基于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

李曉

【摘要】本節(jié)課緊緊圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)要素設(shè)計(jì)，以“港珠澳跨海大橋”為情景素材，精心設(shè)計(jì)，從發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、圍繞問題解決而開展自主探究活動(dòng)，再到根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解決實(shí)際問題，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探究欲望，將學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)于教學(xué)活動(dòng)中，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

【關(guān)鍵詞】力的合成與分解；高中物理；核心素養(yǎng)

近年來，我國(guó)對(duì)創(chuàng)新型人才、具有科研精神和實(shí)踐精神的人才的需求日益迫切.教育部制定的2017年版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中提出，高中物理課程旨在落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會(huì)發(fā)展.這就要求我們高中物理教師不僅要傳授給學(xué)生物理知識(shí)，更重要的是要在傳授知識(shí)的過程中，實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科的育人價(jià)值，為國(guó)家和社會(huì)的發(fā)展培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神的高品質(zhì)人才.傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式的物理課堂已然不符合要求，為此，高中物理教師應(yīng)該積極響應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，提升學(xué)生的整體素質(zhì)，推動(dòng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)，實(shí)現(xiàn)高中物理課程從知識(shí)本位向以素養(yǎng)為本的根本轉(zhuǎn)變.

本文結(jié)合“力的合成與分解”一課，淺談如何緊緊圍繞新課程標(biāo)準(zhǔn)，為落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，切實(shí)提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng).

1 培養(yǎng)學(xué)生高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效策略

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，是指學(xué)生在接受物理教育的過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需求的必備品格、關(guān)鍵能力和價(jià)值觀念，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理的學(xué)科特性的品質(zhì)，由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個(gè)方面的要素構(gòu)成.培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是高中物理教師的責(zé)任與使命，具有重要的時(shí)代意義和物理學(xué)科意義.培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)可以從以下幾點(diǎn)做起.

1.1 加強(qiáng)概念、規(guī)律教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生物理觀念

在物理的發(fā)展過程中，科學(xué)家們?yōu)榱烁玫卣J(rèn)識(shí)自然界的規(guī)律，需要引入一些概念、定義、規(guī)律等理論性的知識(shí)，這是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)，只有很好地理解了這些理論性的知識(shí)才能更好地學(xué)習(xí)物理.但是很多教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，不引導(dǎo)學(xué)生分析這些理論知識(shí)的來龍去脈，不引導(dǎo)學(xué)生分析為什么要提出某個(gè)概念，而是輕描淡寫地一帶而過，只是讓學(xué)生記住，然后花大量時(shí)間讓學(xué)生用這些規(guī)律去做題.這樣學(xué)生對(duì)這些理論性知識(shí)的認(rèn)識(shí)不夠深刻，不利于形成完整的知識(shí)體系，不利于學(xué)生形成正確的物理觀念.我們應(yīng)當(dāng)摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，從有利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理及長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，重視概念和規(guī)律教學(xué)，拓寬教學(xué)的廣度和深度，使學(xué)生更充分地理解，逐步培養(yǎng)學(xué)生通過現(xiàn)象看本質(zhì)的物質(zhì)觀，對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)性質(zhì)描述的運(yùn)動(dòng)觀，能量是可以相互轉(zhuǎn)化的且在轉(zhuǎn)化的過程中能量是守恒的能量觀.

1.2 加強(qiáng)方法教學(xué)，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

在教學(xué)過程中，我們總會(huì)遇到這樣的學(xué)生，明明態(tài)度很端正，學(xué)習(xí)很努力，但是就是不出成績(jī)，究其根本是思維習(xí)慣不科學(xué).在教學(xué)過程中，就要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維.我們要充分尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由淺入深，由易到難，形成一連串的問題樓梯，讓學(xué)生順著問題樓梯就能到達(dá)最高點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和推理論證思維.也可以利用課堂演示實(shí)驗(yàn)，生活小常識(shí)，身邊的物品等各種形式，讓學(xué)生去感受物理，體會(huì)物理，培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力.習(xí)題課要總結(jié)做題方法，做題規(guī)律，形成一定的物理模型，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)思維.遇到問題，引導(dǎo)學(xué)生多問幾個(gè)為什么，還有沒有更好的方法，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新思維.

1.3 重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

科學(xué)教學(xué)倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí).科學(xué)探究是學(xué)習(xí)物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的有效手段和必經(jīng)途徑.以物理探究實(shí)驗(yàn)為載體，通過開展科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，可以提升學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)從三維目標(biāo)到核心素養(yǎng)的有效整合.要想讓物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到理想的教學(xué)效果，教師要改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路，多給學(xué)生留出一些獨(dú)立思考、探究操作的時(shí)間和機(jī)會(huì).還要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生做一些仿真實(shí)驗(yàn)，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.

1.4 加強(qiáng)學(xué)科思政教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

在新時(shí)期背景下，高中生作為社會(huì)主義科學(xué)發(fā)展的接班人，應(yīng)對(duì)科學(xué)探究的過程及結(jié)論保持嚴(yán)謹(jǐn)、求真、堅(jiān)持的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)還要有對(duì)物理科學(xué)、道德規(guī)范、自然環(huán)境、社會(huì)發(fā)展的高度責(zé)任感和使命感.

2 以“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”教學(xué)為例，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐

本節(jié)課緊緊圍繞核心素養(yǎng)的四個(gè)要素進(jìn)行設(shè)計(jì).以“港珠澳跨海大橋”為情景素材，通過精心設(shè)計(jì)，從發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，再到圍繞問題解決而開展自主探究活動(dòng)，再到根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解決實(shí)際問題，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探究欲望，將學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)于教學(xué)活動(dòng)中，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖如圖1.

