基于核心素養的高中物理教學模式構建與實踐

【摘要】本文基于核心素養的視角，構建了一個以問題導向、實驗探究、合作學習和反饋評估為核心的高中物理教學模式.該模式旨在提升學生的物理知識理解能力、實驗探究能力以及合作與溝通能力.在教學實踐中，首先通過實際問題的引入激發學生興趣，進而通過實驗活動幫助學生驗證物理理論；其次，通過小組合作，學生分享與討論實驗結果，增強團隊協作能力；最后，通過課堂反饋和自我反思，幫助學生鞏固知識并改進學習策略.實踐證明，該模式能有效促進學生核心素養的提升，尤其在物理知識的理解與應用、實驗能力和問題解決能力方面取得了顯著進展.

【關鍵詞】核心素養；高中物理；教學模式

隨著教育改革的深入，核心素養理念已成為提升學生綜合能力的重要指導思想.《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》明確要求，將核心素養融入物理教學，培養學生的創新能力、科學思維、實踐能力和社會責任感.然而，當前高中物理教學中普遍存在應試導向、教學模式單一、學生學習主動性不足等問題，導致核心素養的培養未能有效落地.具體來說，傳統物理教學往往側重知識傳授，忽視學生科學探究和創新思維的培養.學生在實驗過程中缺乏主動探究，依賴教師指導，難以培養獨立解決問題的能力.同時，物理知識與實際生活的聯系較弱，學生對社會責任感的認知不足［1］.因此，構建基于核心素養的物理教學模式，促進學生全面發展，成為當前物理教學改革的迫切需求.本研究旨在探討基于核心素養的高中物理教學模式，結合問題導向學習、實驗探究和合作學習等教學方法，提升學生的科學探究能力、創新思維和社會責任感.通過實踐案例“勻變速直線運動的速度與時間的關系”，本文嘗試優化教學設計與課堂實踐，為高中物理教學模式創新提供理論支撐和實踐路徑.

1 基于核心素養的高中物理教學模式構建

1.1 教學模式構建的基本框架

本教學模式的構建包括四個主要環節：問題導向、實驗探究、合作學習、反饋與評估.這四個環節相互連接，形成一個連貫的教學流程，各個環節間密切配合，共同推動學生核心素養的提升.具體框架內容如下.

（1）問題導向

教學初期通過引入實際問題激發學生興趣，激發學生主動學習的動機.這一環節通過設置貼近學生生活的實際問題，激發學生的好奇心，并培養他們的科學思維能力.問題的引入促使學生自主思考和探索，為后續的學習活動打下基礎.實施過程中，通過設計如“為什么汽車剎車需要時間？”等問題，引導學生進行討論和假設，培養學生的批判性思維和問題解決能力，同時為后續實驗探究提供方向.

（2）實驗探究

問題導向激發了學生的興趣和思考，實驗探究則將問題轉化為具體的學習任務.學生通過親身操作和實驗驗證，加深對物理概念的理解，并培養實驗設計和數據分析能力.在這一環節中，學生通過實驗活動，驗證物理理論與實際現象的關系.例如，在研究勻變速直線運動的速度與時間關系時，學生進行實驗測量并分析結果.教師在此過程中引導學生進行數據分析，培養其獨立思考和實驗操作能力.

（3）合作學習

合作學習旨在通過小組合作促進學生之間的討論與交流，提升他們的團隊協作能力和溝通能力.學生通過集體討論和解決問題，能夠加深對物理知識的理解，并促進思維的多樣性發展.實施過程中，將學生分組進行任務分配，如實驗設計、數據收集、結果分析等.小組成員通過交流、協作解決問題，教師提供必要的指導和支持.這一過程不僅有助于學生提高團隊協作能力，也促使學生互相學習，提升整體學習效果.

（4）反饋與評估

反饋與評估是確保學生掌握知識、提升反思能力的重要環節.它通過對學生學習過程的評估，幫助學生發現問題并改進學習策略.在這一環節中，教師通過課堂提問、小組展示、作業反饋等方式進行評估，同時鼓勵學生進行自我反思，發現學習中的盲點并加以改進.定期進行階段性測驗或作業評估，幫助學生鞏固知識，并為進一步學習作好準備.

