核心素養(yǎng)導(dǎo)向下物理課堂生成性資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

明澤榮

［摘 要］新時(shí)代背景下學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為重中之重，課堂教學(xué)中生成性資源對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有著突出的作用。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)開(kāi)發(fā)物理課堂教學(xué)中的生成性資源，為物理教學(xué)服務(wù)。文章結(jié)合實(shí)際教學(xué)過(guò)程分析生成性資源在物理教學(xué)中的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

［關(guān)鍵詞］核心素養(yǎng)；生成性資源；高中物理

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2023）20-0050-03

傳統(tǒng)課堂教學(xué)主要體現(xiàn)為教師基于預(yù)設(shè)的教案一成不變地實(shí)施教學(xué)，對(duì)生成性資源的開(kāi)發(fā)、學(xué)生學(xué)習(xí)主體性的體現(xiàn)重視不夠。核心素養(yǎng)理念下，教師應(yīng)充分了解生成性資源的重要性，感受生成性資源以及學(xué)科素養(yǎng)之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)，靈活地促進(jìn)、捕獲課堂中的動(dòng)態(tài)生成，促進(jìn)學(xué)生形成學(xué)科觀念，提升科學(xué)探究以及科學(xué)思維素養(yǎng)。

一、指向?qū)W科觀念，做生成性資源的發(fā)現(xiàn)者

發(fā)現(xiàn)生成性資源是開(kāi)展生成性課堂教學(xué)的第一步，在這一環(huán)節(jié)中教師應(yīng)強(qiáng)化課堂互動(dòng)，在師生以及生生互動(dòng)中動(dòng)態(tài)捕捉生成性資源，把握學(xué)生在物理觀念理解過(guò)程中的靈感、誤解，了解學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象的聯(lián)想，基于動(dòng)態(tài)資源順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課堂深度探究，助力學(xué)生形成完善的學(xué)科觀念。

（一）捕捉一時(shí)靈感，順勢(shì)而導(dǎo)

個(gè)體思維的獨(dú)立性是產(chǎn)生生成性資源的關(guān)鍵所在，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在課堂活動(dòng)中發(fā)散思維，及時(shí)誘發(fā)并捕獲學(xué)生的一時(shí)靈感，并順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生基于一時(shí)靈感深入分析，從物理學(xué)角度深入理解現(xiàn)象本質(zhì)，建立學(xué)科觀念。

鼓勵(lì)學(xué)生互動(dòng)交流是誘發(fā)學(xué)生靈感的有效措施。比如，在教學(xué)“圓周運(yùn)動(dòng)”這一小節(jié)時(shí)，教師提出問(wèn)題：“如果對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體持續(xù)施加一個(gè)大小不變，并與其運(yùn)動(dòng)方向保持垂直的力F，那么該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡如何？”針對(duì)該問(wèn)題組織學(xué)生開(kāi)展小組討論，并注意聆聽(tīng)學(xué)生的想法。在這個(gè)過(guò)程中可以及時(shí)了解學(xué)生的認(rèn)知狀態(tài)，并且捕獲學(xué)生的靈感。比如，某位學(xué)生在討論中提出根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可以知道“如果力F與初速度[v0]保持垂直，那么物體的速度大小不變，而方向在[F]的作用下發(fā)生改變，如果這個(gè)[F]時(shí)刻垂直于[v]，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)物體沿一個(gè)圓不斷運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)”，該學(xué)生的靈感很好地揭示了圓周運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，此時(shí)，教師可順勢(shì)給出幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)模型，讓學(xué)生進(jìn)行深度認(rèn)知。

（二）抓住錯(cuò)誤思路，逆向建構(gòu)

學(xué)生的“錯(cuò)誤”思路是重要的生成性資源，它可以直接暴露學(xué)生的真實(shí)思維，展現(xiàn)學(xué)生的錯(cuò)誤理解，針對(duì)這一資源開(kāi)展逆向建構(gòu)，可以有效滲透正確物理觀念，取得意想不到的效果。

