基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中物理教學(xué)研究

摘 要：高中物理實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為核心.除了要注重課堂氛圍的營造外，還要注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探索態(tài)度以及動(dòng)手、動(dòng)腦能力.此外，基于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)較為感興趣，能夠很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.對(duì)此，教師可以順利引導(dǎo)學(xué)生在觀察物理實(shí)驗(yàn)的同時(shí)思考實(shí)驗(yàn)之前提出的問題，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)實(shí)驗(yàn)所呈現(xiàn)的物理規(guī)律加以總結(jié)歸納，通過動(dòng)手實(shí)踐的方式促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的全面提升.

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)探究

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）30-0074-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡介：呂有功（1979.11-），男，江蘇省泰興人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事高中物理教學(xué)研究.

核心素養(yǎng)是提升個(gè)人能力和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所必需的品質(zhì).基于核心素養(yǎng)的教學(xué)活動(dòng)是未來教育發(fā)展的重要方向，同時(shí)也滿足國家培育人才的實(shí)際需求.作為高中階段的重要學(xué)科之一，高中物理能夠?yàn)閷W(xué)生準(zhǔn)確呈現(xiàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)， 可以有效保障學(xué)生未來發(fā)展^[1] .

1 觀察現(xiàn)象，提出探究問題

物理現(xiàn)象不僅存在于課堂教學(xué)，在現(xiàn)實(shí)生活中也非常常見.例如，“超重和失重”現(xiàn)象在電梯運(yùn)行中時(shí)刻存在.教師可以將此作為課堂講解素材，讓學(xué)生感到親切，并培養(yǎng)他們精益求精和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)而發(fā)展他們的科學(xué)探究精神.為了進(jìn)一步深入探索和加深學(xué)生對(duì)“超重和失重”知識(shí)的理解，教師可以設(shè)置以下實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景：在電梯中放置電子秤，觀察電梯上升和下降時(shí)電子秤的示數(shù)變化.為方便展示，實(shí)驗(yàn)過程以視頻形式呈現(xiàn).接著，教師提出問題：“在電梯上升時(shí)，電子秤顯示的示數(shù)是什么？何謂失重與超重？在失重與超重環(huán)境中的變化是什么力？”學(xué)生思考這些問題，將所學(xué)到的物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)分析，從而幫助他們輕松理解物體在超重或失重情況下重力不會(huì)發(fā)生變化的理論.

2 構(gòu)建情境，鍛煉科學(xué)思維

學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣直接影響到學(xué)科思維的發(fā)展.因此，提高學(xué)生的思維的首要之務(wù)是激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，從而調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性.為此，高中物理教師在開展課堂教學(xué)時(shí)需以合理的方式增添趣味性.例如，構(gòu)建生活化的思維情境，將學(xué)生日常生活中的常見物理現(xiàn)象引進(jìn)教學(xué)，或基于生活現(xiàn)象建立物理學(xué)習(xí)模型.這樣可以幫助學(xué)生輕松理解物理知識(shí)，并基于生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生更深刻的學(xué)習(xí)印象.

例如在教學(xué)“超重和失重”時(shí)，教師可以通過視頻將電梯常見的超重現(xiàn)象引入教學(xué).視頻中，一個(gè)彈簧秤被放置在電梯底部，當(dāng)電梯靜止和升降時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)也發(fā)生了變化.在與學(xué)生共同觀看視頻時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考如下問題：“在電梯運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧秤的讀數(shù)是如何產(chǎn)生的？其中蘊(yùn)含了哪些物理量？彈簧秤讀數(shù)的不斷變化說明了什么問題？”基于現(xiàn)實(shí)生活的常見現(xiàn)象不僅可以為教師導(dǎo)入新課提供便利，而且可以使學(xué)生對(duì)超重與失重產(chǎn)生感性認(rèn)知，從而達(dá)到激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維的目的.

