基于核心素養的高中物理分層教學初探

張念依 鄧楚楚 林琪 李國榕 唐政 葉晴瑩

摘? ?要：高中生的物理學習能力和水平都存在差異，分層教學模式正是基于這種差異性提出的。同時，實施分層教學也可以更好地推進對學生進行核心素養的培養。本文以功這節課為例，從學生分層、教學目標和內容分層以及練習與評價分層幾個角度，談分層教學具體實施策略。

關鍵詞：分層教學;核心素養;功

如今我國絕大部分學校都采用以年齡為分班標準的班級授課式的教學組織形式，教學的內容與具體教學策略都是以班級的平均水平和形式來制定和完善。但是這種教學組織形式，不可避免地會出現學生的學習水平和能力參差不齊甚至產生巨大差異、兩級分化的極端現象。而對于物理這種知識復雜、邏輯性強的學科，如若缺乏創新，對思維方式不同、能力不同、水平不同的學生采用完全相同的方式教學，一致采用“滿堂灌”、“一刀切”的教學方式，勢必會造成消極影響，比如學習能力強、成績好的學生在課堂上收獲少，學習能力弱、水平較低的學生“學不會、聽不懂、跟不上”，甚至逐漸失去對物理的興趣。

分層教學是伴隨新課改而在各學科教學中廣泛應用的一種有效的教育理念及模式[ 1 ]。相對于傳統教學而言，分層教學可有效改善傳統教學方式中教學單一化、片面化的弊端，更能實現學生的個性化學習，發展學生的個性化特點，讓每位學生都能有所收獲，成績有所提升。同時，從不同角度用不同方式培養不同層次學生的物理思維，也能更好地滿足核心素養中“讓學生掌握物理思維和方法，發展學生的思維能力和探究能力”[ 2 ]這一內涵。

1? 分層準備：學生分層

在正式進行分層教學之前，首要任務是對學生進行科學、公平合理地分層。這里的分層，不能僅憑幾次考試的成績，還要對學生平時的表現、數理思維能力、學習自主性進行綜合考量。在分層時，可以讓學生也參與其中，通過這個過程，也能讓每位學生更加深刻地了解自己的優勢和劣勢，揚長避短。

我們將學生分為A、B、C三層：將對大部分知識的學習存在一定困難，而且缺乏主動性的學生，或者是學習動機尚可，但思維跟不上老師，反應較慢，較缺乏數理邏輯的學生劃分為A層;將學習努力但是數理思維能力較弱，或是思維能力較好，但學習習慣不佳，自我約束力較差的學生歸為B層;歸進C層的學生主體學習意識強、基礎好、習慣好，稍微通過教師的點撥就可以迅速領會知識的關鍵內容，或是有比較強的邏輯思維能力，知識面廣，興趣高，動機強。正是由于這些特點，C層的學生往往是班內物理單科成績較高的同學。

此外，中學階段的學生處于青春期階段，會有敏感或逆反抗拒的情況。因此在分層教學過程前，還要格外對學生進行分層必要性以及情況的說明，要讓同學們理解分層教學并不是放棄差生然后對優等生特殊培養，更不是在制造班級的兩級分化與矛盾——分層教學的目的，是盡可能做到因材施教，是要在每位同學現有的學習水平和能力之上，促進每位同學的學習，提升綜合素質，從而提高每位同學的物理學習成績。而且，同學們所處的層次并不是一成不變的，教師要通過學生一段時間的學習，再次依據其各個方面的表現，對學生的分層情況進行調整，從而獲得學生和家長的認同。

2? 目標和內容分層

進行完一系列分層的準備工作后，教師應當結合高中物理課程標準，依據知識的結構和特點，對不同層次學生進行分層教學。不同層次學生對知識的接受能力和吸收能力都有差異，教師應當給每個層次設置不同的教學目標。同時，針對不同層次學生思維邏輯方式和能力存在差異的情況，可以采用不同的教學方式和策略，完成知識點的教學和對學生物理核心素養的培養。高中人教版物理必修二第五章“機械能及其守恒量”這一章中，功的概念以及功的計算在這一章節中處于非常重要的地位，對于后續機械能守恒定律和動能定理的應用與計算有著非常重要的影響。本文以功這一節為例，淺談每一層的教學目的和內容。

