基于五環式課堂的高中物理核心素養培養策略

在當前教育改革背景下，高中物理教學不再僅僅局限于知識的傳授，而是側重學生核心素養的培養。五環式課堂教學作為一種創新的教學模式，通過五個環節，即導人、探究、合作、展示、反饋，為高中物理核心素養的培養提供了有效的策略。本文將深入探討如何在五環式課堂教學的框架下，全面促進高中學生物理核心素養的提升。

一、導入：創設物理情境，激發學習興趣

導人環節作為五環式課堂教學的關鍵，對于激發學生的學習興趣、奠定整堂課的情感基調具有不可小峴的作用。尤其在高中物理教學中，這一環節顯得尤為重要，因為物理學科往往被學生固化為抽象、難學的代名詞，而巧妙地導人則能打破這一固有印象，引導學生發現物理的趣味性和實用性。

在導人環節，教師創設貼近學生生活實際的物理情境至關重要。這種情境能迅速拉近學生與物理學科之間的距離，使他們認識到物理并非遙不可及的高深學問，而是與日常生活緊密相連的現象和規律，這樣的設計不僅有助于激發學生的學習興趣，還能為他們后續的學習奠定堅實的情感基礎。

以“牛頓第二定律”的教學為例，教師巧妙地利用實驗導入新課。課堂上，教師準備一輛小車和幾種不同重量的物體，讓學生觀察在保持小車質量一定時施加不同大小的力以及保持力一定添加不同重物時小車的運動情況，并思考“為什么施加更大的力，小車會運動得更快？”“如果小車上的物體變重，同樣的力會產生怎樣的效果？”等問題。這既能激發學生興趣，又能加深學生對力與運動關系的理解。

課堂上，教師可以根據騎電車這一生活體驗設計問題并引導學生對牛頓第二定律進行理解。例如，在手柄轉過的角度（提供的驅動力）相同的情況下，是一個人啟動快還是再帶一個人啟動快？為什么？騎車時，轉動加速手柄的角度大啟動快還是轉動角度小啟動快？為什么？這能讓學生感受到物理知識在實際生活中的應用和實用價值，從而進一步激發他們的學習興趣。

課堂導入是為了讓學生有更好的思維狀態。導入時，教師應設置一系列問題鏈，引導學生深人思考物理現象的本質和規律。例如，在“牛頓第二定律”的教學中，教師可以先提出“力與運動之間有什么關系？”這一宏觀問題，然后逐步細化到“力是如何改變物體的運動狀態的？”“力的大小、方向和作用時間對物體運動狀態有什么影響？”等具體問題，這不僅能夠幫助學生構建清晰的知識框架，還能培養他們的邏輯思維能力和問題解決能力。

二、探究：增強問題意識，培養實驗能力

物理實驗是高考命題的重要內容，也是培養學生核心素養的關鍵途徑。如何提升學生的科學素養，探究環節扮演著至關重要的角色。這一環節的核心在于強調學生的主體性，即讓學生成為學習過程的主動參與者，通過觀察、實驗、測量等手段，親自探索物理世界的奧秘，親歷知識的形成過程，自主發現和總結物理規律。

在探究環節，教師應充分發揮主導作用，引導學生掌握必要的實驗技能，指導他們制定實驗方案、選擇實驗器材和學會數據處理。實驗器材是探究活動的物質基礎，它決定了學生能否順利進行實驗并觀察到預期的現象。因此，教師應指導學生根據學習內容及自身的實際需求，精心準備實驗器材，確保每個學生都能參與到實驗中來，幫助學生明確實驗目的、理解實驗原理、掌握實驗步驟，確保實驗的安全性和有效性。

要鼓勵學生善于發現問題，敢于提出問題。問題是探究活動的起點，它激發了學生的好奇心和求知欲，促使他們主動思考并尋求答案。例如，在學習光的折射時，學生可能會提出這樣的問題“為什么光線從空氣進入水中時會發生偏折？”“偏折的角度與哪些因素有關？”這些問題不僅引導學生關注光的折射現象，還為他們后續的實驗設計提供了方向。

實驗設計是探究活動的重要環節，也是驗證或解答學生提出問題的重要步驟。它要求學生運用所學的物理知識和實驗技能，創造性地構思出能夠揭示物理規律的實驗方案。在設計實驗時，學生需要考慮實驗的可行性、準確性以及安全性等多個方面。例如，為了觀察光線從空氣進入水中的偏折現象，學生可能會選擇以激光筆作為光源，將光線射入裝有水的透明容器中，并在容器的另一側放置一張白紙作為屏幕來接收并顯示偏折后的光線，這樣的實驗設計既簡單又直觀，能夠有效地揭示光的折射規律。

