基于核心素養導向的高中物理教學設計探究

摘?要：隨著新課標改革以來，物理學科在學生的學習生涯中變得更加重要。目前高中物理教師的主要教學任務是向學生傳授物理相關知識，并培養其核心素養，因此教師應當從核心素養的理念進行教學設計。核心素養是促進學生全面發展的必要品格與關鍵能力，這種素養不僅體現在學生分析問題、解決問題的能力，同時還能夠體現在學生的日常生活中對待事情實事求是的態度。文章從基于物理核心素養導向的教學設計過程、教學反思兩個方面進行分析和介紹。

關鍵詞：核心素養導向;高中物理教學設計;反沖運動火箭

一、?引言

核心素養的培養是當前各學科的核心部分，也是開展素養教育的重要一步。對于當前的高中物理教師來說，在進行課堂教學時，應當結合理論與實踐，在實驗當中使學生的思考能力與動手能力同時得到鍛煉，并使其養成求真務實的學習態度，進而使學生的多方面能力提升。同時教師還應當從核心素養出發，對教學設計不斷地探索與創新，找到適合學生學習的新的教學模式與方法，提升課堂的教學效率，促進學生的全面發展。

二、?基于物理核心素養導向的教學設計過程

（一）物理觀念

物理觀念不是物理概念，它是對物理知識有引導作用的一種學習物理的體系知識結構。學生在學習一個知識點，了解其物理概念、物理規律時，腦海中就會形成一個物理知識結構，換句話說，就是學生了解了該知識點的物理觀念。在學習反沖運動火箭這一實驗時，可先讓學生對三個實驗進行觀察，對其現象進行了解，并找出其共同之處，讓學生初步形成物理觀念。可以通過觀察不同方向氣球飛出、小車間的反沖運動、水火箭的發射三個演示實驗，讓學生在腦海中形成物質觀念、相互作用觀念、運動觀念。相對于高深物理的抽象，基礎物理在生活中是很常用的。其實，基礎物理的知識點很多是可以通過實驗讓學生切身體會到的，這樣他們就會對物理知識有很深的印象。在對《反沖運動火箭》進行課件設計時，因其主要內容為現象與原理的解釋，所以筆者讓學生根據教材中的內容在實際生活中尋找符合反沖運動的具體例子，然后自行設計相關實驗并對該現象進行解釋，利用該方式能夠讓學生進行探索，可使其更好地掌握本節課的相關知識與理論。水火箭發射實驗所引起的反響十分強烈，同時為其后的教學奠定了基礎。學生根據實驗與教學內容推導火箭原理，并認識到影響火箭獲得速度的因素，最后形成反沖運動的物理觀念。

（二）科學思維

培養學生的科學思維是培養學生核心素養的核心部分，高中物理不僅要讓學生掌握已經學習的相關理論和知識，同時還要清晰認識本階段的研究思路，并能夠自行設計實驗對物理現象進行驗證。因此教師在開展教學期間，需要加強對學生獨立思考能力的培養，要積極鼓勵并引導學生從不同的角度對所學習的知識點進行思考，即使是定理，學生也可以根據所學習的知識對其產生懷疑，進行思考等，幫助學生培養科學思維，防止學生在傳統的教學方式下形成思維定式，不能夠打開自身的思維空間。教師在課堂上應當引導學生去發現問題、提出問題，引導學生利用所學大膽地、獨立地進行物理探究，用物理的角度去解決提出的問題，不斷地對所學習的知識進行創新，營造良好的課堂討論氛圍，使學生能夠更好地理解并掌握物理知識。

形象思維可提高學生的獨立思考能力與學習興趣。以物理實驗的形式開展教學活動就是應用形象思維的一種教學方法。物理這門學科具有抽象的特點，因此利用實驗能使學生將抽象轉化為形象，使其更加深入地理解相關知識。實驗不僅能夠檢查學生掌握理論知識的程度，同時可對其獨立思考能力、觀察能力與實踐操作能力等進行檢查。最重要的一點是能夠使學生對物理產生興趣。實驗具有多個步驟，設計是整個實驗十分重要的一個環節，學生進行設計時需要思考，是鍛煉自身獨立思考能力的有效方法。

歸納思維能夠幫助學生迅速找出題目中與物理知識相關的內容，并根據這些內容找到針對性解題方法，可提高其解答問題的準確率與速度。歸納可以對學生的再加工能力進行檢查，同時可檢查其比較能力。深入理解已經學習的物理相關知識是歸納的基礎，只有完全理解與掌握方可進行加工與重組，而對類似、不同物理知識進行比照則能夠幫助學生更準確地掌握這些內容。另外，在進行歸納期間學生會下意識地將這些具有相似性的問題與題型進行整理及歸納，能夠為今后的解題奠定基礎，使其準確率與速度提高。

（三）實驗探究

在物理學習的過程中，通過實驗可以有效地幫助學生形成探究意識，并且通過實驗讓學生去發現問題、解決問題，學生在該過程能夠找出所蘊含的物理規律，為學生理解物理知識并掌握奠定基礎。教師可以帶領學生做反沖小車和紙火箭實驗。在反沖小車實驗中，通過合理的分組，讓學生以小組分工合作的形式，部分人觀察現象，其余人對數據進行記錄，共同對數據進行分析并獲得結論，最后討論實驗內容，對實驗進行反思與總結。在紙火箭實驗中，學生按照教師的步驟進行實驗，可發現實驗現象：錫箔紙飛出的方向為前，支架運動的方向為后，二者相反。學生通過兩個實驗，可以對實驗現象進行探究，了解動能守恒定律的應用，理解反沖運動的物理實質。

