基于核心素養的高中物理教學設計

黃偉

《普通高中物理課程標準（征求意見稿）》指出：“物理核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的重要構成”（詳見圖1）。

以核心素養為指導思想的物理教學，要求教師在教學中不斷為學生提供發現問題、探究問題、搜集證據、解決問題、解釋問題的機會，在此過程中不斷培養學生的思維能力。下面我將以人教版普通高中課程標準實驗教科書《物理1》中《實驗：探究加速度與力、質量的關系》為例，談談本節課如何將核心素養的理念融入到教學體系中，創新教學設計，激發學生興趣，從而達到提升學生學科素養的目標。

一、新課導入——物理觀念與應用

從物理觀念的角度進行導入——物體運動狀態改變與物體受力、物體自身的質量有什么關系？倘若這么直白的引入必然會讓課堂顯得枯燥無味，我們可以借助生活實例引入，增加學生的學習興趣。提出問題：那么加速度與什么因素有關呢？充分聽取學生的猜想后，進入下一個環節。（見圖2）

二、重難點內容的教學設計——科學思維與創新+科學探究與交流

從科學思維的角度提出問題——如何在實驗室的環境下，構建一個理想模型（小車，鉤碼，軌道等），來實現我們研究物體的加速度與力、質量的關系？從科學探究的角度繼續發問——如何對我們構建的理想模型設計一個切實可行的實驗方案，其中包括物體的加速度、質量、所受的合外力如何測量，實驗步驟如何完成，實驗數據如何處理等等。把模型構建和方案設計交給學生，重在鼓勵學生個體的參與，加強學生求知的主動性，突出學生的學習主體地位，既是新課標的要求，也是核心素養的要求。（見圖3）

在制定方案的過程中我采取了小組合作的方式，把全班分成兩個大組（其一探究M一定的情況下，a和F的關系，其二探究F一定的情況下，a和M的關系），每個大組又再分三個小組（每組8人，每人完成一組數據），組員的搭配尤為關鍵，綜合班級情況，每組人員學習能力相當，都有兩、三名物理帶頭人，面對共同的問題可以集思廣益，出現分歧時還可以討論解決，這種方式不僅加強了學生的集體榮譽感和團結協作精神，也促成了小組之間的競爭意識，不可否認，同學之間的互相幫助與促進往往比教師督促更加有效。（見圖4）

三、課后反思——科學態度與責任

實驗結果顯然不是一條過原點的傾斜直線，這是值得我們反思的地方，究竟在哪個環節出了問題呢？小車質量的測定是否準確？紙帶的處理是否足夠的嚴謹細致？小車所受的合外力真的是鉤碼和盤的重力？平衡摩擦力這個步驟驗證了嗎？是不足還是過度了呢？……有問題才有發展，從本質上說，科學探究的過程就是這種科學問題不斷得到解決的過程，而貫穿于這一過程始終的是科學思維方法和探索精神，因此我們對待問題的態度是敞開懷抱，我們處理問題的方法是交流引導，這才是正確的科學態度與責任。就以“小車所受的合外力真的是鉤碼和盤的重力？”這個問題為例，課本中是這么說的“這兩個力只是近似相等，條件是盤和重物的質量要比小車的質量小很多。”首先要弄清楚為什么只有在滿足這個條件下才會有這個結論，其次反思一下在實驗操作中，是否滿足了這個要求，如何改進？讓小車質量盡可能大些就可以了，我們當然可以在小車上增加更多的重物以達成目的，但是治標不治本，這個時候我們可以引導學生，如果我們能夠把拉力直接測出來呢？這個條件還需要滿足嗎？這就是實驗的創新！（見圖5）

創新教育是基礎教育不可或缺的一部分，物理實驗的創新又是基于核心素養的實驗教學的重要組成部分。如果正視學生提出的問題，輔以適當的引導、鼓勵與幫助，肯定會讓學生在有限的課堂時間內，有所改進和創新，收獲更多的知識，這也是符合核心素養所要求的創新實驗教學。物理是一門基于實驗的自然科學，實驗是不可分割的重要環節。高中階段扎實開展以學生為主體的實驗教學，不僅可以深化理論知識，而且有利于激發學生的學習興趣和動力，培養學生敏銳細致的觀察能力、清晰縝密的思維能力、敢于動手的實踐能力、科學精準的分析能力、創造性解決實際問題的綜合能力等。因此，基于核心素養的物理實驗教學，才是培養學生綜合素質全面發展的重要途徑。

參考文獻：

[1]謝影，褚華.基于核心素養，優化實驗設計.《中學物理教學參考》，2019.7

[2]張超.例談核心素養背景下的高中物理實驗的考查與評價.《中小學實驗與裝備》，2019.5