基于核心素養的教學設計

祝劼

摘要：圍繞“使學生的身心發生積極、健康的變化”這一根本落腳點，結合“STSE”的教育理念，基于“PBL”教學策略，通過情境創設、任務驅動、問題引導和知識遷移等教學手段，以求在“波的形成與傳播”教學中全面落實物理學科核心素養目標。

關鍵詞：核心素養;教學設計;波的形成與傳播

教材分析：

本節教學內容是高中物理的重要基礎，既要用到前面學過的動力學知識，還與后面要學習的光、物質波等知識具有很多的共性規律，有著承上啟下的地位作用。同時，本節也是上一章的深化和延伸，在理解波動和振動的區別與聯系方面具有較高的抽象性，是本章的難點之一。

教學理念：

STSE

教學目標：

1、物理觀念與運用：認識常見的波動現象，知道橫波與縱波。

2、科學思維與創新：分析波動與振動的區別和聯系。

3、科學探究與交流：探討波動的基本特征與規律。

4、科學態度與責任：感受波在日常生活中的廣泛應用。

教學重、難點：

重點：了解波的形成過程。

難點：理解波的特征規律。

學情分析：

學生已經學習了運動學的基本知識和質點振動的特點和規律，而且在生活中對波也有了常識性的認識，但還沒有真正理解波的概念和傳播規律，尤其涉及到大量質點的空間分布隨時間改變的規律方面，學生的理解力和空間想象力有限，需要在教學中重視引導生活認知對于物理學習的正向遷移。

教學策略：

PBL——問題導向式教學

學法指導：

任務驅動、現象觀察、分析判斷、類比歸納

教學資源：

多媒體課件、平板電腦、水波發生器、揚聲器、機械波演示器、長繩、長彈簧等。

教學內容：

創設情境：播放2008年北京奧運會開幕式“活字印刷”節目視頻。

引導思考：多個彼此關聯的質點按照一定規律發生振動會形成什么情景？

一、認識波動現象

展示地震波、水波、聲波等常見波情景，設置遞進式問題鏈進行引導：

問題1：你認識的波是怎樣的？

問題2：你身邊的波動現象有哪些？

問題3：波能傳遞了什么？

素養目標：喚醒學生對生活中波的常識性認知。

二、探析波的形成與傳播

共同演示模擬水波、繩波、彈簧波和“人浪”等情境，設置遞進式問題鏈進行引導：

問題1：平靜的水面上如何才能產生水波？

素養目標：知道機械波的產生條件。

問題2：握住長繩一端，抖動后長繩的其他部分是否也會振動起來？

素養目標：理解波傳播中需要介質。

問題3：如果手沿水平面分別向左和向右抖動，你看到了什么現象？

素養目標：知道波上各質點的起振方向與波源的關系。

問題4：人浪的形成需要幾個條件？

問題5：組成人浪的同學們為什么要手肩互搭？

問題6：前后同學相比，運動有何異同？

問題7：同學們有沒有“隨波逐流”？

素養目標：通過觀察和概況，從波的形成出發，認識波的傳播規律和特點。

問題8：通過flash動畫操作，你發現了振動與波動有何關系？

素養目標：通過觀察、思考、概括和親身參與，認識機械波的產生條件，理解波的形成機理，了解波的傳播規律，初步掌握振動與波的區別和聯系。

三、區分波的類型

共同演示模擬橫波和縱波的產生與傳播情境，設置遞進式問題鏈進行引導：

問題1：為什么波源的振動形式能傳遞出去？

問題2：波在傳播的過程中，質點會隨波一起遷移嗎？

問題3：在波的傳播方向上，所有質點的起振方向都一樣嗎？前后質點的振動有何關系？

素養目標：認識到雖然波的形態不同，但形成和傳播的規律都相同。

問題4：從波的形態上看，彈簧上形成的波有何明顯特征？

問題5：疏部和密部分別是如何形成的？

問題6：繩波（橫波）與彈簧波（縱波）在形態上一樣嗎？

問題7：形成疏密相間或凹凸相間的這兩種形態的本質原因是什么？

素養目標：能從波的形態上認識橫波和縱波;能從質點振動方向和波的傳播方向的關系來認識波峰和波谷、疏部和密部的形成原因;能從本質上認識橫波和縱波的相同點和區別。

問題8：聲波是如何形成的？是橫波還是縱波？

素養目標：了解聲波作為一種縱波的形成過程。

四、定義機械波

共同回顧前三個教學內容，設置遞進式問題鏈進行引導歸納：

問題1：機械波形成的條件是什么？

問題2：質點不隨波遷移，那波到底傳遞了什么？

問題3：波到底傳遞了哪些信息？

問題4：波為什么能傳遞信息？

問題5：如果我們把振動比喻成“單人舞”，那么波動就可以比喻成什么？

素養目標：能從能量和振動形式的角度來認識信息的本質，提升對科學本質的理解。

教學評價：

本節課以四個教學節段為任務驅動，教學任務環環相扣，問題鏈設計深淺合理，學生的合作與交流豐富。通過引入了大量生活中的波動情景，喚起了學生的原有認知，激發了學生進一步認知的欲望，同時通過創設豐富的實驗情境，設置層層深入的問題鏈，引導學生親身參與，形象直觀地突破了教學難點，完善了運動與相互作用的觀念，并最終通過提煉和歸納，突出了對學生核心素養培養的落實。

在新舊知識正向遷移方面留有遺憾，學生對于圓周運動和波的形成之間的聯系不能很好地理解，學生限于生活經驗，對縱波的特點掌握也有一點困難，后面學習中應注重補缺拾遺。

參考文獻：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材開發中心，物理3-4教師教學用書

[2]韋松英 夏向榮 朱海英 基于核心素養的教學設計 物理教學 2020年3月42卷第3期