核心素養(yǎng)下高中物理教材的創(chuàng)新使用

金千慈 馬靜梅

【摘要】《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出，為了更好落實(shí)物理課程的育人功能，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，高中物理教材作為直接的課程資源發(fā)揮重要作用.如何利用教材，提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量，是當(dāng)下物理教師面臨的主要問題.

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；教學(xué)策略

隨著新課程改革的推進(jìn)，核心素養(yǎng)作為科學(xué)育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，滲透在物理課堂教學(xué)中，教材作為連接學(xué)生與物理教學(xué)的橋梁，于2019年推出了新的版本，并逐步投入課堂教學(xué)中.新教材在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上推陳出新，在提升教材內(nèi)容的深度與廣度的同時(shí)，更加注重對(duì)學(xué)生情感和社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng).在物理教學(xué)過程中，物理教師應(yīng)以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)生、課堂實(shí)際，創(chuàng)造性地利用教材，力求創(chuàng)設(shè)真實(shí)物理情境，提升學(xué)生核心素養(yǎng)，落實(shí)物理學(xué)科育人的功能.

1 基于核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)目標(biāo)

傳統(tǒng)課堂以理解知識(shí)為主，而忽視學(xué)生能力的培養(yǎng)，新課標(biāo)則指出教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”展開，學(xué)生不僅要理解概念本身，更應(yīng)注重物理思維能力的培養(yǎng)，將理論知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際，做到“學(xué)以致用”物理學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)方面緊密相連，在學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展科學(xué)思維，掌握科學(xué)方法并將其應(yīng)用于科學(xué)實(shí)踐的過程中，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)理解程度以及物理對(duì)生活和社會(huì)發(fā)展之間的認(rèn)識(shí).

2 結(jié)合教材培育學(xué)科核心素養(yǎng)的策略

通過對(duì)教材的分析可以發(fā)現(xiàn)，新教材在內(nèi)容選擇和呈現(xiàn)上進(jìn)行了調(diào)整，每一節(jié)按照“問題、概念、習(xí)題”的順序展開，知識(shí)體系更加清晰，內(nèi)容更加全面、新穎，對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)、知識(shí)建構(gòu)、自主評(píng)價(jià)提供幫助.

2.1 結(jié)合教材案例，選取生活中的物理教具，創(chuàng)設(shè)物理學(xué)習(xí)情境

新教材在舊教材的基礎(chǔ)上增設(shè)了“問題”欄目，在一節(jié)課的開始將生活中的案例轉(zhuǎn)換成物理問題，通過創(chuàng)設(shè)問題情境引入新課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，這一欄目的設(shè)立不僅吸引了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為教師的教學(xué)導(dǎo)入提供了新的思路.

2.2 借助課后習(xí)題，通過問題解決的過程，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

通過對(duì)新舊教材習(xí)題對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)新教材的習(xí)題數(shù)量增多，多數(shù)習(xí)題在題干處會(huì)介紹相關(guān)的物理情境以及科研成就.教師不能只關(guān)注學(xué)生習(xí)題解答的最終結(jié)果，也要使學(xué)生在解答問題的過程中，鞏固物理概念以及科學(xué)方法，進(jìn)而提高科學(xué)思維，了解生活中的物理知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)踐新教材的習(xí)題著重讓學(xué)生掌握解決問題的方法，教材習(xí)題體現(xiàn)出綜合性，通過設(shè)計(jì)綜合性練習(xí)題鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)、檢測(cè)學(xué)習(xí)效果、培養(yǎng)學(xué)生綜合解決物理問題的能力.

2.3 利用教材插圖與拓展欄目，適當(dāng)結(jié)合信息技術(shù)，輔助教師課堂教學(xué)

大量研究表明，視覺、聽覺輔助是提高學(xué)生注意力，幫助學(xué)生理解物理概念的有效方法.與教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的插圖可以將抽象的物理知識(shí)直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，同時(shí)經(jīng)過科學(xué)的研究可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生會(huì)對(duì)與生活實(shí)際相關(guān)聯(lián)的事物投入更多關(guān)注，因此學(xué)生更感興趣、引起共鳴.因此，無論是舊教材，還是新教材，插圖都占了極大比重.在新教材中，還利用了傳感器、數(shù)據(jù)采集器輔助實(shí)驗(yàn)，不僅提高了實(shí)驗(yàn)的精確性，促進(jìn)了教育信息化發(fā)展，同時(shí)能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能.

3 基于核心素養(yǎng)的物理教材使用案例

3.1 “問題”欄目教學(xué)案例

人教版物理必修二第六章第一節(jié)“圓周運(yùn)動(dòng)”中，篇首問題向?qū)W生展示了自行車的“小齒輪”，“大齒輪”和“后輪”的圖片，并提出相關(guān)問題：大小兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)更快？同一齒輪上到轉(zhuǎn)軸距離不同的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)更快？判斷依據(jù)是什么？引導(dǎo)學(xué)生提出描述圓周運(yùn)動(dòng)的方法.舉例如下：

教學(xué)案例

如圖1所示，在課堂上展示真實(shí)的自行車，將自行車倒置，介紹每個(gè)部件的名稱：A點(diǎn)為大齒輪上一點(diǎn)，B點(diǎn)為小齒輪上一點(diǎn)，對(duì)應(yīng)教材所提出的問題：A，B兩點(diǎn)誰(shuí)的運(yùn)動(dòng)速度更快？組織學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng)自行車，并作出猜想.

