關注課程標準教學建議 提升物理課堂教學效果

李 崢，王安民

1.重慶求精中學，重慶 400015

2.渝中區教師進修學院，重慶 400015

1 問題的提出

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）指出，學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面。課堂教學的組織與實施應該圍繞核心素養的具體要素展開，課堂教學效果的評判應該以是否發展了學生的核心素養為依據。針對課堂教學，課程標準也提出了明確的建議：1.基于物理學科核心素養確定教學的目標和內容；2.在教學設計和實施的過程中注重情境的創設；3.重視科學探究能力的培養和信息技術的應用；4.通過問題解決促進物理學科核心素養的達成。如何將教學建議轉化為教學實踐，提升課堂教學效果，是物理教師應該重點關注的問題。

2 教學建議的具體實施

教學建議以教學目標為依據，以情境創設為途徑，以能力培養為目標，以素養提升為根本，對課堂教學具有引導的功能。教學建議的實施應該堅持素養導向，通過生活實踐類情境或學習探索類情境的創設，利用問題引導或任務驅動，促進學生從解題到解決問題的轉變。

2.1 基于物理學科核心素養確定教學的目標和內容

“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識。物理觀念在核心素養中具有統領地位，物理觀念的形成則需要經歷對物理概念的建構過程，經歷概括和抽象的過程，經歷自主探究的過程以及培養和強化實踐意識的過程。

例如，相互作用力的教學，其核心本質在于建立力的相互作用觀并理解其規律，可以從物理觀念的建構出發，以核心素養的要素為切入點，設計如表1所示的教學過程。

表1 基于物理觀念建構的相互作用力教學過程

2.2 在教學設計和教學實施過程中重視情境的創設

課標指出：創設情境進行教學，對培養學生的物理學科核心素養有關鍵作用。物理概念的建立需要創設經驗情境，物理規律的探究需要創設問題情境，而應用物理知識解決具體問題應結合具體的實際情境。情境創設的目的在于營造真實氛圍，幫助學生獲取直接經驗，獲得充分感知，深刻領會理論知識，掌握解決問題的方法。

例如，重力做功的教學中，可以通過情境創設、模型建構、科學推理、實驗驗證的方式來體現情境對物理教學的承載作用。其過程如表2所示。

表2 基于情境創設的重力做功教學過程

2.3 重視科學探究能力的培養和信息技術的應用

科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的主要方法，是提出科學問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估和反思的能力。科學探究是讓學生在真實的情境中發現問題并試圖去解決問題的過程。在解決問題的過程中，學生針對問題嘗試提出實驗方案，通過收集數據證明自己的觀點。在實驗過程中，學生學會物理常見數據的收集及處理方法，提升自己的科學探究能力。

科學探究是獲取新知的重要方式和途徑，例如，探究彈力與伸長量之間的關系實驗中，可以基于問題、證據、解釋和交流等要素，設計如表3所示的教學過程。

表3 基于科學探究能力培養的彈力與伸長量之間關系的教學過程

2.4 通過問題解決促進物理學科核心素養的達成

物理學習的目的在于將所學知識與方法用于分析、解決實際問題過程之中，通過實際問題的解決提高探究能力，增強實踐意識，養成科學態度。所以，基于真實情境，解決實際問題，是核心素養養成的關鍵環節。

例如，教材習題中呈現過設計自動沖水裝置的問題：

有一個排污溝，需要每隔十多分鐘用水沖洗一次。為此，請你應用重心的知識設計一個自動沖水裝置。給出設計的思路并畫出構思裝置的圖示。

針對此類問題，可設計基于問題解決的教學過程。

2.4.1 回溯歷史——根植傳統文化教育

教師展示如圖1所示的欹器模型并作介紹：欹器，古代一種傾斜易覆的盛水器。水少則傾，中則正，滿則覆。寓意“滿招損，謙受益”，在春秋戰國時期被魯國君王放在座位右側，專門用來警醒修身之用，因此又稱“宥坐之器”，類似于今天我們說的“座右銘”。欹器具有一種奇特的性能：“虛而欹，中而正，滿而覆”，即空的時候是傾斜的，加了一半水后是直立的，加滿水后即翻倒。這種欹器給人以“不能自滿，自滿就要翻跟頭”的啟迪。播放視頻《孔子觀欹的故事》。

圖1 欹器

設計意圖：通過對欹器的介紹，體驗傳統文化，激發學生的求知欲，通過欹器“滿而覆”的特點讓學生理解“滿招損，謙受益”的道理，培養學生的良好品質。

2.4.2 科學推理——探究欹器翻倒的秘密

學生觀察觸地式、懸掛式、懸浮式欹器，并動手操作，根據實驗現象猜想影響欹器翻倒的因素：重心位置、注水深度、轉軸位置等。教師根據學生的討論情況，結合高中生學科能力特點，引導學生聚焦核心因素——重心的位置，并提出挑戰性學習任務：如何確定欹器重心位置。

學生通過查閱資料，利用質心知識推導簡化欹器模型的重心位置：

圖2 等效重心示意圖

重心y與注水深度x的函數關系如圖3所示。

圖3 重心y與注水深度x的關系

現考慮等效重心的最低點：

設計意圖：通過簡化欹器模型重心位置的推導，培養學生模型建構的能力，利用換元和求導的方法求解重心的最低點，培養學生利用數學方法處理物理問題的能力。

2.4.3 模型建構——重塑自動沖水裝置

學生分組協作制作欹器，在教師的指導下解決以下問題：

（1）如何調整轉軸的位置，保證“欹器”既不倒立也能在注水達到一定范圍之后翻轉？

（2）如何實現“自動沖水”的功能？

（3）如何減小轉軸與支架之間的摩擦？

學生分享交流：轉軸的位置應根據容器的重心位置進行調整，為確保其不倒立，可以適當增加容器底的配重，可以利用電動抽水泵實現“自動沖水”的功能，當水量達到一定程度時裝置就能自動翻轉。而減小轉軸與支架間的摩擦可以在轉軸與支架之間增加塑料圓筒。

設計意圖:通過問題引導和任務驅動，聚焦“欹器”制作的核心問題，通過真實問題的逐個解決，促進學生核心素養的養成。

3 結語

教學建議的目的在于為教師教學這一創造性工作指明思路和提供方向，物理教學建議明確指出課堂教學要以促進物理觀念形成、發展科學思維和科學探究能力、培養良好科學態度為目標，通過經驗情境、問題情境、實際情境的創設讓學生經歷真實問題的解決過程。教師應該結合教學實際，將對課程標準的理解、教學內容的把握以及教學方法的使用聚焦到教學建議的實施過程中，培養學生核心素養，提升課堂教學效果。