數據是實驗結果的客觀反映，它對于驗證物理規律和得出結論具有重要意義。在收集數據時，學生需要保持耐心和細心，確保數據的準確性和完整性。例如，在觀察光的折射現象時，學生可以使用量角器測量入射角和折射角的大小，也可以在入射光線和折射光線上選定兩個點，使這兩個點到入射點的距離相等，用刻度尺量出它們到法線的垂直距離，就可以確定介質的折射率。

數據分析是探究活動的最后一步，也是得出結論的關鍵環節。學生需要對收集到的數據進行整理、歸納和比較，尋找其中的規律或結論。例如，在分析光的折射數據時，學生會發現入射角和折射角之間存在某種固定的關系，即折射定律。學生通過進一步的分析和推理，可以得出折射定律的具體表達式，并理解其物理意義。

整個探究過程不僅培養了學生的觀察能力和實驗技能，還鍛煉了他們分析問題和解決問題的能力。學生在觀察實驗現象時，要準確描述現象的特征和變化；學生在設計實驗時，需要運用所學的物理知識和實驗技能進行創造性構思；學生在收集數據時，要保持耐心和細心以確保數據的準確性；學生在數據分析時，要運用邏輯思維和數學方法進行推理與判斷，這些過程不僅提高了學生的科學素養和創新能力，還為他們未來發展奠定了堅實的基礎。此外，探究活動還有助于培養學生的團隊合作精神和溝通能力。學生在實驗過程中，需要與同伴進行交流和協作，共同解決問題并分享實驗成果，這種團隊合作的經歷不僅增進了學生之間的友誼，還增強了他們的團隊協作意識。

三、合作：注重小組互動，促進思維碰撞

合作學習作為一種高效的教學策略，在高中物理教學中扮演著至關重要的角色。這一環節鼓勵學生對學習重點和難點進行組內研討與交流，通過頭腦風暴、思維碰撞，共同制定問題解決方案，實現問題解決和知識建構。這種學習方式不僅能夠有效提升學生的物理學習效果，還能培養他們的團隊協作能力、溝通能力。

在高中物理課堂上，教師應根據學生的學習情況和性格特點，進行合理的分組。一方面，分組時要充分考慮學生的物理基礎、學習興趣以及交往能力，確保每個小組的成員都能互補互助，營造積極向上的學習氛圍；另一方面，要選好組長，確保小組活動得到有效組織。各個小組在教師的指導下確定學習目標，完成教師設定的學習任務。這些任務通常涉及物理概念的深入理解、物理定律的應用以及實際問題的解決。

以驗證動量守恒定律為例，教師應引導各組根據分工，分別制定利用平拋運動、單擺運動驗證小球碰撞過程動量是否守恒方案，或制定利用打點計時器、氣墊導軌、光電門等器材驗證小車發生彈性碰撞、完全非彈性碰撞時動量是否守恒的方案。小組成員根據選定的方案相互配合，選擇實驗器材，商定實驗步驟，制定實驗表格，研討實驗注意事項，完成實驗操作，搜集實驗數據，進行數據分析和處理，得出實驗結論。學生在實驗過程中，可能會遇到各種問題，如數據不準確、操作不規范、實驗結果誤差較大等問題，這時他們就需要通過小組討論修改實驗方案，改進實驗操作流程，進行再驗證。各小組各顯神通，全班共設計了六種不同的實驗方案，且都得到較好的實驗效果。合作學習既鍛煉了學生的動手能力和實驗技能，又增強了他們的團隊協作精神和解決問題的能力。

四、展示：搭建交流平臺，實現成果共享

展示環節是學生學習成果與心得體會的集中展現平臺。通過這一環節，學生可以利用演講、報告、展示板等形式，向全班同學展示自己的學習成果和獨特見解。這不僅是對學生知識掌握程度的一次檢驗，更是對他們表達能力、思維能力和自信心的全面鍛煉。

學生在完成實驗后，教師應組織一次全班性的匯報和討論。各組選派代表展示自己的實驗成果，并介紹在實驗過程中遇到的問題和解決方法。其他小組的學生可以提出疑問或建議，進行深入交流和探討。學生通過成果分享，不僅加深了對動量守恒定律的理解，拓展了知識面，還培養了語言表達能力及批判性思維能力。