隨著多媒體技術的成熟與廣泛應用，其給物理教學提供了極大幫助。部分實驗難以在實際環境下展開，可利用模擬環境進行，減少實際操作產生的誤差。物理教師要積極應用多媒體技術獲取教學資源，拓展更多學習物理的有效途徑，使學生的發散思維得到鍛煉。將多媒體技術應用于物理教學中，能夠使教學內容更加豐富多彩，使學習物理更加多樣。多媒體技術的應用也可以通過視覺、聽覺對學生進行刺激，可激發其好奇心，提高其學習興趣，并更加真實的認知到物理知識。

（四）科學態度與責任

科學態度與責任是物理教師教學過程中的重要部分，隨著教育體制改革的深入發展，其對高中物理的要求也不斷提高，要求其能夠發揮使學生科學精神得到培養的作用。傳統物理課程以知識內容為主，與科學發展現狀脫離，對學生科學精神培養較少，新的教育教學理念則日益重視學生科學精神的培養。科學態度與責任是人們在科學教育實踐中生成的對科學技術正確的價值判斷，是對科學進行長期探索而累積的精神氣質的一種體現。教師應在物理教學中引導學生既勇于探索新知又能實事求是，既能敢于獨立思考又能與人互助合作，逐漸形成對科學和技術應有的正確態度以及責任感。

以《反沖運動火箭》一課為例，在播放火箭發射視頻的環節，引導學生對這一現象在腦海中進行建模，根據所學的物理知識對其發射原理進行分析，以此激發學生對物理探索的欲望。在分析例題環節，可以讓學生自己動手進行計算，得出正確的答案。如果一些學生在計算過程中，由于失誤，得出不同的答案，教師應當鼓勵學生勇敢地去質疑、發現問題，得出正確的結論，培養學生求真務實的科學態度以及物理核心素養。

三、?教學反思

（一）達成教學核心內容

學生要對不同實驗進行分析，尋找不同實驗的共同之處，教師則要對學生進行引導，使其得出相關定義，并對其原理進行分析，以此強化學生發現、分析問題并解決的能力。利用設計問題求解模型，以小組的形式展開討論，使學生對物理知識發展的歷程有著更加深入地理解，最終使其形成系統的知識體系。同時，探究式實驗的深入學習，可以培養學生的實際動手操作能力，親身體驗實驗的過程，幫助學生對教學中涉及的物理知識進行更為深入地了解，并促進其物理觀念形成。

（二）達成培養科學思維方法

教師從教材的知識點出發，引導學生建立相應的模型，并且不斷思考與探索，對模型進行求解與應用。利用抽象的科學方法，讓學生以模型來代替實際的事物。在這一環節中教師充分調動學生的情感，讓學生積極參與到教學活動當中，提高其思維發散性，使其更加靈活，能夠從不同方位與角度看待問題，打破固化思維的限制。以反沖運動火箭為例，學生在初學該課內容時，對于動量守恒定律這個概念就有所誤解，認為其相互矛盾。既然系統所受外力的合力雖不為零，但比系統內力小得多，那么還能滿足動量守恒的條件嗎？很多學生都會產生這個疑問。這種情況就是學生考慮問題時的固定思維，局限性很大，沒有對整體進行觀察與思考，使得其無法理解問題。同時也說明很多學生在思考問題時的角度過于單一，無法做到發散思維，利用這種具有矛盾性的問題引導學生進行思考，當其能夠從其他角度得出答案時，意味著其已經對自身的發散思維能力進行了鍛煉。

四、?科學態度與責任目標達成

通過讓學生分析數據，得出結論。對于得出的答案與結論不同的情況，鼓勵學生發現問題、通過探討，得出最終的結論，培養學生求真務實的科學態度以及正確的科學價值觀念，有效地培養學生的物理核心素養。

如在本課的拓展資料中，教師可以詳細介紹錢學森對于我國火箭事業和導彈事業發展所做出的巨大貢獻。進而由科學態度與責任談及核能的運用，教師可以先用課件出相關的資料與圖片，為學生介紹其重核裂變現象，是哈恩與斯特拉斯曼于1939年通過中子轟擊鈾核時發現的。同時提出問題：如何做到正確且和平的利用核能？接著教師讓學生對比二戰中廣島和長崎被投放原子彈和新中國第一顆原子彈爆炸的歷史和社會背景當中的雙面性影響，以錢學森的相關事跡為基礎，引導學生討論科學倫理問題。并提出問題：是否能夠人為控制核反應，使其由迅速、劇烈釋放轉變為緩慢釋放？讓學生于課后進行思考，這種方法能夠使課堂拓展到課外，同時能夠為其后相關知識的學習奠定基礎。利用這些教學活動可使學生形成正確對待技術與科學的態度，并產生責任感。

五、?結語

為了更好地培養學生的物理核心素養，高中物理教師應當從核心素養的角度對教學進行設計，通過科學思維與態度、責任、實驗探究、科學思維等方法幫助學生更好地理解物理規律與相關知識，培養學生正確的科學態度與責任感。同時教師還應當對課堂教學進行反思，教學目標與教學任務是否達成，并且通過不斷地創新與探索，找到更加適合學生學習的教學方式，促進學生對物理的學習。

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作者簡介：齊博遠，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市平川中學。