建設(shè)深度學(xué)習(xí)課堂 發(fā)展物理核心素養(yǎng)

楊志軍

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；深度學(xué)習(xí)；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ? 文章編號(hào)：1009-010X（2022）29-0061-04

物理教學(xué)重在落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，即通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，并提出與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生討論，如此可使學(xué)生體會(huì)建構(gòu)物理模型的必要性及方法，使學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，進(jìn)而可增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

筆者參加了邯鄲市第四屆高中物理優(yōu)質(zhì)課大賽，講授題目為人教版高中物理必修一第一單元第四節(jié)“速度變化快慢的描述——加速度”。在本課教學(xué)中，筆者圍繞物理學(xué)科核心素養(yǎng)和新課程理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂實(shí)踐，具體過(guò)程如下。

一、教學(xué)任務(wù)分析

（一）教材分析

本節(jié)為人教版高中物理必修一第一章第四節(jié)，其主要內(nèi)容是從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度對(duì)做直線運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行描述。加速度的學(xué)習(xí)，不僅可為下一章研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)奠定基礎(chǔ)，還可為力學(xué)各章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)鋪路搭橋。本節(jié)有三個(gè)小標(biāo)題——加速度、加速度的方向、從v-t圖像看加速度，分兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行授課：第一課時(shí)，筆者從v-t圖像入手，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際的乘車(chē)情境，定性體驗(yàn)加速度，并在乘車(chē)加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中記錄不同時(shí)刻的速度，然后用描點(diǎn)法描繪v-t圖像，計(jì)算v-t圖像的斜率，即通過(guò)v-t圖像的斜率使學(xué)生定量認(rèn)識(shí)加速度，同時(shí)掌握描點(diǎn)法作圖的技巧。第二課時(shí)，通過(guò)分析加速度的方向與速度變化量之間的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合實(shí)際的乘車(chē)體驗(yàn)，使學(xué)生深入理解速度和加速度之間的區(qū)別和聯(lián)系，如此可使學(xué)生體會(huì)到用物理知識(shí)分析生活問(wèn)題的重要性。本節(jié)課主要進(jìn)行第一課時(shí)的教學(xué)。

（二）學(xué)情分析

加速度是物理學(xué)中非常重要的概念，但比較抽象，因此是學(xué)生難以理解和準(zhǔn)確掌握的物理量之一。學(xué)生在生活中有很多關(guān)于加速度的體驗(yàn)，但卻不知道這種體驗(yàn)與加速度之間的聯(lián)系。對(duì)此我們可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，將學(xué)生直接帶入體驗(yàn)，即通過(guò)體驗(yàn)理解概念。

（三）教法學(xué)法

教法：實(shí)驗(yàn)教學(xué)與情境教學(xué)。

學(xué)法：自主學(xué)習(xí)與小組合作探究相結(jié)合。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1.通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，使學(xué)生實(shí)地體驗(yàn)汽車(chē)啟動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中速度大小的變化。

2.知道可應(yīng)用攝像機(jī)和行車(chē)記錄儀等設(shè)備，通過(guò)截屏來(lái)采集定量數(shù)據(jù)。

3.學(xué)會(huì)用描點(diǎn)法作v-t圖，用類比法求圖像斜率。

4.通過(guò)求解圖像斜率的過(guò)程和真實(shí)的情境體驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)加速度（大小和方向）的理解。

（二）過(guò)程與方法

1.經(jīng)歷將生活實(shí)際上升為物理概念的過(guò)程，理解物理與生活的聯(lián)系，并初步學(xué)會(huì)如何描述運(yùn)動(dòng)。結(jié)合生活中物體（汽車(chē)）運(yùn)動(dòng)的事實(shí)，理解速度存在加速和減速的現(xiàn)實(shí)。理解為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢，引入加速度概念的必要性，由此可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)，并總結(jié)、歸納得出加速度的概念。

3.從v-t圖像的角度引導(dǎo)學(xué)生理解加速度，使學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)據(jù)求加速度的方法。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.利用實(shí)際情境激發(fā)學(xué)生的求知欲以及探索未知的精神。

2.體驗(yàn)“物理實(shí)驗(yàn)→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解（應(yīng)用）規(guī)律”的物理研究過(guò)程，由此可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣和良好的研究態(tài)度。

