優化教學設計，著力培養核心素養

余利鋒

【摘要】以培養學生的物理核心素養為指向，用一節課堂教學為載體，闡述了從物理核心素養的四個方面實施課堂教學的具體策略。

【關鍵詞】核心素養；物理觀念；科學思維；科學探究；科學態度與責任

本文以“用牛頓運動定律解決問題”教學為例，探索課堂教學中培養學生的核心素養的方法與策略。從不同的角度對物理核心素養的培育聚集于物理課堂的教學之中作如下探索，供大家思考與討論。

一、以實驗探究為載體，培養學生的“科學探究”能力

實驗是物理理論形成的基礎，脫離了實驗，物理理論的建立便成了空中樓閣。讓學生參與實驗探究過程，或親歷物理學大師的探究之路，有助于學生了解理論的前因后果，也有助于增強課堂的趣味性。

（一）用趣味實驗激發學生的好奇心和求知欲

教學片段1：如圖1所示，用一礦泉水瓶，在其底部開一個直徑2cm的小孔（作為通氣和注水孔），把一塊較好彈性的橡皮膜扎在瓶口上。向瓶內注入適量的水。

師：瓶中的水能將橡皮膜撐破嗎？

生：應該可以，不斷向瓶子里注入水。

（教師不斷向瓶子里注入水，直到灌滿，未發現橡皮膜破裂，只是橡皮膜略有增大，形成一個小的水球。）

師：看來瓶子里的水不夠啊，你們還有什么辦法能讓水壓破橡皮膜呢？

（思考片刻）教師突然將瓶子加速往上提，橡皮膜破裂，水撒一地。全體學生為之詫異，一臉茫然。

師：從實驗可以看出，瓶子加速向上時水可以撐破橡皮膜。同樣一瓶水，為什么靜止時不能而加速向上時可以呢？我們能否用已學的物理知識解釋這種現象？

（二）巧妙設疑，引發認知沖突，提升學生的探究興趣

教學片段2：如圖2所示，教師本人站在電子秤上。

師：你們能讀出老師的體重嗎？

生：809.2N（異口同聲）

（播放教師乘坐電梯的視頻，引導學生觀察臺秤的示數以及電梯所到的樓層）

師：此時，你們能準確地讀出老師的體重嗎？反思：學生缺乏日常生活知識，通過電子秤稱重、坐電梯上下樓是很常見的生活經歷，但學生很少會關注電子秤以及電梯中的物理知識，最多也只是淺層次的感受。通過前后兩次對比，使學生產生認知沖突，但又不失客觀真實現象，提升學生的探究興趣。

（三）讓學生參與實驗，讓學生親生經歷物理規律的探究過程

教學片斷3：將一裝滿水的礦泉水瓶側面戳一個小洞，擰開蓋子后，水不斷流出。

師：水為什么會流出？

生：壓強。

生：水由于重力對瓶子有壓力。

師：我現在要將瓶子扔到教室后面，瓶子從你們“上空”掠過，你們還敢坐在那里嗎？

（學生表情詫異，略有害怕。話音剛落，老師將瓶子斜拋出去，教室中間的學生迅速用手抱住頭，神情驚慌。）

師：瓶子中的水撒到你們了嗎？你們能用今天我學習的超重、失重現象解釋嗎？

生：瓶子拋出去后，瓶子里的水和瓶子一起具有向下的加速度g，水處于完全失重狀態，對瓶子的壓力等于0，所以不會流出。

（學生經歷“提出問題—分析問題—解決問題”，從而將本堂課所學知識內化。通過此類問題的研究，讓學生不但學會用牛頓運動定律解決問題，也從中學習用物理知識解決現實問題的方法，從而提升學生探究問題的能力。）

二、注重學生獨立思考，培養學生的“科學思維”習慣

學生的物理核心素養是一種行為習慣和思維慣性，習慣和能力的形成離不開學習者的自身實踐。教師需要依據學生的思維和認知發展規律，構建思維平臺，引導學生不斷判斷、質疑、辨析、內化以及應用，培養自身的科學思維的能力和習慣。

教學片斷4：

師：請大家回憶之前我們學習的運用牛頓運動定律解題的一般步驟。

生：確定研究對象、運動分析、受力分析、正交分解求合力、列方程。

師：請大家完成已下發的講義（如圖3所示），完成對電梯里的人的運動分析、受力分析。（指導學生完成講義、糾正學生思維上的漏洞）

師：根據牛頓第二定律，各個過程中，人所受彈力相同嗎？都等于重力嗎？

生：靜止、勻速時支持力等于重力。加速向上時，合力、加速度均向上，支持力大于重力。減速向上時，合力、加速度均向下，支持力小于重力。

師：那你們能解釋為什么電子秤的示數為什么會變化嗎。生：運用牛頓第三定律，作用力與反作用力的關系。

三、重視規律的探究過程，培養學生自我構建“物理觀念”的能力

核心素養提出的“物理觀念”是學生在理解相應的物理概念和規律的基礎上，發展并形成的對物質世界的整體的總結性認識。

通過懸念的設計（教學片斷1）、實驗的探究（教學片斷2）、科學思維的研究（教學片斷4），學生自我構建“物理觀念”水到渠成。通過ppt展示超重、失重的概念，加深學生對物理觀念的理解，避免進入超重是重力增加，失重是重力減小的誤區。

四、拓展延伸，培養學生嚴謹的科學態度與責任

“科學態度和責任”的建立應貫穿于物理教學中，并努力達到學生追求科學的真實、簡單、和諧的境界。科學態度和責任的核心就是“求真”這和陶行知先生的“求真、務實”的育人理念不謀而合。基于內心驅動的主動學習、主動構建、主動合作，是一種從內心迸發的強烈的學習欲望。

從現實情境出發，通過實驗探究、理論分析，最終回歸現實，將學生務實、求真的科學態度和責任貫穿于課堂。

【參考文獻】

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