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)和新課程理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和課堂實(shí)踐，具體過程如下。

一、教學(xué)任務(wù)分析

（一）教材分析

本節(jié)為人教版高中物理必修一第一章第四節(jié)，其主要內(nèi)容是從運(yùn)動學(xué)角度對做直線運(yùn)動的物體進(jìn)行描述。加速度的學(xué)習(xí)，不僅可為下一章研究勻變速直線運(yùn)動奠定基礎(chǔ)，還可為力學(xué)各章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)鋪路搭橋。本節(jié)有三個小標(biāo)題——加速度、加速度的方向、從v-t圖像看加速度，分兩個課時進(jìn)行授課：第一課時，筆者從v-t圖像入手，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際的乘車情境，定性體驗加速度，并在乘車加速運(yùn)動過程中記錄不同時刻的速度，然后用描點(diǎn)法描繪v-t圖像，計算v-t圖像的斜率，即通過v-t圖像的斜率使學(xué)生定量認(rèn)識加速度，同時掌握描點(diǎn)法作圖的技巧。第二課時，通過分析加速度的方向與速度變化量之間的關(guān)系，同時結(jié)合實(shí)際的乘車體驗，使學(xué)生深入理解速度和加速度之間的區(qū)別和聯(lián)系，如此可使學(xué)生體會到用物理知識分析生活問題的重要性。本節(jié)課主要進(jìn)行第一課時的教學(xué)。

（二）學(xué)情分析

加速度是物理學(xué)中非常重要的概念，但比較抽象，因此是學(xué)生難以理解和準(zhǔn)確掌握的物理量之一。學(xué)生在生活中有很多關(guān)于加速度的體驗，但卻不知道這種體驗與加速度之間的聯(lián)系。對此我們可以通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，將學(xué)生直接帶入體驗，即通過體驗理解概念。

（三）教法學(xué)法

教法：實(shí)驗教學(xué)與情境教學(xué)。

學(xué)法：自主學(xué)習(xí)與小組合作探究相結(jié)合。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1.通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，使學(xué)生實(shí)地體驗汽車啟動和停車過程中速度大小的變化。

2.知道可應(yīng)用攝像機(jī)和行車記錄儀等設(shè)備，通過截屏來采集定量數(shù)據(jù)。

3.學(xué)會用描點(diǎn)法作v-t圖，用類比法求圖像斜率。

4.通過求解圖像斜率的過程和真實(shí)的情境體驗，加深學(xué)生對加速度（大小和方向）的理解。

（二）過程與方法

1.經(jīng)歷將生活實(shí)際上升為物理概念的過程，理解物理與生活的聯(lián)系，并初步學(xué)會如何描述運(yùn)動。結(jié)合生活中物體（汽車）運(yùn)動的事實(shí)，理解速度存在加速和減速的現(xiàn)實(shí)。理解為了描述物體運(yùn)動速度變化快慢，引入加速度概念的必要性，由此可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.幫助學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù)，并總結(jié)、歸納得出加速度的概念。

3.從v-t圖像的角度引導(dǎo)學(xué)生理解加速度，使學(xué)生學(xué)會用數(shù)據(jù)求加速度的方法。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.利用實(shí)際情境激發(fā)學(xué)生的求知欲以及探索未知的精神。

2.體驗“物理實(shí)驗→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解（應(yīng)用）規(guī)律”的物理研究過程，由此可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣和良好的研究態(tài)度。

三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：1.體驗加速度概念的建立過程。2.用描點(diǎn)法作v-t圖像，利用圖像求斜率，理解加速度。

教學(xué)難點(diǎn)：通過分析v-t圖像得出加速度的

概念，然后使學(xué)生理解加速度的概念，并樹立變化率的思想。

四、教學(xué)資源

實(shí)驗探究：坐標(biāo)紙、刻度尺、鉛筆。

輔助資源：汽車、行車記錄儀、攝像機(jī)。

課前準(zhǔn)備：教師帶領(lǐng)4名學(xué)生和一位攝像師，開車提前到車流量較少的涉縣城鎮(zhèn)狀元街（平直路面有500米），然后親自駕車讓學(xué)生體驗汽車加速和減速的過程，并利用行車記錄儀和攝像機(jī)采集數(shù)據(jù)。

五、教學(xué)思路

本節(jié)課的教學(xué)思路：整節(jié)課遵循“物理實(shí)驗→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解（應(yīng)用）規(guī)律”這一研究路徑和方法進(jìn)行教學(xué)，意在著力培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，使其掌握進(jìn)行科學(xué)研究的方法。

教師帶領(lǐng)學(xué)生代表，親自體驗汽車加速啟動和減速停車兩個過程，并把行車記錄儀對準(zhǔn)邁速表（測速表部分），由此完成對運(yùn)動過程速度變化的錄制，然后通過截屏來實(shí)現(xiàn)速度狀態(tài)的確定和數(shù)據(jù)的提取。隨后教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所獲數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法繪制v-t圖像，同時及時點(diǎn)評學(xué)生繪制的v-t圖像，反饋問題，對學(xué)生的作圖方法做出有效指導(dǎo)。

通過類比數(shù)學(xué)直線方程y=kx斜率的計算方法，引導(dǎo)學(xué)生對v-t圖的斜率進(jìn)行計算，由此可加深學(xué)生對k=■=■的理解，進(jìn)而可逐步滲透“加速度就是速度對時間的變化率”這一思想。