3 巧用物理史，拓展學(xué)生視野

物理學(xué)的發(fā)展史充滿著戲劇性，同時(shí)也有許多有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn).因此，將課堂上的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與教學(xué)知識(shí)相結(jié)合，既能增加課堂教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、積極探索的科學(xué)精神.例如，在講解物理界伽利略、牛頓等名人的事跡和觀點(diǎn)時(shí)，教師可以引入相關(guān)實(shí)驗(yàn)并與學(xué)生一起探討，以鼓勵(lì)學(xué)生勇于面對(duì)困難和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)其對(duì)科學(xué)的探索精神.此外，教師還可以結(jié)合學(xué)生的興趣來適當(dāng)延伸物理教學(xué)的內(nèi)容.例如，講述伽利略因宣傳哥白尼日心說而被終身監(jiān)禁的故事，讓學(xué)生感受到物理學(xué)家不畏艱險(xiǎn)的高尚品質(zhì)和獻(xiàn)身于科學(xué)的精神，從而堅(jiān)定學(xué)生追求物理的信念.同樣地，在講解“超重和失重”現(xiàn)象時(shí)，教師也可以引入相關(guān)的物理學(xué)史故事，如笛卡爾在研究力與運(yùn)動(dòng)方面的成果，以開拓學(xué)生的視野并促進(jìn)他們真正熱愛物理這門課程.

4 借助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)自主探究

實(shí)驗(yàn)是有效培養(yǎng)學(xué)生物理思維的方式，因此教師應(yīng)充分考慮學(xué)生學(xué)情和物理教學(xué)內(nèi)容來設(shè)置實(shí)驗(yàn)活動(dòng).為了給予學(xué)生實(shí)踐探索物理知識(shí)的機(jī)會(huì)，教師需彰顯學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，深化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的了解.此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也需符合學(xué)生興趣以激發(fā)其參與實(shí)驗(yàn)的積極性.為此，教師需在實(shí)驗(yàn)類型方面多下功夫，組織學(xué)生開展模擬、探究類實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維.例如，在教學(xué)“超重和失重”時(shí)，教師可通過設(shè)置探究性的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究過程提供有效指引，教師可在實(shí)驗(yàn)開始前提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考.隨后的實(shí)驗(yàn)過程中，教師可結(jié)合填空的形式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，要求學(xué)生遵循操作步驟進(jìn)行觀察并做好記錄工作.觀察彈簧秤示數(shù)的過程包括觀察彈簧秤在靜止、減速上升以及加速上升狀態(tài)下的示數(shù)變化；觀察其在減速下降與加速下降時(shí)的示數(shù)變化.最后，經(jīng)由對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，教師再組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展開探討，幫助學(xué)生掌握超重與失重的本質(zhì).

合理的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)不僅能彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足，還能改變學(xué)生被動(dòng)接受物理知識(shí)的狀態(tài).同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)相關(guān)結(jié)論是經(jīng)過學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐得出，因此能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并發(fā)展學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐意識(shí)和能力.更重要的是，實(shí)驗(yàn)過程還聯(lián)系了學(xué)生此前所學(xué)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律，通過聯(lián)系舊知識(shí)，學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展過程也將更具系統(tǒng)性，這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的全面發(fā)展也有很大幫助.

新課程改革標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生具備準(zhǔn)確表達(dá)自身觀點(diǎn)的能力.然而，高中物理教師在教學(xué)時(shí)雖然面向全體學(xué)生傳授相同的物理知識(shí)，但由于不同學(xué)生的理解能力不一致，因此針對(duì)同一物理現(xiàn)象也可能得出截然不同的觀點(diǎn)或產(chǎn)生多個(gè)觀點(diǎn)的情況.面對(duì)這種情況，學(xué)生應(yīng)該堅(jiān)持自己的結(jié)論還是接受他人的觀點(diǎn)呢？這需要教師的合理引導(dǎo)來發(fā)展學(xué)生的辨別能力.同時(shí)，為了發(fā)展學(xué)生的探究精神，教師還可以組織學(xué)生以分組討論的方式對(duì)物理教學(xué)相關(guān)內(nèi)容展開探討，并通過總結(jié)歸納的方式促進(jìn)學(xué)生物理探究能力的有效發(fā)展.