三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：1.體驗(yàn)加速度概念的建立過(guò)程。2.用描點(diǎn)法作v-t圖像，利用圖像求斜率，理解加速度。

教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)分析v-t圖像得出加速度的

概念，然后使學(xué)生理解加速度的概念，并樹(shù)立變化率的思想。

四、教學(xué)資源

實(shí)驗(yàn)探究：坐標(biāo)紙、刻度尺、鉛筆。

輔助資源：汽車(chē)、行車(chē)記錄儀、攝像機(jī)。

課前準(zhǔn)備：教師帶領(lǐng)4名學(xué)生和一位攝像師，開(kāi)車(chē)提前到車(chē)流量較少的涉縣城鎮(zhèn)狀元街（平直路面有500米），然后親自駕車(chē)讓學(xué)生體驗(yàn)汽車(chē)加速和減速的過(guò)程，并利用行車(chē)記錄儀和攝像機(jī)采集數(shù)據(jù)。

五、教學(xué)思路

本節(jié)課的教學(xué)思路：整節(jié)課遵循“物理實(shí)驗(yàn)→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解（應(yīng)用）規(guī)律”這一研究路徑和方法進(jìn)行教學(xué)，意在著力培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，使其掌握進(jìn)行科學(xué)研究的方法。

教師帶領(lǐng)學(xué)生代表，親自體驗(yàn)汽車(chē)加速啟動(dòng)和減速停車(chē)兩個(gè)過(guò)程，并把行車(chē)記錄儀對(duì)準(zhǔn)邁速表（測(cè)速表部分），由此完成對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度變化的錄制，然后通過(guò)截屏來(lái)實(shí)現(xiàn)速度狀態(tài)的確定和數(shù)據(jù)的提取。隨后教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所獲數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法繪制v-t圖像，同時(shí)及時(shí)點(diǎn)評(píng)學(xué)生繪制的v-t圖像，反饋問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的作圖方法做出有效指導(dǎo)。

通過(guò)類比數(shù)學(xué)直線方程y=kx斜率的計(jì)算方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)v-t圖的斜率進(jìn)行計(jì)算，由此可加深學(xué)生對(duì)k=■=■的理解，進(jìn)而可逐步滲透“加速度就是速度對(duì)時(shí)間的變化率”這一思想。

六、教學(xué)流程

（一）教學(xué)流程圖

（二）教學(xué)流程說(shuō)明

情境1：教師帶領(lǐng)課題組成員體驗(yàn)汽車(chē)加速啟動(dòng)的過(guò)程（室外教學(xué)視頻），并采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

問(wèn)題1：如何應(yīng)用描點(diǎn)作圖法描述汽車(chē)加速啟動(dòng)的過(guò)程？

活動(dòng)1：根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，然后小組展示，教師點(diǎn)評(píng)。

教師應(yīng)用類比法分析圖像，以使學(xué)生理解v-t圖像的斜率即為加速度，并能求解加速度的大小。

情境2：教師帶領(lǐng)課題組成員體驗(yàn)汽車(chē)減速停車(chē)的過(guò)程（室外教學(xué)視頻），并采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

問(wèn)題2：對(duì)比“加速”和“減速”兩個(gè)v-t圖像，理解直線斜率（加速度）的物理意義。

斜率是負(fù)值表示什么意義呢？

活動(dòng)2：利用描點(diǎn)法作圖，然后對(duì)比分析，以深入理解加速度的方向。

活動(dòng)3：課堂小結(jié)。

（三）教學(xué)主要環(huán)節(jié)

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)，引入新課。教師帶領(lǐng)課題組成員體驗(yàn)汽車(chē)加速、減速的過(guò)程。

環(huán)節(jié)二：自主探究，學(xué)生展示。

情境1—設(shè)問(wèn)1—活動(dòng)1，描點(diǎn)作圖，學(xué)生展示、教師點(diǎn)評(píng)，理解加速度的大小。

環(huán)節(jié)三：學(xué)以致用，遷移提升。

情境2—設(shè)問(wèn)2—活動(dòng)2，描點(diǎn)作圖，對(duì)比分析，類比遷移，理解加速度的方向。

環(huán)節(jié)四：課堂小結(jié)，提煉方法。

七、教學(xué)過(guò)程（見(jiàn)P64表格）

八、教學(xué)反思

加速度是物理教學(xué)中最重要的概念之一，幾乎貫穿整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)始終，十分抽象，因此對(duì)高一新生來(lái)說(shuō)具有很大的挑戰(zhàn)性。本節(jié)課筆者從以下幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)反思：