2.1 情境設(shè)計(jì)，強(qiáng)化物理觀念

讓學(xué)生觀看視頻“世界上最長(zhǎng)的跨海大橋——港珠澳大橋”，感受我國(guó)世界頂級(jí)的造橋技術(shù)，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的民族自豪感和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).港珠澳大橋有三座斜拉橋（圖2），接著簡(jiǎn)化斜拉橋的模型，并用繩子和重物來演示斜拉橋（圖3）.學(xué)生會(huì)觀察到原本能夠承擔(dān)重物的繩子隨著夾角的逐漸變大，斷了.這一強(qiáng)烈的視覺沖擊，不僅會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象，而且會(huì)讓學(xué)生帶著問題來學(xué)習(xí)新課，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)欲望.接著通過兩個(gè)情景：兩個(gè)彈簧秤可以拉起一個(gè)鉤碼，一個(gè)彈簧秤也可以拉起這個(gè)鉤碼；兩個(gè)大人可以提起一桶水，一個(gè)小孩也可以提起這桶水，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)“等效”的思想，進(jìn)而提出合力和分力的概念.在這個(gè)環(huán)節(jié)中，通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行重新加工，在諸多的情境中概括出事物的共同屬性，完成了從經(jīng)驗(yàn)性常識(shí)向合力、分力這個(gè)物理觀念的轉(zhuǎn)變.引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)合力和分力是等效替代的關(guān)系，有利于加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解，形成較好的物理思維能力.

2.2 問題引導(dǎo)，培養(yǎng)科學(xué)思維

有了合力、分力的概念后，向?qū)W生提出問題：斜拉橋上那么多根斜拉索的拉力總共有多大？這個(gè)問題實(shí)際上就是想求出斜拉索拉力的合力.那么：如何由分力求合力呢？在這個(gè)過程中，不僅能夠引出本節(jié)課的重點(diǎn)，更重要的是在這個(gè)過程中，學(xué)生作為思維活動(dòng)的主體，在物理概念、物理規(guī)律和科學(xué)事實(shí)之間展開豐富的聯(lián)想，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力.

2.3 設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行科學(xué)探究

提出問題后，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究得到平行四邊形定則是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn).對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案的確定，通過以下幾個(gè)問題來引領(lǐng)：（1）怎樣才能保證兩次拉橡皮條是完全等效的？（2）在這個(gè)過程中需要記錄什么？（3）該怎樣記錄下來？接下來，以學(xué)生為主體，教師來引導(dǎo)，共同討論得出實(shí)驗(yàn)方案.確定方案后，學(xué)生4人一組，操作實(shí)驗(yàn).在操作過程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)和結(jié)果，杜絕編造和修改數(shù)據(jù)，并把這些帶到平時(shí)的學(xué)習(xí)和生活中去.最后，引導(dǎo)學(xué)生正確地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論.

筆者認(rèn)為，科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且蕴骄繉?shí)驗(yàn)為依托，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、提出問題、設(shè)計(jì)方案、探究實(shí)驗(yàn)、獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的能力，提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，由于高中課堂一節(jié)課45分鐘，時(shí)間有限，所以，本節(jié)課只設(shè)計(jì)了讓學(xué)生們充分探究課本上的實(shí)驗(yàn)方案，這樣做能夠讓學(xué)生充分經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程.有的教師為了增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，往往過于注重實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)和創(chuàng)新，而淡化或忽略了課本上的實(shí)驗(yàn)，這樣做可能會(huì)加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，甚至有可能是“假探究”，導(dǎo)致學(xué)生疲于掌握各種實(shí)驗(yàn)方案，喪失對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的興趣.如果我們能夠做到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生們真正經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程，認(rèn)真體會(huì)并落實(shí)教材中的實(shí)驗(yàn)，相信三年的高中物理學(xué)下來，學(xué)生們的物理學(xué)科素養(yǎng)一定會(huì)得到扎實(shí)有效的提升.

2.4 遷移應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感

通過實(shí)驗(yàn)得出平行四邊形定則后，我們要用它解決實(shí)際問題.從而進(jìn)一步提高探究能力，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的形成.首先引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)結(jié)論來回答課前的問題：繩子為什么會(huì)斷，以釋疑解惑.然后將知識(shí)遷移到實(shí)際生活中，為此設(shè)置了開放性問題：如果由你來設(shè)計(jì)新的斜拉橋，你能提出什么辦法來減輕斜拉索的拉力？如果想了解更多的關(guān)于斜拉橋的知識(shí)，課后可以查閱相關(guān)資料.目的是拓寬學(xué)生的思維，學(xué)以致用，并且使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)”的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.最后，和學(xué)生一起總結(jié)這節(jié)課經(jīng)歷的科學(xué)探究的主要關(guān)鍵步驟，如圖4.

3 結(jié)語(yǔ)

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是從學(xué)生原有的認(rèn)識(shí)入手，遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律，以科學(xué)探究活動(dòng)的主要關(guān)鍵步驟為主線，在教師適時(shí)、適度的指導(dǎo)下，讓學(xué)生經(jīng)歷從發(fā)現(xiàn)問題到找出規(guī)律再到解決問題的過程，逐步地發(fā)展了學(xué)生相應(yīng)的學(xué)科核心素養(yǎng).

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