1.2 教學模式構建中各環節的內在聯系

上述教學模式的這四個環節雖然各自獨立，但有著緊密的聯系，共同構成一個系統化的教學流程.每個環節的實施為下一個環節打下基礎，形成了一個動態的互動過程.首先，從問題導向到實驗探究：問題導向階段激發學生對實際問題的關注，并為實驗探究提供明確的方向.實驗探究環節則通過具體操作驗證物理現象，幫助學生加深對物理規律的理解；其次，從實驗探究到合作學習：在實驗探究環節，學生通過操作獲得初步的實驗數據.在合作學習中，學生通過小組討論和協作進一步分析數據，深化對物理知識的理解，促進批判性思維和創新思維的發展；最后，從合作學習到反饋與評估：在合作學習環節，學生通過討論和展示鞏固了學習成果，教師在評估過程中提供及時的反饋，幫助學生發現問題并改進，從而使學生提升自我反思能力和完善學習策略.

2 基于核心素養的教學模式實踐案例

2.1 問題導向環節

問題導向環節旨在通過生活中的實際問題激發學生的興趣，促使學生思考勻變速直線運動的物理現象.具體實施中，首先設計貼近學生生活的問題，激發學生的好奇心.例如：“為什么剎車的汽車需要一定的時間才能停下來？”或“飛機起飛時如何加速？”這些問題能夠幫助學生意識到物理規律與日常生活的緊密聯系，激發他們對勻變速直線運動的興趣.在問題引入后，教師鼓勵學生提出假設并進行討論.例如：“汽車加速時，速度是如何變化的？是否每秒增加相同的速度？”通過啟發性提問，學生能夠提出自己的看法，逐步形成對勻變速直線運動的初步理解.最后，教師通過進一步提問，引導學生從感性認識過渡到理性思考.通過問題和討論，學生逐步掌握勻變速直線運動中的速度與時間關系，為后續實驗和理論學習奠定基礎.

例如 “一輛在公路上勻速行駛的汽車，時速為108km/h，司機由于疏忽未能提前看到前方200m處的野牛而受到驚嚇，4s反應后，汽車開始以4m/s2的加速度進行減速，請問多少秒后司機才能剛好不碰到野牛”

關于這個問題，教師首先要引導學生，建立起位移s和初速度，以及加速度和時間t之間的聯系，也就是下列勻加速運動的基本公式：s=v0t+12at2.

教師首先引導學生將時速為108km/h轉為最常用的m/s的速度表示形式，然后計算出司機反映的4s內中走出的位移，接著計算出剩下的位移，再將剩下的位移和初速度代入公式，求解一元二次方程組即可得到多少秒后司機可以剛好不撞上野牛.這一環節通過實際問題的引入，激發學生的思考和探索精神，同時為后續的實驗探究和深入學習提供了基礎.

2.2 實驗探究環節

實驗探究環節旨在通過實驗活動幫助學生驗證勻變速直線運動中速度與時間的關系，深化其對物理規律的理解，并培養學生的實驗探究能力和數據分析能力.具體實施中，本實驗通過斜坡上的小球滑動運動進行，學生將自主探究勻變速直線運動中速度與時間的關系.實驗設計通過改變斜坡的傾斜角度，從而改變小球的加速度，探討不同加速度下的瞬時速度與時間之間的線性關系.學生使用光電門或其他測速儀器，在不同時間點記錄小球的速度，進而分析其與時間的關系［2］.學生通過實驗記錄不同時間間隔內小球的速度，并根據時間－速度數據計算加速度.學生分析加速度與時間之間的關系，探討是否符合勻變速直線運動的規律.教師應引導學生對比實驗數據與理論值，驗證物理公式，并進行誤差分析.實驗結束后，學生對比實驗數據與物理理論，驗證勻變速直線運動中速度與時間的關系.

例如 “通過實驗測量，某物體在加速過程中，經過3s時速度為12 m/s，5s時速度為20 m/s.計算其加速度并驗證勻變速直線運動的規律.”

教師要引導學生，通過實驗數據，結合勻變速直線運動的公式v=v0+at驗證規律.