在學習交變電流時，為了讓學生更好地理解和掌握交變電流的特點、產生機理及變化規律，教師可以鼓勵學生利用周末走訪當地變電所、發電廠，制作短視頻，或讓學生制作手搖發電機模型，在課堂進行展示。在準備展示的過程中，學生需要深人研究教材、查閱相關資料、制作模具，甚至要進行實地調查采訪，以獲取更豐富的素材和第一手資料。學生在展示時，通過短視頻介紹電如何而來，交流電的產生機理，通過對模具制作的講解，介紹交流發電機的工作原理。這樣的展示不僅讓學生更加深入地理解了交流電的概念和交變電流的變化規律，還鍛煉了他們的表達能力、邏輯思維能力和團隊協作能力。同時，展示環節為學生提供了相互學習和交流的平臺。在欣賞他人的展示成果時，學生可以從中汲取新的知識和靈感，拓寬自己的視野和思路。

在展示環節，教師應扮演好引導者和鼓勵者的角色。教師面對學生的展示成果，無論其表現如何，都應保持開放和包容的態度，給予積極反饋和指導。當學生勇敢地站在講臺上，用他們自己的方式闡述對知識的理解時，哪怕過程中出現了一些小錯誤或不足，教師也應以鼓勵為主，肯定他們的努力和勇氣。因為正是這些嘗試和錯誤，構成了學生成長道路上不可或缺的寶貴財富。

五、反饋：注重課堂評價，促進能力提升

反饋環節作為五環式課堂教學的總結與提升階段，其重要性不言而喻，這一環節不僅是對學生學習成果的全面評估，更是教師調整教學策略、優化教學效果的關鍵依據。教師通過學生的自我評價、同伴評價和教師評價相結合的方式，能夠更加全面、客觀地了解學生在課堂上的學習表現，從而有針對性地調整后續教學計劃。

在自我評價環節，學生需要對自己的學習狀態、學習成果進行反思和總結。例如，在學習楞次定律后，學生要反思自己對楞次定律的內容有沒有真正理解，利用楞次定律判定感應電流方向有哪些基本步驟。在介紹楞次定律應用時，針對穿過閉合線圈的磁通量發生變化時，如何利用楞次定律來判斷線圈中感應電流磁場方向、線圈相對運動方向或線圈受力方向等問題，引導學生提煉和總結判定這些方向的方法。通過自我評價，有助于培養學生的自我認知能力、總結反思能力和應用所學知識解決實際問題的能力。

同伴評價則是一種互補性的評價方式。在同伴評價中，學生可以相互分享學習經驗、交流學習心得，從而發現彼此在學習中的亮點和不足。這種評價有助于學生拓寬視野，學會從他人的角度看待問題，兼容并蓄、揚長補短，提高了自我認知能力。在學習動量守恒定律時，對碰撞遵循原則的理解，可以通過小組討論、互相講解等方式進行同伴評價，相互糾正錯誤、補充遺漏，共同提高學習效果。

教師評價作為反饋環節的重要組成部分，具有權威性和指導性。教師需要對學生的學習成果進行客觀、公正地評價，指出學生在學習中存在的問題和不足，并提供具體的改進建議。同時，教師還需要關注學生的學習態度、學習習慣等方面的表現，為學生的全面發展提供指導。在學習動量守恒定律后，教師應通過課堂測試、作業批改等方式了解學生的學習成果，然后根據測試結果分析學生學習目標的達成情況，改進后續課堂教學方案。

在反饋環節，教師應關注學生的個體差異和學習需求。每個學生都有自己獨特的學習方式和節奏，教師需要尊重這些差異，為學生提供個性化的指導和建議。例如，對于對楞次定律理解困難的學生，教師應盡量采取一對一輔導的方式，幫助他們解決具體問題；對于接受能力較強的學生，教師應為他們提供更具挑戰性的學習任務，激發他們的學習潛力，真正做到分類指導、因材施教。

為了更有效地收集學生的反饋意見，教師可以設計一份問卷調查。問卷可以包括學生對本節課的理解程度、學習難點、對教學方法的建議等方面的內容。教師通過問卷調查，可以更加直觀地了解學生的學習情況和需求，為后續的教學調整提供有力支持。例如，在學習動量守恒定律后，教師可設計包含多個選擇題的問卷，讓學生根據自己的實際情況進行選擇。教師通過統計問卷結果，發現學生在學習中的共性問題和個性需求，從而有針對性地調整后續的教學內容和教學方法。

六、結語

綜上所述，基于五環式課堂教學的高中物理核心素養培養策略，涉及激發興趣、培養觀察與分析能力、促進交流與協作精神、提升表達與自信心以及反思與調整教學策略等五個環節，實現了學生物理核心素養的全面發展，這一教學策略不僅提高了學生的學習效率，培養了學生的創新精神和實踐能力，還促進了教師課堂教學水平的提升和教師專業發展，為高中物理教育的改革與發展提供了新的思路和方向。

注：本文系江蘇省教育科學規劃課題“基于高中物理核心素養培養的五環式課堂教學模式的實踐研究”（項目編號：2016-GH01011-00421）研究成果。

（宋行軍）