對于A層學生，教師需要將核心素養的培養側重點置于物理觀念的形成，使學生能夠理解物理概念和規律之間的相互關系，將物理概念進行升華，形成科學的物理觀念[ 3 ]。所以A層學生的教學注重物理概念及簡單應用：能知道功的概念，知道力和物體在力的方向發生位移是做功的兩個不可缺少的因素，知道求功的公式并能進行簡單應用，能區分正功和負功并知曉正負功的含義。針對這層學生，教師需要有十足的耐心，將知識點細化并以填空的形式寫在導學案上，這樣上課時，同學們邊聽教師講邊將導學案補充完整，聽一遍再寫一遍，從而加深印象，增強對概念的理解。

對于B層學生，教師需要將科學思維作為物理核心素養的培養側重點，提高學生對綜合性的物理問題進行分析和推理的能力。B層學生的目標是理解功的概念以及正功和負功的意義，掌握恒力做功的公式的應用條件并且能熟練運用。學生需要在課前預習完本節知識點，并將不理解的知識點做好標記。通過預習達到知己知彼的目的，使課堂上的思維活動更具方向性，牢牢地把握學習的主動權，提高聽課效率[ 4 ]。 教師在課堂上對知識點進行系統性地講解，讓學生明確知識點間的內在邏輯，并對同學們不能掌握的知識重難點進行課上釋疑。

對于C層學生，教師需要將物理核心素養的培養側重點置于科學探究的培養，使學生能夠在分析已有結論的基礎上自發探究物理問題。這一層的學生學習較為主動，所以在知識點的學習上，并不會依賴于教師的講解，教師可以只在重難點的問題上給予一定的引導，讓學生進行自主探索，教師再提供支架型的幫助。該層學生的教學目標，除了掌握這一節的所有知識點，并能夠自主或小組合作對本節知識點進行梳理，嘗試與前一節所講的能量聯系，探究功與能之間的關系。

3? 鞏固練習及評價分層

分層教學不僅要在課堂的教學中進行實施，在課后知識的鞏固環節和評價方式上也要做到分層處理。

對于A層的學生，教師要以鞏固和糾錯為核心，布置的練習題以基礎為主，如概念性問題的理解、受力分析、將抽象問題具體化，讓該層學生能在基礎題目中鞏固所學的知識點。以列題為例：

【例題】一物塊置于光滑水平臺上，現用方向向右，大小恒為F的拉力將其拉動。求拉動距離為d時，拉力對物體做了多少功？

這道題其實就是一道恒力做功的題目。依據題意，拉力的方向和物塊位移方向相同，可直接列出公式W=Fscos0°=Fd。通過此題，學生可鞏固求功公式的應用，若發現知識理解偏差的地方可以及時改正。遇到中等或偏難題目時，教師應將問題化整為零，可以將綜合問題拆解成一個個小問題。同時，教師的評價方式應當以鼓勵為主，這樣學生才能不怕出錯、勇于提出疑問，及時查漏補缺。

B層學生夯實基礎問題的同時，更重要的任務是提高思維邏輯能力和分析解決問題的能力，所以可以在學生熟悉作答恒力做功的問題后，布置部分有一定思考空間并能培養學生思維邏輯方式的題目。

例如，教師可在例題的基礎上增加一個問題：若力F的大小與離開初始位置的距離成正比， 比例系數為k。則拉動距離為d時，拉力F對物體做了多少功？

經過改動，同學們發現，在這道題目里，力F的大小不再是恒力，而是會隨距離呈現線性變化，在這里我們可以引入F-x圖象，如圖1所示：

設x為拉動的距離，拉力的表達式為F=kx。那么圖1中ΔABO的面積就代表拉力在拉動d距離時所做的功：W=SΔOAB=AB×OB=kd·d=kd2。這種線性力做功在一些與實際相結合的應用題中將有所涉及，例如釘釘子類問題，題目中會常設定向木板中釘釘子時，釘子受到的阻力與其釘入的深度成正比，也就是阻力是隨深度變化呈線性變化的。那在求解這種問題中的阻力做功問題時，就可以采用較為直觀的圖象法求解。