六、教學(xué)流程

（一）教學(xué)流程圖

（二）教學(xué)流程說明

情境1：教師帶領(lǐng)課題組成員體驗汽車加速啟動的過程（室外教學(xué)視頻），并采集實(shí)驗數(shù)據(jù)。

問題1：如何應(yīng)用描點(diǎn)作圖法描述汽車加速啟動的過程？

活動1：根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，然后小組展示，教師點(diǎn)評。

教師應(yīng)用類比法分析圖像，以使學(xué)生理解v-t圖像的斜率即為加速度，并能求解加速度的大小。

情境2：教師帶領(lǐng)課題組成員體驗汽車減速停車的過程（室外教學(xué)視頻），并采集實(shí)驗數(shù)據(jù)。

問題2：對比“加速”和“減速”兩個v-t圖像，理解直線斜率（加速度）的物理意義。

斜率是負(fù)值表示什么意義呢？

活動2：利用描點(diǎn)法作圖，然后對比分析，以深入理解加速度的方向。

活動3：課堂小結(jié)。

（三）教學(xué)主要環(huán)節(jié)

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)，引入新課。教師帶領(lǐng)課題組成員體驗汽車加速、減速的過程。

環(huán)節(jié)二：自主探究，學(xué)生展示。

情境1—設(shè)問1—活動1，描點(diǎn)作圖，學(xué)生展示、教師點(diǎn)評，理解加速度的大小。

環(huán)節(jié)三：學(xué)以致用，遷移提升。

情境2—設(shè)問2—活動2，描點(diǎn)作圖，對比分析，類比遷移，理解加速度的方向。

環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)，提煉方法。

七、教學(xué)過程（見P64表格）

八、教學(xué)反思

加速度是物理教學(xué)中最重要的概念之一，幾乎貫穿整個高中物理學(xué)習(xí)始終，十分抽象，因此對高一新生來說具有很大的挑戰(zhàn)性。本節(jié)課筆者從以下幾個方面進(jìn)行總結(jié)反思：

亮點(diǎn)一：采用體驗式教學(xué)（物理情境創(chuàng)設(shè)、物理實(shí)驗生活化）。本節(jié)課通過讓學(xué)生體驗和觀察生活中常見的汽車加速啟動和減速停車兩個過程，加深其對加速度概念的理解，如此可使學(xué)生感受到物理就在身邊，就在生活中，進(jìn)而可消除學(xué)生學(xué)習(xí)物理的畏難心理。

亮點(diǎn)二：數(shù)據(jù)采集方法。把行車記錄儀對準(zhǔn)邁速表（測速表部分），完成對運(yùn)動過程速度變化的錄制，然后通過截屏來實(shí)現(xiàn)速度狀態(tài)的確定和數(shù)據(jù)的提取。

亮點(diǎn)三：物理研究方法的引導(dǎo)和滲透。在教學(xué)中筆者引導(dǎo)學(xué)生體驗：“物理實(shí)驗→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解規(guī)律”研究方法，并在看似簡單的問題上不簡約其研究過程，這對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣和良好的研究態(tài)度具有重要意義。

九、課例分析

（一）用類比法學(xué)習(xí)

通過v-t圖像的描繪，把v-t圖與數(shù)學(xué)直線方程y=kx的圖進(jìn)行對比，以完成類化遷移。通過計算斜率的大小，體驗斜率正負(fù)號的意義，進(jìn)而逐步加深學(xué)生對加速度概念的理解。

（二）小組合作學(xué)習(xí)

通過小組合作學(xué)習(xí)、學(xué)生交流展示、集體對標(biāo)學(xué)習(xí)，以問題為導(dǎo)向，尋找思維障礙。同時學(xué)習(xí)、借鑒優(yōu)秀的作圖方法，以進(jìn)行有針對性的改進(jìn)和突破。

（三）本節(jié)課的困難

本節(jié)課備課最大的困難在于數(shù)據(jù)采集。因為汽車的實(shí)際運(yùn)動是受多方面因素影響的，所以想獲得比較符合勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的數(shù)據(jù)，對駕駛技術(shù)是一個極大的挑戰(zhàn)。我們雖然看到的只是一組普通數(shù)據(jù)，但那卻是課題組成員經(jīng)反復(fù)實(shí)驗得來的，每一組數(shù)據(jù)都是從七八次實(shí)驗數(shù)據(jù)中精心挑選出來的，以便于被高一學(xué)生接受，便于作圖學(xué)習(xí)。

（四）數(shù)據(jù)采集方法的選擇

從理論上講，數(shù)據(jù)采集可采用“時間間隔相等”和“速度變化相等”兩種方法，但考慮到汽車的邁速表是每5km/h一個格，所以用“等時間間隔”來找速度時，估讀產(chǎn)生的誤差比較大，因此采用“速度變化相等”的方法比較好。這是在后續(xù)實(shí)際操作中遇到的問題，在室外教學(xué)備課時未曾預(yù)料到。

（五）優(yōu)缺點(diǎn)

從課堂結(jié)構(gòu)的整體性上講，筆者更側(cè)重于加速啟動和減速停車兩個過程作圖的連貫性教學(xué)，即通過動手繪圖，讓學(xué)生在連續(xù)的“作戰(zhàn)中”，不斷加深對斜率的理解。然后通過對兩次斜率的大小進(jìn)行計算，對比思考，使學(xué)生逐步理解“加速度就是速度對時間的變化率”思想。由于時間所限，本節(jié)課主要呈現(xiàn)加速啟動部分，略有遺憾。