5 強(qiáng)調(diào)物理理論，發(fā)展物理素養(yǎng)

高中物理教師在課堂教學(xué)中設(shè)置邏輯遞進(jìn)性的題目，不僅能加深學(xué)生對(duì)超重和失重本質(zhì)的理解，還能發(fā)展學(xué)生的觀察、分析和總結(jié)能力.同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決現(xiàn)實(shí)生活中的具體問題，也能有效提高學(xué)生的物理素養(yǎng)，為他們的后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

案例：設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生判斷觀察到的物理現(xiàn)象.

題目1：“物體向上為超重，物體向下為失重”的說法是否正確；

題目2：結(jié)合牛頓第二與第三定律，分析物體做向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力情況；

題目3：如果物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中，則其拉力是多少？

通過引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)遷移，以升華學(xué)生情感為目標(biāo).例如，結(jié)果外推，認(rèn)知完全失重現(xiàn)象.

教師：根據(jù)失重現(xiàn)象和F=mg-ma公式，我們可以得出F會(huì)隨著加速度的增大而逐步減小.那么當(dāng)F=0時(shí)，物體的加速度是多少？

學(xué)生：物體的加速度等于重力加速度g.

教師：如果一個(gè)物體以等于g大小的加速度進(jìn)行垂直下落運(yùn)動(dòng)，且沒有彈力作用于支持物和懸掛物，那么這種現(xiàn)象被稱為完全失重.

教師：完全失重是指物體不受重力作用嗎？

學(xué)生：不是，是受到的支持力或壓力為0.

評(píng)析：圍繞失重現(xiàn)象的原因進(jìn)行外推，可以利用學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來探究在物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度會(huì)逐漸增大，F(xiàn)也會(huì)不斷減小；當(dāng)物體向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于g時(shí)，便處于完全失重狀態(tài).這樣一來，既能減輕學(xué)生的知識(shí)理解難度，又能發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力.

6 強(qiáng)化課堂總結(jié)，全面梳理知識(shí)

許多高中教師在開展物理教學(xué)后，很少對(duì)課堂教學(xué)過程進(jìn)行總結(jié).這導(dǎo)致他們無法全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，同時(shí)也限制了學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展.對(duì)此，教師需積極總結(jié)課堂教學(xué)過程，再結(jié)合思維導(dǎo)入、知識(shí)樹等方式來幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)的物理知識(shí)加以整合，以此才能幫助學(xué)生形成完善的知識(shí)鏈，繼而發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)^[2] .在教授“超重和失重”這一主題時(shí)，教師可以利用表1來幫助學(xué)生全面梳理本節(jié)的知識(shí)點(diǎn).

當(dāng)學(xué)生完成章節(jié)知識(shí)梳理后，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，教師可以為學(xué)生布置一個(gè)課后小實(shí)驗(yàn)來拓展課堂教學(xué)的內(nèi)容.例如，在一次性水杯的側(cè)面打孔，將水裝入紙杯后再將紙杯拋向空中，觀察水是否會(huì)從水杯側(cè)面的小孔處流出.通過這個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，教師可以激發(fā)學(xué)生的探索興趣，并幫助他們總結(jié)其中包含的物理知識(shí).

總之，高中物理教學(xué)需要運(yùn)用多種教學(xué)方式來激活學(xué)生的思維并拓展他們的知識(shí)面.同時(shí)，無論課堂還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師都應(yīng)該讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中扮演主體角色，這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并為發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

[1] 尤飛鵬.物理學(xué)科核心素養(yǎng)在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)：以“探究射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系”一節(jié)為例[J].福建教學(xué)研究，2019（1）：2.

[2] 魏明，田宇青，劉高福，等.基于物理核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)表現(xiàn)性評(píng)價(jià)研究：以探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系為例[J].中學(xué)物理，2018，36（1）：3.

[責(zé)任編輯：李 璟]