從核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，看教材的“二次開發(fā)”

蘇劍軍 楊杰

摘要：2014年3月，“核心素養(yǎng)”首次出現(xiàn)在《教育部關(guān)于全面深化課程改革 ?落實立德樹人根本任務(wù)的意見》，2016年9月中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架正式發(fā)布。它以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，六大素養(yǎng)其中之一是“實踐創(chuàng)新”。為了符合新要求，對教材的部分實驗有必要進行“二次開發(fā)”式的創(chuàng)新設(shè)計。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理;教材;二次開發(fā)

《物理》高中教材是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書，作者是人民教育出版社、課程教材研究所、物理課程教材研究開發(fā)中心的多名專家和中學(xué)一線教學(xué)名師經(jīng)過精雕細琢編制而成，最大化的將物理思想、物理知識、研究方法以及物理歷史等根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律編排而成，因為它面對的全國性的教育教學(xué)問題，當(dāng)中的規(guī)律順序、內(nèi)容的目的性可謂是完美到不可挑剔。然而靜態(tài)的文字和圖片再怎么完美，呈現(xiàn)給學(xué)生的信息始終有限，并且各地各校學(xué)情和教師教學(xué)特點都是千差百異，在用教材上我們不可能一刀切，所以要求教師在用教材的時候要明確好我們是“用教材教學(xué)”而不是“教教材”。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“倡導(dǎo)不受某一種教科書的約束，吸收和利用有利于學(xué)生發(fā)展的課程資源，教師應(yīng)根據(jù)本校特點和學(xué)生的需求，精選課程資源，充實物理課程的教學(xué)內(nèi)容”，這就要求教師在根據(jù)自己的教學(xué)特點和學(xué)情靈活而有創(chuàng)造性的對教材二次開發(fā)，對教材內(nèi)容和順序適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、對教材內(nèi)容適當(dāng)?shù)难a充、有條件的甚至替換教學(xué)內(nèi)容和活動（實驗）。

現(xiàn)在以高中物理人教版教材必修2第五章第1節(jié)《曲線運動》、人教版教材選修3-1第三章第二節(jié)《磁感應(yīng)強度》為例介紹說明對教材的二次開發(fā)必要性和效果。

一、《曲線運動》

（一）教材內(nèi)容：教材一開始直接給出本節(jié)課的任務(wù)是找出研究曲線運動的方法，所以本節(jié)課都是圍繞著這條主線展開：

1.通過以平拋為例建立坐標(biāo)系的方法來明確曲線運動的位移，方法是通過分析直角坐標(biāo)兩個方向上的位置來確定曲線運動的位移。從學(xué)生最簡單熟悉的直角坐標(biāo)入手符合學(xué)生的認知的學(xué)習(xí)規(guī)律。

2.關(guān)于曲線運動方向的研究，教材先通過觀察一些常見的現(xiàn)象，得至曲線運動中速度方向是時刻改變的，且通過已學(xué)知識的遷移理論研究質(zhì)點在某點的速度改變方向是曲線上該點的切線方向，再結(jié)合矢量的特點，給出曲線運動是變速 運動，緊接著舉了平拋的實例分析了兩個分速度與合速度的關(guān)系。

3.實例研究：通過觀察和分析紅蠟的運動得出了紅蠟兩個分運動的和合運動速度、位移的關(guān)系，并且用數(shù)學(xué)研究方法得出了運動軌跡方程。讓學(xué)生通過實例體會研究曲線運動方法和加深了印象。

4.最后通過實驗從力學(xué)角度總結(jié)歸納出物體做曲線運動的條件，最后從牛頓第二定律角度的理論上加以分析。本節(jié)教材的知識內(nèi)容和能力因素，是對前面所學(xué)知識的補充和加深。是對運動和力的關(guān)的進一步理解和完善。

（二）《曲線運動》本節(jié)課教材的二次開發(fā)：

1.從學(xué)生認知過程和知識的遷移情況開展學(xué)習(xí)：學(xué)生感性認識到理性分析的升華。

（1）曲線運動方向的教學(xué)把教材中的圖5.1-4演示實驗改裝為學(xué)習(xí)操作實驗，先通過實驗觀察曲線運動的方向這是感性認識，再接著用已學(xué)知識“瞬時速度”的定義是當(dāng)時間無窮小時平均速度就是瞬時速度的極限思維方法研究曲線運動的方向，這是知識的遷移從觀察現(xiàn)象上升到理論研究。（如圖1、圖2所示為改裝后軌道可拆除的學(xué)生實驗）

（2）曲線運動的條件的教學(xué)：把5.1-11演示實驗改裝為學(xué)生實驗，讓學(xué)生通過觀察現(xiàn)象總結(jié)曲線運動的受力規(guī)律。再接著用已學(xué)知識加速度定義是速度變化率來求曲線運動的加速度跟速度不共線從而理論驗證了剛才的實驗總結(jié)規(guī)律。（如圖3、圖4是學(xué)生研究曲線運動條件實驗）