在教學方式和評價方式上，可以安排這層學生進行小組合作式學習，之后進行小組成員互評。學生在小組中一起捋順知識點，交流探討習題的做法和解題的思維方法，將習題按考察點或題型進行分類、歸納與整理。同時，小組學習還可以讓學生在合作中增進交流，互相取長補短，達到共同進步的目的。

C層學生自主性較強，可以通過自主學習和復習達到比較高的水平。教師布置給這一層學生的練習題應當在綜合性與難度性的基礎上，能夠拓寬知識的深度與廣度，引發學生更深層次的思考。教師可以在例題的基礎上再增加一個問題：若力F的大小與拉動的距離的平方成正比， 比例系數為k。則拉動距離為時d，拉力F對物體做了多少功？

這道題成了求解非線性力做功，C層的同學們會發現直接使用求功公式或圖像法都無法解決此問題。所以教師可引導學生利用微元法解決這類問題。本題中，我們將拉動物塊的過程看成n次微元用力拉動的積累結果，設每次拉動的微元距離為Δx，那么第i次微拉動時物體與初始位置的距離xi=iΔx。

設拉力的表達式為：F=kx2，

第i次微小拉動時，拉力大小為：Fi=kxi2=k（iΔx）2=ki2Δx2? ? （1）

由于拉動的距離Δx非常微小，因此在這微小距離內可將F視為恒力，則F在Δx距離內對物塊所做的功為：

Wi=Fi? ·Δx? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

將（1）帶入（2），有：

Wi=ki2Δx2 ·Δx=k·i2··=ki2? ? （3）

將（3）求和，可得整個過程中拉力對物塊所做的功的大小：

當n→∞時，可認為n+1≈n，2n+1≈2n則上式可化簡為W=·2=kd3，即拉力做功為kd3。

除了微元法，在C層學生中，還有一部分學生參加過物理競賽或數學競賽的培訓，已經對微積分的方法有所學習，亦可采用微積分方法解出答案：

微元的思想是化整為零再積零為整，將整個過程分成無窮多個“元過程”，對這些“元過程”進行分析和規律的探尋，然后利用物理思想和數學方法進行整合處理，便可得到最終的求解結果。微元法中蘊含的整體與部分的思想在受力分析等題目中屬于非常常用的思想。而微積分方法思路簡單，且更具有普適性。雖然兩種方法高中的學習中所用較少，但是兩種方法都可以強化同學們將數學方法和物理題結合的思維，拓寬學生的眼界，從而達到對C層學生的培養目的。

隨著新課程改革的不斷推進，為了更優質的教學方式和效果，就必須要摒棄“大幫哄”的教育方式，認清學生的學習能力和水平存在差異的問題。教育理論中的“因材施教”原則和分層教學模式正是基于學生的差異性而提出的。同時，分層教學遵循的以人為本，以學生為主的教育理念，以及所實現的個性化教學程度，符合素質教育觀念和核心素養。分層教學將教學對象分層，每層學生要采用不同的教學方式，制定不同的教學目標和內容，能夠讓每位學生通過物理課堂提高科學思維能力，培養科學精神和科學態度，提高學習的興趣，在已有的基礎上取得更大的提升。

參考文獻：

[1] 呂型偉.實施有差異的教育[J].課程·教材·教法， 2009（7）：1-2.

[2] 胡衛平.物理學科核心素養的內涵與表現[J].中學物理教學參考，2017，46（15）：1-3.

[3] 羅瑩.物理核心素養研究：物理知識與物理觀念[J]. 物理教師，2018，39（6）：2-6.

[4] 周悅霞.初中物理教學中學生有效預習指導策略[C].2019年“教育教學創新研究”高峰論壇論文集.北京：2019年“教育教學創新研究”高峰論壇，2019.