比如，在教學(xué)“動(dòng)量守恒定律”時(shí)，教師提出問(wèn)題：“從相同高度h下落的玻璃杯掉到水泥地上容易打碎，而落到草地上不容易打碎，原因是什么呢？”有位學(xué)生認(rèn)為水泥地較草地堅(jiān)硬，對(duì)杯子的作用力也強(qiáng)，而物體的動(dòng)量變化為[Ft]，所以作用力越大動(dòng)量變化越大，杯子落到水泥地上易碎。針對(duì)這一理解，教師可順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生基于動(dòng)量守恒定律分析問(wèn)題，嘗試探究最初始的動(dòng)量從何而來(lái)。通過(guò)分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：初始動(dòng)量即為玻璃杯落地前的瞬間動(dòng)量[p=m2gh]，在接觸時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變化[ΔP=FΔt=m2gh]，所以兩種地面的動(dòng)量變化相等。然而接觸時(shí)間不同，水泥地的接觸時(shí)間明顯較小，所以導(dǎo)致作用力較大。相等大小的動(dòng)量變化在極短的時(shí)間內(nèi)完成，所以從作用力大小以及動(dòng)量變化快慢兩個(gè)角度可以分析出玻璃杯易碎的原因。

可見(jiàn)，基于學(xué)生的思路引導(dǎo)學(xué)生逆向建構(gòu)，可以有效把握學(xué)生的真實(shí)想法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤原因，形成正確的力與相互作用觀念。

（三）觀察生活現(xiàn)象，深度探究

物理是一門(mén)與生活聯(lián)系十分緊密的學(xué)科，因此與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的各種生活現(xiàn)象都可以作為有效的生成性資源加以利用［1］。利用觀察動(dòng)態(tài)的生活現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生深度探究，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的積極性，促進(jìn)學(xué)生在探究中了解物理觀念。

結(jié)合教學(xué)中偶然發(fā)現(xiàn)的生活現(xiàn)象，可以有效建立生活問(wèn)題與物理知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生建立完善的物理知識(shí)體系。比如，在教學(xué)“光的偏振”時(shí)，教師注意到：有個(gè)學(xué)生佩戴的眼鏡上安裝有偏振鏡片，這時(shí)可以鼓勵(lì)學(xué)生觀察分析通過(guò)一片、兩片偏振鏡片的光線與未通過(guò)偏振鏡片的光線具有怎樣的差異。學(xué)生在這一生成性問(wèn)題的指引下，以偏振片為實(shí)驗(yàn)器材，探究不同條件下光線的差異，如嘗試轉(zhuǎn)動(dòng)兩片疊加在一起的偏振片，觀察現(xiàn)象。在探究中學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩片鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)到某一角度后沒(méi)有光線通過(guò)，并且通過(guò)偏振鏡片后光線的強(qiáng)度明顯比正常光線減弱。

通過(guò)生成性的生活現(xiàn)象，拓展了學(xué)生的思維空間，使學(xué)生在新的思路引領(lǐng)下展開(kāi)深度探究，從而幫助學(xué)生建立起生活現(xiàn)象與物理知識(shí)間的邏輯關(guān)聯(lián)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生有效建構(gòu)物理觀念。

二、基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，做生成性資源的締造者

實(shí)驗(yàn)探究不僅是物理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，同時(shí)也是生成性資源產(chǎn)生的主要方式，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)許多細(xì)節(jié)，并針對(duì)細(xì)節(jié)提出各種各樣的問(wèn)題，將這些疑問(wèn)作為生成性資源可以有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，提升課堂教學(xué)效率［2］。

（一）給予時(shí)間空間，引導(dǎo)學(xué)生互動(dòng)探索

學(xué)生在發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題后需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間處理相關(guān)信息，才能有針對(duì)性地提出問(wèn)題，因此，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中適當(dāng)留白，為學(xué)生提供思考時(shí)間，讓學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)互動(dòng)探索提出問(wèn)題，從而促進(jìn)生成性資源的產(chǎn)生，也有效提升實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是生成性資源的重要來(lái)源。比如，在學(xué)習(xí)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，某個(gè)學(xué)生繪制好的當(dāng)物體質(zhì)量[m]一定時(shí)加速度[a]與力[F]的關(guān)系圖中，需要在[F]大于某一數(shù)值[F0]的情況下才會(huì)有加速度，當(dāng)[F]小于該值時(shí)加速度為0。針對(duì)這一生成性問(wèn)題，教師為學(xué)生留出適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生分析探索。學(xué)生在交流的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)受力分析，尋找該問(wèn)題產(chǎn)生的原因。通過(guò)受力分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)[F0]極有可能是物體受到的摩擦力，當(dāng)砝碼給予的拉力小于摩擦力時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以加速度為0。通過(guò)分析，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生探究，讓學(xué)生理解加速度是與物體所受合力相關(guān)的量。