2.教材內(nèi)容的刪減和順序調(diào)整：

（1）本節(jié)課重點內(nèi)容是探究曲線運動方向以及條件，這是對曲線運動的了解和認識。接著才是用運動的分解方法來研究曲線運動的規(guī)律，所以將把運動的分解分析放到第二節(jié)課，并結(jié)合平拋特例來研究這樣更適合我們的思路。也避免了第一節(jié)課研究了平拋的位移、方向后到第二節(jié)《平拋運動》再來研究一次的重復(fù)性。

（2）圖5.1-3思考討論內(nèi)容改為視頻的形式調(diào)到課堂的引入環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)曲線運動興趣。圖5.1-23思考討論內(nèi)容改為曲線運動的方向?qū)W習(xí)的驗證環(huán)節(jié)，學(xué)生理論研究后再用真實中的砂輪飛出的火星現(xiàn)象來驗證學(xué)生的理論結(jié)果。所以突破曲線運動的方向這個重難點上的順序是：學(xué)生實驗—總結(jié)規(guī)律—理論分析—實驗驗證。

3.對教材內(nèi)容適當(dāng)?shù)难a充：

（1）學(xué)生從力的角度分析曲線運動的條件是力和速度不共線后再順著這個思路（力和速度有夾角）討論分析投籃時籃球運動速度變化，讓學(xué)生自己畫圖分析得到結(jié)論力和速度夾角是鈍角則加速;力和速度夾角是銳角則減速。這也為今后學(xué)習(xí)圓圓運動的向心力和動能做鋪墊。如圖5所示。

（2）課后作業(yè)環(huán)節(jié)：回顧生活，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決生活上的問題。如圖所示給一輛少了擋泥板的自行車讓學(xué)生思考：所示的自行車，指出車上 缺少什么裝置？該車在泥濘的道路上行駛，有什么不便？請各位同學(xué)根據(jù)自己的喜愛為自己的愛車畫上缺少部分。

二、《磁感應(yīng)強度》實驗二次開發(fā)

（一）教材實驗內(nèi)容：

三塊相同的蹄形磁鐵并列放在桌面上，可以認為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩級見，導(dǎo)線的方向與磁感應(yīng)強度的方向（由下向上），有電流流經(jīng)導(dǎo)線將擺動一個角度，通過擺動角度的大小可以比較受力大小。

（二）實驗設(shè)計：

1.力的測量：

傳統(tǒng)實驗中，利用通電導(dǎo)線擺動的角度來定性分析受力大小。如圖7

3.通電導(dǎo)線長度的改變：

傳統(tǒng)實驗中，通過接通蹄形磁鐵的“2.3”、“1.4”接線柱來改變通電導(dǎo)線長度，只能有3個長度，如圖7所示。

創(chuàng)新方法：

金屬桿放在導(dǎo)軌上，通過改變導(dǎo)軌寬度來改變通電導(dǎo)線的長度，可以達到多組數(shù)據(jù)。如圖9所以。

根據(jù)以上設(shè)計方法，匯總成如圖10所示的電路圖

根據(jù)電路圖做出的實驗器材如圖11所示

5.實驗方法：控制變量法：

（1）保持其他因素不變，改變長度（L）的大小，記錄L，F(xiàn);

（2）保持其他因素不變，改變電流（I）的大小，記錄I，F(xiàn);

（3）改變改變磁板的間距來改變磁場強弱，重復(fù)1、2。

6.數(shù)據(jù)處理：金屬桿M=0.005kg ? ?d=0.006m

（1）保持其他因素不變，改變長度（L）的大小，記錄L，F(xiàn);如表1所示。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)畫F-L圖，得到的圖象如圖12所示：

結(jié)論：a相同的磁板高度，圖象斜率相同;b斜率大磁板間距小而磁性強。

引導(dǎo)學(xué)生像電場一樣用 來定義磁場強弱。從而突破重難點。通過設(shè)計，實驗效果明顯，能做到學(xué)生定量探究，更具說服力;并且實驗穩(wěn)定性強，成功率高;探究過程完整，助于學(xué)生思維發(fā)展提升科學(xué)探究能力;學(xué)生用已學(xué)知識探究新知識，進一步促進學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。

結(jié)語：高中物理教師想要從平時教育教學(xué)中提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，必須對教學(xué)教法進行創(chuàng)新性改革，必須對高中教材的進行二次開發(fā)，開發(fā)目的是服務(wù)教學(xué)，最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，從而達到提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，滿足教師和學(xué)生的需要，從而高效的完成教學(xué)任務(wù)。

參考文獻：

[1]羅星凱.中學(xué)物理疑難實驗專題研究[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社，1998.

[2]余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2017

[3]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.人民教育出版社，2004

作者簡介：

蘇劍軍（1983-），男，廣西博白;大學(xué)本科;中學(xué)一級;主要研究物理高中課程實驗研究。

楊杰（1984-），男，廣西桂平;大學(xué)本科;實驗師;物理學(xué)。