“萬有引力定律”教學中核心素養的培育探研

殷國英

摘 要：文章以“萬有引力定律”為例，淺析在教學中滲透物理學科核心素養構建創新型課堂的策略，指出教師應在課前進行目標引領，課中搭建展示交流平臺，創設問題情境，利用問題引領啟迪學生思維，在學生親歷學習過程的體驗中完成物理核心素養的培育，為學生的終身發展奠定基礎。

關鍵詞：物理教學;核心素養;萬有引力定律;創新型課堂

中圖分類號：G421;G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）27-0072-02

《普通高中物理課程標準（2017年版）》明確指出：高中物理課程是普通高中自然科學領域的一門基礎課程，旨在落實立德樹人根本任務，進一步提升學生的物理核心素養，為學生的終身發展奠定基礎，促進人類科學事業的傳承與社會的發展。在新的時代背景下，把學科核心素養的培育落實到教學中，是教師的首要任務。黑龍江省齊齊哈爾市第八中學校在物理教學中基于核心素養培養設計了“三步領學”教學模式，取得了很好的教學效果。“萬有引力定律”是高中物理中非常重要的章節，對“圓周運動規律的運用”和“天體的運動”的學習起到承上啟下的重要作用，學生在學習中常常遇到很多困難。本文結合物理學科核心素養的四個方面，對“萬有引力定律”的教學進行設計，使學生親歷學習過程、體會前人的科學思維探究過程，學習他們的科學態度與責任擔當，實現知識內化和能力提升。

一、依據學生實際情況，確立學生學習目標，以物理學科核心素養培育引領學生課前自主學習

建構主義學習理論認為，學生是知識意義的主動建構者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸的對象。“三步領學”教學模式的第一個要素就是要引領學生自主學習，關鍵是“目標引領”。目標1：學生閱讀教材，知道太陽對行星的引力和行星對太陽的引力是運用什么規律、采用什么樣的研究方法得到的。（將新舊知識進行銜接與整合，形成物理觀念）目標2：學生分析教材，得出為什么要提出月地檢驗，月地檢驗需要利用哪些數據，根據什么規律，計算得到什么結果。（使學生用科學思維進行分析探究，得出結論）目標3：學生計算3道小題。兩個人之間、兩個天體之間、兩個微觀粒子之間的萬有引力（教師給出相關數據）明確通過計算能得出什么樣的結論。（從生活、天體、微觀感悟總結萬有引力定律的內容，適用條件水到渠成）目標4：學生上網查詢牛頓的生平、引力常量測量裝置、方法和意義。學生利用網絡搜索，篩選自己感興趣的內容，拓展知識面，主動了解相關科學家及定律發展過程，體會科學的探究過程及后續的發展對人類進步的影響。（對科學家的執著精神、頑強毅力和科學態度與責任感到由衷的欽佩，形成正確的價值觀）這種方式，可以使學生明確課堂學習目標，并在達成目標的過程中循序漸進地培養物理核心素養，形成自主探究的良好學習習慣。

二、搭建展示交流平臺，學會合作質疑創新，培養學生的自學能力

中國學生發展核心素養以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與三個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新等六大素養。學會學習主要是學生在學習意識形成、學習方式方法選擇等方面的綜合表現，包括樂學善學、勤于反思、信息意識等基本要點。“三步領學”教學模式的第二個要素就是要引領學生合作質疑。教師在課堂上應為學生搭建展示交流的平臺，讓學生展示自己的思維過程，大家互相評價、相互質疑、互相補充，共同完善歸納、得出結論。教師安排學生以小組為單位展示課前自主學習目標完成情況，讓學生互評。有的小組在匯報“月地檢驗需要利用哪些數據”時提出兩種方法進行運算，引起了其他同學的質疑并進行了討論;有的小組制作了PPT，進行了分工配合展示;上網查詢展示的小組令同學和老師眼前一亮，興趣濃濃。教師對學生的學習效果進行充分肯定并點評，給學生自信，讓學生體會學習的快樂。然后，教師抓住課堂上生成的關鍵問題組織討論，學生自由發言，提出疑點。最后，教師在關鍵點引領，讓學生歸納得出結論，共同總結提升，使學生真正學會學習、學會合作、學會擔當。這樣通過小組合作進行教學，不僅可以培養學生的質疑和創新精神，而且可以使學生在交流中發現其他同學的優點和缺點，從而改善自己的學習方法，提高自學能力。

三、創設問題情境，設計有層次的問題，激發學生探究熱情，啟迪學生思維

科學探究主要包括問題、證據、解釋、交流等要素，只要體現其中的一種或者幾種，就表明具有探究的精神或者方法。任何有意義的學習一定發生在學生思維充分活躍的情境下，學生在主動的思考下經常運用科學的思維方法與方式，久而久之就會培養出聰慧、科學的頭腦。“三步領學”教學模式的第三個要素就是要引領學生科學探究。要培育這一素養，教師就要從創設問題情境入手，讓學生在具象中提出問題，然后進一步思考與探究，激發學生探究問題的熱情，逐步提高學生的探究能力。在展示交流學習環節結束后，教師可引領學生對教學內容進行延伸，探討重力和萬有引力的關系。問題1：大家都知道地球圍繞太陽公轉的同時一直在自轉，請問同學們隨地球自轉需要的向心力是由哪個力提供的？不同緯度需要的向心力是否相同？變化規律如何？學生要想找到問題的答案就會思考新問題：重力產生的原因和萬有引力有什么關系？問題2：你能否得出兩極上、赤道上萬有引力、向心力、重力三者間的定量關系？問題2要在理解問題1的基礎上進行定量分析，得出結論：兩極上，向心力為零，重力G=，最大值。赤道上：向心力最大，重力G =-mω2R。問題3從理論走向實踐，用于解決實際問題：在南極，用天平稱物體甲示數為A.用彈簧測力計稱示數為B，在赤道上用天平稱物體乙示數為C，用彈簧測力計稱示數為D，問A、B、C、D之間有什么關系？分析：砝碼和物體在同地，g相等，A=C，赤道需要的向心力最大，兩極向心力為零，根據萬有引力、向心力、重力三者定量關系可得B>D。選擇貼近學生知識水平、生活實際的情境設計不同層次的問題引領學生深入思考，尋根問源，能把萬有引力定律與學生的生活實際相連，使學生明白科學來源于生活又服務于生活，感受到物理學科的魅力。