（二）分析意外情況，追本溯源

在高中物理實(shí)驗(yàn)中，影響實(shí)驗(yàn)的因素是多種多樣的，所以在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)意外情況。針對(duì)這一現(xiàn)象，教師應(yīng)順勢(shì)引導(dǎo)，將意外情況作為生成性資源，引導(dǎo)學(xué)生分析意外出現(xiàn)的原因，從而讓學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的物理規(guī)律有更深刻的理解，同時(shí)提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)。

比如，在學(xué)習(xí)“力的合成”時(shí)，通過(guò)等效替代法驗(yàn)證平行四邊形定則，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的合力替代單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的彈力，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)按照平行四邊形定則繪制出的合力[F]的大小和方向與單個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的彈力[F1]的結(jié)果不吻合，合力[F]明顯偏向某一彈簧測(cè)力計(jì)并且大小比等效力大。針對(duì)這一情況，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究原理，對(duì)問(wèn)題追本溯源，探究出現(xiàn)問(wèn)題的原因。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)思路的進(jìn)一步分析，并認(rèn)真檢測(cè)實(shí)驗(yàn)器材，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槟骋粋€(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題，在沒(méi)有受力時(shí)指針已經(jīng)有了讀數(shù)，這就使得讀數(shù)結(jié)果比實(shí)際力的大小要大，從而導(dǎo)致計(jì)算出的合力偏向該彈簧測(cè)力計(jì)并且數(shù)值變大。

在上述實(shí)驗(yàn)分析中，教師及時(shí)就學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的意外情況進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生追本溯源，不僅鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，還促進(jìn)了學(xué)生對(duì)力的合成有更深刻的理解，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系。

（三）調(diào)整預(yù)設(shè)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)

生成性資源的運(yùn)用往往會(huì)對(duì)課堂教學(xué)產(chǎn)生一定的影響，需要教師結(jié)合課堂中出現(xiàn)的變化對(duì)預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化，使其更加滿足學(xué)生的需求，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约皩W(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解程度。

演示實(shí)驗(yàn)難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求是常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題，結(jié)合學(xué)生的生成性需求進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整是很有必要的。比如，在教學(xué)“超重與失重”時(shí)，預(yù)設(shè)方案是通過(guò)演示電梯中電子秤的讀數(shù)來(lái)觀察超重和失重的現(xiàn)象，但是學(xué)生提出問(wèn)題：怎么才能讓自己在課堂實(shí)驗(yàn)中觀察到這一現(xiàn)象？對(duì)此教師進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，以彈簧測(cè)力計(jì)、定滑輪A和B、不同的砝碼為器材，用F拉起質(zhì)量為[m1]的砝碼，上端連接繩子繞過(guò)定滑輪A和B，在B端的繩子上分別系上不同質(zhì)量的砝碼，觀察在質(zhì)量為[m1]的砝碼上升或者下降的過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，分析讀數(shù)變化的原因。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)物體的加速度向上時(shí)，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，即[F]大于[m1 g]；當(dāng)物體加速下降時(shí)出現(xiàn)失重現(xiàn)象，即[F]小于[m1 g]，從而使學(xué)生對(duì)兩種現(xiàn)象有了直觀的體驗(yàn)。

三、聚焦科學(xué)思維，做生成性資源的應(yīng)用者

科學(xué)思維是從物理學(xué)視角理解事物本質(zhì)規(guī)律的思維方式，是一種十分重要的分析應(yīng)用能力。在生成性課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，要求教師引導(dǎo)學(xué)生成為生成性資源的應(yīng)用者，要能夠結(jié)合生成性資源探索物理知識(shí)的應(yīng)用方式，從而有效提升學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

（一）營(yíng)造氛圍，探尋內(nèi)在規(guī)律

生成性資源往往蘊(yùn)含豐富的情感因素，結(jié)合生成性資源營(yíng)造順應(yīng)學(xué)生心理特點(diǎn)的學(xué)習(xí)氛圍，可以有效促進(jìn)學(xué)生探究能力的提升。實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)著重引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)視角分析問(wèn)題，探尋內(nèi)在規(guī)律，形成嚴(yán)密的物理分析習(xí)慣。

