關注課程標準教學建議 提升物理課堂教學效果

李 崢，王安民

1.重慶求精中學，重慶 400015

2.渝中區(qū)教師進修學院，重慶 400015

1 問題的提出

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）指出，學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面。課堂教學的組織與實施應該圍繞核心素養(yǎng)的具體要素展開，課堂教學效果的評判應該以是否發(fā)展了學生的核心素養(yǎng)為依據(jù)。針對課堂教學，課程標準也提出了明確的建議：1.基于物理學科核心素養(yǎng)確定教學的目標和內容；2.在教學設計和實施的過程中注重情境的創(chuàng)設；3.重視科學探究能力的培養(yǎng)和信息技術的應用；4.通過問題解決促進物理學科核心素養(yǎng)的達成。如何將教學建議轉化為教學實踐，提升課堂教學效果，是物理教師應該重點關注的問題。

2 教學建議的具體實施

教學建議以教學目標為依據(jù)，以情境創(chuàng)設為途徑，以能力培養(yǎng)為目標，以素養(yǎng)提升為根本，對課堂教學具有引導的功能。教學建議的實施應該堅持素養(yǎng)導向，通過生活實踐類情境或學習探索類情境的創(chuàng)設，利用問題引導或任務驅動，促進學生從解題到解決問題的轉變。

2.1 基于物理學科核心素養(yǎng)確定教學的目標和內容

“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識。物理觀念在核心素養(yǎng)中具有統(tǒng)領地位，物理觀念的形成則需要經(jīng)歷對物理概念的建構過程，經(jīng)歷概括和抽象的過程，經(jīng)歷自主探究的過程以及培養(yǎng)和強化實踐意識的過程。

例如，相互作用力的教學，其核心本質在于建立力的相互作用觀并理解其規(guī)律，可以從物理觀念的建構出發(fā)，以核心素養(yǎng)的要素為切入點，設計如表1所示的教學過程。

表1 基于物理觀念建構的相互作用力教學過程

2.2 在教學設計和教學實施過程中重視情境的創(chuàng)設

課標指出：創(chuàng)設情境進行教學，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)有關鍵作用。物理概念的建立需要創(chuàng)設經(jīng)驗情境，物理規(guī)律的探究需要創(chuàng)設問題情境，而應用物理知識解決具體問題應結合具體的實際情境。情境創(chuàng)設的目的在于營造真實氛圍，幫助學生獲取直接經(jīng)驗，獲得充分感知，深刻領會理論知識，掌握解決問題的方法。

例如，重力做功的教學中，可以通過情境創(chuàng)設、模型建構、科學推理、實驗驗證的方式來體現(xiàn)情境對物理教學的承載作用。其過程如表2所示。

表2 基于情境創(chuàng)設的重力做功教學過程

2.3 重視科學探究能力的培養(yǎng)和信息技術的應用

科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的主要方法，是提出科學問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估和反思的能力?？茖W探究是讓學生在真實的情境中發(fā)現(xiàn)問題并試圖去解決問題的過程。在解決問題的過程中，學生針對問題嘗試提出實驗方案，通過收集數(shù)據(jù)證明自己的觀點。在實驗過程中，學生學會物理常見數(shù)據(jù)的收集及處理方法，提升自己的科學探究能力。

科學探究是獲取新知的重要方式和途徑，例如，探究彈力與伸長量之間的關系實驗中，可以基于問題、證據(jù)、解釋和交流等要素，設計如表3所示的教學過程。

表3 基于科學探究能力培養(yǎng)的彈力與伸長量之間關系的教學過程

2.4 通過問題解決促進物理學科核心素養(yǎng)的達成

物理學習的目的在于將所學知識與方法用于分析、解決實際問題過程之中，通過實際問題的解決提高探究能力，增強實踐意識，養(yǎng)成科學態(tài)度。所以，基于真實情境，解決實際問題，是核心素養(yǎng)養(yǎng)成的關鍵環(huán)節(jié)。

例如，教材習題中呈現(xiàn)過設計自動沖水裝置的問題：

有一個排污溝，需要每隔十多分鐘用水沖洗一次。為此，請你應用重心的知識設計一個自動沖水裝置。給出設計的思路并畫出構思裝置的圖示。

針對此類問題，可設計基于問題解決的教學過程。

2.4.1 回溯歷史——根植傳統(tǒng)文化教育

教師展示如圖1所示的欹器模型并作介紹：欹器，古代一種傾斜易覆的盛水器。水少則傾，中則正，滿則覆。寓意“滿招損，謙受益”，在春秋戰(zhàn)國時期被魯國君王放在座位右側，專門用來警醒修身之用，因此又稱“宥坐之器”，類似于今天我們說的“座右銘”。欹器具有一種奇特的性能：“虛而欹，中而正，滿而覆”，即空的時候是傾斜的，加了一半水后是直立的，加滿水后即翻倒。這種欹器給人以“不能自滿，自滿就要翻跟頭”的啟迪。播放視頻《孔子觀欹的故事》。

圖1 欹器

設計意圖：通過對欹器的介紹，體驗傳統(tǒng)文化，激發(fā)學生的求知欲，通過欹器“滿而覆”的特點讓學生理解“滿招損，謙受益”的道理，培養(yǎng)學生的良好品質。

2.4.2 科學推理——探究欹器翻倒的秘密

學生觀察觸地式、懸掛式、懸浮式欹器，并動手操作，根據(jù)實驗現(xiàn)象猜想影響欹器翻倒的因素：重心位置、注水深度、轉軸位置等。教師根據(jù)學生的討論情況，結合高中生學科能力特點，引導學生聚焦核心因素——重心的位置，并提出挑戰(zhàn)性學習任務：如何確定欹器重心位置。

學生通過查閱資料，利用質心知識推導簡化欹器模型的重心位置：

圖2 等效重心示意圖

重心y與注水深度x的函數(shù)關系如圖3所示。

圖3 重心y與注水深度x的關系

現(xiàn)考慮等效重心的最低點：

設計意圖：通過簡化欹器模型重心位置的推導，培養(yǎng)學生模型建構的能力，利用換元和求導的方法求解重心的最低點，培養(yǎng)學生利用數(shù)學方法處理物理問題的能力。

2.4.3 模型建構——重塑自動沖水裝置

學生分組協(xié)作制作欹器，在教師的指導下解決以下問題：

（1）如何調整轉軸的位置，保證“欹器”既不倒立也能在注水達到一定范圍之后翻轉？

（2）如何實現(xiàn)“自動沖水”的功能？

（3）如何減小轉軸與支架之間的摩擦？

學生分享交流：轉軸的位置應根據(jù)容器的重心位置進行調整，為確保其不倒立，可以適當增加容器底的配重，可以利用電動抽水泵實現(xiàn)“自動沖水”的功能，當水量達到一定程度時裝置就能自動翻轉。而減小轉軸與支架間的摩擦可以在轉軸與支架之間增加塑料圓筒。

設計意圖:通過問題引導和任務驅動，聚焦“欹器”制作的核心問題，通過真實問題的逐個解決，促進學生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

3 結語

教學建議的目的在于為教師教學這一創(chuàng)造性工作指明思路和提供方向，物理教學建議明確指出課堂教學要以促進物理觀念形成、發(fā)展科學思維和科學探究能力、培養(yǎng)良好科學態(tài)度為目標，通過經(jīng)驗情境、問題情境、實際情境的創(chuàng)設讓學生經(jīng)歷真實問題的解決過程。教師應該結合教學實際，將對課程標準的理解、教學內容的把握以及教學方法的使用聚焦到教學建議的實施過程中，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，提升課堂教學效果。