學(xué)生猜想

通過觀察鏈條的帶動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)與B點(diǎn)在鏈條帶動(dòng)下共同運(yùn)動(dòng)，推測(cè)兩點(diǎn)速度大小相同.

進(jìn)行驗(yàn)證

已知計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)速度可用公式：v=ΔsΔt.

比較A點(diǎn)與B點(diǎn)速度關(guān)系，標(biāo)記出在一定時(shí)間內(nèi)兩點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的路程，組織學(xué)生運(yùn)用軟尺和秒表進(jìn)行A，B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間的測(cè)量，應(yīng)用公式計(jì)算得出速度大小.

講解

利用微元法，當(dāng)Δt很小時(shí)，可以將所求速度視作該點(diǎn)的瞬時(shí)速度，描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)快慢的物理量定義為線速度.

設(shè)計(jì)意圖

教材插圖無法生動(dòng)展示出圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)各點(diǎn)情況，將生活中易于得到的教具應(yīng)用于課堂教學(xué)中，可以鍛煉學(xué)生的觀察能力，通過探究實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.

3.2 “練習(xí)與應(yīng)用”欄目教學(xué)案例

物理學(xué)引領(lǐng)著人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，促進(jìn)了人類生活的變革.在必修二第六章第四節(jié)“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”一節(jié)中，教材詳細(xì)介紹了圓周運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用，其中包含了對(duì)離心現(xiàn)象的理解與應(yīng)用.學(xué)生通過名稱大致可以猜出，在圓周運(yùn)動(dòng)中，離心即為遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)平面的圓心，為了讓學(xué)生能夠更直觀地感受離心運(yùn)動(dòng)，教材中舉出了離心機(jī)、洗衣機(jī)等例子，在課后的習(xí)題中，列出了“飛椅”，如圖2，以飛椅為例，學(xué)生可以結(jié)合題目描述與生活經(jīng)驗(yàn)，在頭腦中構(gòu)建出物理圖示.

問題設(shè)計(jì)

“飛椅”是游樂園中常見的娛樂設(shè)施，在運(yùn)行中做了什么運(yùn)動(dòng)？如何進(jìn)行受力特點(diǎn)分析？可以以此建構(gòu)出什么物理模型？

學(xué)生猜想

“飛椅”做圓周運(yùn)動(dòng)，并在生活經(jīng)驗(yàn)與教師的引導(dǎo)下繪制出示意圖，如圖3所示.

學(xué)生回答

飛椅在做圓周運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到重力和拉力的作用，兩個(gè)力的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.

教師講解

離心運(yùn)動(dòng)是物體慣性的表現(xiàn)，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于物體所受合外力無法提供足夠的向心力，以F合表示物體所受合外力，將這一概念書寫為公式：F合

設(shè)計(jì)意圖

進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)教材進(jìn)行分析與研讀，利用習(xí)題中所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境，結(jié)合生活實(shí)踐，便于學(xué)生理解物理知識(shí)，提高學(xué)生抽象概括能力，培養(yǎng)科學(xué)思維.

3.3 “插圖”教學(xué)案例

人教版必修二第五章第三節(jié)“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”一節(jié)為高中物理必做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占據(jù)重要位置，但是如今許多高中實(shí)驗(yàn)室所應(yīng)用的平拋演示儀存在一定誤差，甚至有些實(shí)驗(yàn)室不具備該儀器.此時(shí)，適當(dāng)在課堂教學(xué)中應(yīng)用教材和多媒體等輔助資源對(duì)教學(xué)效果大有裨益.

情境設(shè)計(jì)

利用教材中的插圖，將其拆分為兩種物理情境，以圖4、圖5兩種情況呈現(xiàn)，觀察兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，如何建構(gòu)物理模型、分析運(yùn)動(dòng)情況？

學(xué)生活動(dòng)

模擬實(shí)驗(yàn)過程，得出結(jié)論：第一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng).

教師追問

在學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的合成與分解后，當(dāng)所研究的小球?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了便于研究小球的運(yùn)動(dòng)情況，可以將小球的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分解，從水平、豎直兩個(gè)方向進(jìn)行研究.但是，我們剛剛進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)存在什么問題？如何改進(jìn)呢？

學(xué)生回答

小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間太短，不方便進(jìn)行觀察與記錄數(shù)據(jù).

教師提示

結(jié)合教材插圖，研究者采用了頻閃照相法，記錄了小球下落的軌跡，如圖6，其中每?jī)蓚€(gè)相近小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，同學(xué)們可以通過該圖近似地分析出小球下落過程中的運(yùn)動(dòng)情況.

教師追問

小球在同一高度處的A，B兩點(diǎn)下落所用的時(shí)間是什么關(guān)系？如圖7

視頻演示

利用多媒體播放實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過視頻動(dòng)畫與聲音判斷出兩個(gè)小球落地是同時(shí)的.

設(shè)計(jì)意圖

巧妙利用教材中提供的插圖信息，將圖片語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成學(xué)生可以直接利用到的簡(jiǎn)單儀器，幫助學(xué)生直觀感受物理現(xiàn)象，以視聽結(jié)合的方式培養(yǎng)學(xué)生的感知能力.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教材作為直接的課程資源，經(jīng)過反復(fù)編寫與修訂，符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，具有科學(xué)性、系統(tǒng)性與物理特色，靈活應(yīng)用教材所提供的情境、習(xí)題，對(duì)于教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)大有幫助.教師要實(shí)現(xiàn)從“教教材”向“用教材教”的轉(zhuǎn)變，仔細(xì)挖掘教材內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，打造出更加新穎、高效的物理課堂，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

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