亮點(diǎn)一：采用體驗(yàn)式教學(xué)（物理情境創(chuàng)設(shè)、物理實(shí)驗(yàn)生活化）。本節(jié)課通過(guò)讓學(xué)生體驗(yàn)和觀察生活中常見(jiàn)的汽車(chē)加速啟動(dòng)和減速停車(chē)兩個(gè)過(guò)程，加深其對(duì)加速度概念的理解，如此可使學(xué)生感受到物理就在身邊，就在生活中，進(jìn)而可消除學(xué)生學(xué)習(xí)物理的畏難心理。

亮點(diǎn)二：數(shù)據(jù)采集方法。把行車(chē)記錄儀對(duì)準(zhǔn)邁速表（測(cè)速表部分），完成對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度變化的錄制，然后通過(guò)截屏來(lái)實(shí)現(xiàn)速度狀態(tài)的確定和數(shù)據(jù)的提取。

亮點(diǎn)三：物理研究方法的引導(dǎo)和滲透。在教學(xué)中筆者引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)：“物理實(shí)驗(yàn)→獲取數(shù)據(jù)→作圖像→分析圖像→尋找規(guī)律→理解規(guī)律”研究方法，并在看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題上不簡(jiǎn)約其研究過(guò)程，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣和良好的研究態(tài)度具有重要意義。

九、課例分析

（一）用類比法學(xué)習(xí)

通過(guò)v-t圖像的描繪，把v-t圖與數(shù)學(xué)直線方程y=kx的圖進(jìn)行對(duì)比，以完成類化遷移。通過(guò)計(jì)算斜率的大小，體驗(yàn)斜率正負(fù)號(hào)的意義，進(jìn)而逐步加深學(xué)生對(duì)加速度概念的理解。

（二）小組合作學(xué)習(xí)

通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)、學(xué)生交流展示、集體對(duì)標(biāo)學(xué)習(xí)，以問(wèn)題為導(dǎo)向，尋找思維障礙。同時(shí)學(xué)習(xí)、借鑒優(yōu)秀的作圖方法，以進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)和突破。

（三）本節(jié)課的困難

本節(jié)課備課最大的困難在于數(shù)據(jù)采集。因?yàn)槠?chē)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是受多方面因素影響的，所以想獲得比較符合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)，對(duì)駕駛技術(shù)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。我們雖然看到的只是一組普通數(shù)據(jù)，但那卻是課題組成員經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得來(lái)的，每一組數(shù)據(jù)都是從七八次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中精心挑選出來(lái)的，以便于被高一學(xué)生接受，便于作圖學(xué)習(xí)。

（四）數(shù)據(jù)采集方法的選擇

從理論上講，數(shù)據(jù)采集可采用“時(shí)間間隔相等”和“速度變化相等”兩種方法，但考慮到汽車(chē)的邁速表是每5km/h一個(gè)格，所以用“等時(shí)間間隔”來(lái)找速度時(shí)，估讀產(chǎn)生的誤差比較大，因此采用“速度變化相等”的方法比較好。這是在后續(xù)實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題，在室外教學(xué)備課時(shí)未曾預(yù)料到。

（五）優(yōu)缺點(diǎn)

從課堂結(jié)構(gòu)的整體性上講，筆者更側(cè)重于加速啟動(dòng)和減速停車(chē)兩個(gè)過(guò)程作圖的連貫性教學(xué)，即通過(guò)動(dòng)手繪圖，讓學(xué)生在連續(xù)的“作戰(zhàn)中”，不斷加深對(duì)斜率的理解。然后通過(guò)對(duì)兩次斜率的大小進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比思考，使學(xué)生逐步理解“加速度就是速度對(duì)時(shí)間的變化率”思想。由于時(shí)間所限，本節(jié)課主要呈現(xiàn)加速啟動(dòng)部分，略有遺憾。