例如在教學(xué)“多普勒效應(yīng)”時(shí)，教師首先給出多普勒效應(yīng)在生活中的案例，如迎面而來(lái)的火車(chē)?guó)Q笛聲的尖銳變化，引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的可能原因，通過(guò)分析，學(xué)生認(rèn)為是因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中聲音的頻率發(fā)生了變化，所以才導(dǎo)致聲音聽(tīng)起來(lái)更加尖銳，針對(duì)這一理解，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生合作探究。在探究過(guò)程中，學(xué)生首先思考的是聲音的尖銳與否是由耳膜的振動(dòng)頻率決定的，之后思考由于火車(chē)駛近導(dǎo)致的變化。經(jīng)過(guò)討論分析，學(xué)生提出猜想：當(dāng)火車(chē)快速靠近時(shí)，發(fā)出的聲波會(huì)更迅速地到達(dá)人耳，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念類似，即使喇叭的振動(dòng)頻率沒(méi)發(fā)生變化，但是由于人耳決定了感受到的聲音，觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的聲波數(shù)目增多了，所以感覺(jué)頻率提高了，導(dǎo)致感覺(jué)聲音變得尖銳。

可見(jiàn)，課堂教學(xué)中的生成性資源用于營(yíng)造氛圍，可以有效提升學(xué)生探究的主動(dòng)性，讓學(xué)生在更輕松的氛圍中深度探索，從而有效提升學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

（二）發(fā)散思維，解決具體問(wèn)題

運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題是物理學(xué)科科學(xué)思維素養(yǎng)的重要體現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，從不同的角度思考問(wèn)題，促進(jìn)生成性資源的產(chǎn)生，引導(dǎo)學(xué)生了解多種問(wèn)題解決方案。

比如，在學(xué)習(xí)了“機(jī)械能守恒定律”后，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧自由落體運(yùn)動(dòng)概念，首先分析這一運(yùn)動(dòng)是否符合能量守恒定律，之后思考自由落體運(yùn)動(dòng)的速度除可利用勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式計(jì)算外，還有什么計(jì)算方法。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生可先基于所學(xué)的能量守恒知識(shí)分析該問(wèn)題的能量變化，發(fā)現(xiàn)在自由落體運(yùn)動(dòng)中物體只受重力作用，也就是勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能，所以可以從能量角度分析物體最后時(shí)刻的速度?？梢粤谐瞿芰渴睾惚磉_(dá)式為[mgh=mv2/2]，將兩邊的[m]消去后，根據(jù)物體的下落高度，即可計(jì)算得到最后時(shí)刻的速度大小，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同一問(wèn)題的不同解決方案的探索。

（三）比較綜合，形成認(rèn)知模型

基于比較綜合，建構(gòu)物理模型是一種重要的科學(xué)思維方法，在課堂教學(xué)中教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生比較分析不同知識(shí)點(diǎn)之間的差異，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出自己的想法，進(jìn)而及時(shí)捕獲在這一過(guò)程中出現(xiàn)的生成性資源，助力學(xué)生構(gòu)建完善的物理認(rèn)知模型。

分析不同知識(shí)點(diǎn)的差異，通過(guò)對(duì)比分析進(jìn)行建模是一種十分高效的物理學(xué)習(xí)方法。比如，在學(xué)習(xí)“庫(kù)侖定律”時(shí)，需要學(xué)生理解電荷之間相互作用力的關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)想之前所學(xué)的描述兩物體之間作用力的理論分析。在思考過(guò)后學(xué)生提出問(wèn)題：萬(wàn)有引力定律闡述了兩個(gè)物體之間的引力作用，電荷之間是否也滿足這一關(guān)系呢？針對(duì)這一生成性問(wèn)題，教師展開(kāi)深度分析，首先讓學(xué)生列出萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式，再分析電荷之間的作用關(guān)系應(yīng)該如何表達(dá)，學(xué)生通過(guò)對(duì)比分析認(rèn)為需要將兩物體的質(zhì)量替換為電荷量大小，引力常量[G]也應(yīng)替換為與電荷作用力相關(guān)的系數(shù)。基于這一分析為學(xué)生引入電荷間庫(kù)侖定律的概念，給出靜電力常量k以及庫(kù)侖定律表達(dá)式[F=kq1q2/r2]。

綜上所述，物理教學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，充滿偶然性的生成，僅靠預(yù)設(shè)的教學(xué)方案難以應(yīng)付這些突如其來(lái)的動(dòng)態(tài)變化，忽略這些偶然性生成會(huì)降低課堂互動(dòng)交流的有效性。因此，教師應(yīng)結(jié)合核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，靈活開(kāi)發(fā)與應(yīng)用課堂中的生成性資源，使課堂教學(xué)充滿活力。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 王書(shū)琴，楊子林.立足核心素養(yǎng) 促進(jìn)能力培育：核心素養(yǎng)視域下高中物理教學(xué)策略研究［J］.求學(xué)，2021 （36）：13-14.

［2］? 李明.高中物理教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)策略［J］.新智慧，2022 （24）：115-117.

（責(zé)任編輯 易志毅）