根據給定的速度和時間，計算出加速度為a=4m/s2，然后在直角坐標系中畫出，瞬時速度和時間之間的圖像.此結果驗證了勻變速直線運動中速度與時間之間的線性關系.通過這一實驗，學生不僅加深了對物理概念的理解，還提升了實驗設計、數據收集和分析的能力.通過斜坡實驗，學生在實際操作中探究勻變速直線運動的規律，不僅加深了對物理理論的理解，也提高了其實驗探究能力、數據分析能力和批判性思維能力.

2.3 合作學習環節

通過小組合作學習，促進學生之間的討論與交流，提升團隊合作能力、溝通能力和問題解決能力.這一環節不僅強化了學生對物理知識的掌握，還提升了其核心素養，尤其是合作與溝通能力.具體實踐中，首先將學生分成若干小組，每個小組負責不同的任務.例如，第一組負責實驗設計，第二組負責實驗數據的收集，第三組負責數據分析與結果討論.小組成員在進行實驗的同時，需要通過討論來分享各自的發現與疑問.實驗結果往往不是一成不變的，因此學生需要集體探討數據背后的物理原理，并協作解決實驗中出現的問題.通過合作，學生能夠更全面地理解勻變速直線運動的速度與時間關系.最后，各小組在課堂上展示實驗設計、數據分析與實驗結果.每組需要展示其在實驗過程中獲得的核心發現，并與其他小組進行對比.教師對每組的實驗設計、數據分析過程進行評價，并提出改進意見.學生通過反饋進一步修正自己的實驗思路，從而深化對勻變速直線運動規律的理解.

例如 某小組選擇了探究斜坡上小車的加速運動.小組成員設計了三個不同傾斜角度的斜坡（如15°、30°、45°），并使用光電門測量小車在不同時間間隔的速度.通過改變斜坡的角度，小組希望驗證不同加速度下，物體的速度與時間是否呈線性關系.該小組通過收集不同時間點的速度數據，并繪制速度-時間圖像，觀察速度與時間的關系.假設斜坡越陡，物體的加速度越大，進而可以推測物體的瞬時速度與時間應該呈現線性關系.通過對比實驗數據與物理公式v=v0+at，學生驗證了勻變速直線運動的規律.

2.4 反饋與評估環節

通過及時的反饋與評估，可幫助學生發現學習中的問題，鞏固知識，并提升自我反思和問題解決能力，確保學生能夠在學習過程中不斷修正和優化自己的思維與理解.具體而言，教師可通過課堂提問、作業檢查和小組展示進行即時反饋.通過提問，教師可以判斷學生是否掌握了勻變速直線運動的核心概念，并幫助學生發現學習中的盲點.例如，在學生展示實驗結果時，教師可以提出相關問題，如“在你的實驗中，速度與時間關系是否線性？如何解釋實驗中的誤差？”在實驗探究后，教師設計階段性測評，評估學生對勻變速直線運動規律的掌握情況，檢查學生對加速度、速度與時間關系的理解是否準確.與此同時，學生也進行自我反思，回顧自己的實驗過程，思考哪些環節存在困難，并總結不足之處.根據評估結果，學生能夠識別自己在知識掌握和實驗操作中的強項與弱點，并調整學習策略.

3 結語

基于核心素養的高中物理教學模式，不僅幫助學生深化了對物理知識的理解，還促進了他們在實驗探究、批判性思維和團隊合作等方面的能力提升.通過循序漸進的教學環節，學生能夠在實踐中探索物理規律，從而更好地應對日常生活中的實際問題.本模式的實施有效地激發了學生的學習興趣，并在幫助學生掌握知識的同時，培養了他們的綜合素質，為未來的學習和科學探索奠定了堅實的基礎.

【基金課題：本文系甘肅省教育科學“十四五”規劃課題2023年度一般課題：《基于核心素養的高中物理教學設計策略研究》（課題立項號［GS］（2023）GHB0948）研究成果】

參考文獻：

［1］劉勇.基于核心素養的高中物理大單元教學設計探討［J］.數理天地（高中版），2024（22）：113-115.

［2］周祖云.核心素養導向下高中物理項目式教學設計［J］.高考，2024（34）：141-143.