物理核心素養視域下“牛頓第二定律”教學設計

林志強

摘 要：培養學生的核心素養是社會發展的迫切要求，本文以牛頓第二定律的教學設計為例，闡述如何改善物理教學，提升學生的物理核心素養，希望能對一線教師在實際教學中培養學生物理核心素養有所幫助。

關鍵詞：牛頓第二定律;物理核心素養;教學設計

一、物理課堂的教學現狀

傳統的物理教學，教師枯燥的傳授課本知識，大搞題海戰術，學生被動的接受知識，缺乏探索的欲望，課堂活躍度不足，師生之間缺乏有效的互動，那么即使是精心準備的教學也無法取得理想的效果。物理學科一直都是很多學生的薄弱科目，枯燥的教學，抽象的理論，極易讓學生產生厭學情緒。所以讓物理教學走近學生，讓學生在學習中提升物理的核心素養，成了擺在廣大物理教師面前的難題。

二、培養學生物理核心素養的重要性

物理學習不能局限于讓學生被動的接受知識，而是要鼓勵學生主動學習知識、探究知識、思考問題。2016年我國提出的物理核心素養包括以下四點內容：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。核心素養本質上是對應教學三維目標。合理的教學設計要培養學生探究精神，讓學生積極探究更多新的物理學知識，并用物理學知識解決實際問題。教師引導學生掌握知識，提升個人綜合能力的同時，還要全方位培養學生科學品德，提升學生科學素養。

三、物理核心素養的教學設計

1、培養學生科學思維，靈活應用課堂實驗

學生客觀的看待問題，驗證問題的真實性需要科學思維。教師教學過程中物理公式還應該采用直觀的教學，科魯版牛頓第二定律的公式推導，教師可先簡單溫習舊知識例如：第二章運動描述中第三節的速度與加速度，以及第五章中力的分解等相關知識，讓學生做好新舊知識的銜接。然后實驗開始時讓學生組成4人小組做傳統的“小車實驗”，教師引導學生利用木條搭設一個可調節的簡易長斜面，把小車放在斜角傾斜的上方后，準備好計時器和米尺。準備完成后，分步完成實驗第一步：A同學讓小車在靜止狀態下從上端A點滑落至底端B點，然后B同學記錄所用時間。第二步：讓C同學測量移動距離s并算出小車的加速度a。第三步：最后讓D同學設小車質量為mg，然后測量斜面垂直高度，最后設合外力為F=mgh/s，同時引導學生在傾斜的滑板上靈活的使用正交分解法來分析合外力。教授正交分解時應提醒學生要確定好斜板的直角坐標系，再把豎向的力設Fy，水平方向的力設為Fx，這種方法求共點力非常簡便。三步驟準備好后只需要調整斜面傾斜角度就能得出實驗數據，由此驗證“質量一定時，物體運動的加速度和合外力是否成正比”。這樣的實驗簡單易懂，通過學生的合作、探究，讓學生自己發現變量規律，一定程度上提升物理學習興趣，培養學生的物理邏輯思維和科學探究精神。實驗之后，教師把推導步驟及推導方式用幻燈片演示，可用動畫圖像演示公式F=ma變量關系。

2、鼓勵學生科學探究，掌握物理公式變式

“小推車”這種傳統簡易的實驗知識點過于單一，教師還可以在傳統實驗基礎上進行改善，比如在光滑的水平板上，放置具有一定摩擦力的長布條，在控制其他變量不變情況下，記錄小車的速度，再對比光滑面的數據，觀察合外力因受到摩擦力而產生變化后是否會對小車的速度產生影響。教師用實驗方法讓學生推導出公式變式。通過改進實驗，學生掌握牛頓第二定律基本公式和公式變式，能舉一反三，靈活解題，還有助于培養學生創造性思維和解決生活實際問題的能力。

教師在講解科魯版高中物理必修一118頁中的例題“求列車從啟動到達最大運行速度需要多少時間”時，指導學生先思考，是否存在阻力導致合外力產生變化，再把題目中存在的摩擦力進行方向分析，簡單的畫出摩擦力方向，通過和牛頓第二定律公式結合應用求得F-f=ma，再由運動學公式V-V0=at，最后求的所需要的時間t。教師在教授課本中例題的教學一定要循序漸進，因為學生在初次接觸新知識時，對課堂教學內容還不夠熟悉，教師每個知識點，每個公式都要在課堂上剖析出來，只有多次的解讀，才能讓學生在解題過程中加深理解掌握牛頓第二定律的知識。

3、從生活觀念入手，養成問題推理意識

物理教學還應走出課堂，要讓學生在生活中進行物理推理。科魯版高中物理必修一中牛頓第二定律“實驗與探究”課本實例是煤礦車，教師可將加速度、力和質量的關系用生活中的事例進行闡述，例如：學校公園推垃圾車的清潔工，在垃圾車裝滿垃圾和空車兩種情況下，用相同的外力推車是否會影響垃圾車的推動速度。以及在裝滿垃圾的情況下，學生和清潔工分別推垃圾車，在外力不同的情況下速度是否有區別。這樣的實景教學讓學生感受生活中處處有物理，結合實際生活應用更能激發學生學習樂趣，幫助學生形成問題推理的意識，以及培養學生解決實際問題的能力。

4、培養學生科學態度和社會責任

通過物理教學不僅讓學生掌握物理知識，發展科學能力，還要讓學生通過物理學習養成了嚴謹的科學態度和高度的社會責任感，如：科魯版高中物理必修一P121作業中的題目3，要求結合牛頓第二定律，以我國自行研制的“長征二號乙”捆綁式火箭升天為題，根據題目數據計算出火箭起飛的加速度。這種與我國科研相關的綜合題型，不僅讓學生在讀題過程中科普了火箭長度、直徑以及每個推進器的規格，還能激發學生探究精神和為國家的強大而讀書的社會責任意識。筆者建議教師在課程結束后布置的作業，可以多以此類綜合題型為主，為提升我國公民的整體科學素養和培養高素質的科研儲備人才打下堅實的基礎。

參考文獻

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