基于核心素養視角下高中物理教學設計

候林

摘 要：我國2017年出版的《普通高中物理課程標準（2017年版）》中要求：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價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面[1]。本文以人教版普通高中物理選修3-3《分子的熱運動》的教學設計為例，淺議一下基于核心素養視角下的高中物理教學。

關鍵詞：高中物理;核心素養;教學設計;分子的熱運動

高中物理學習階段，觀察研究布朗運動是學生學習分子的熱運動，認識分子運動的最佳實驗，對于學生間接的理解分子在永不停息的做無規則運動具有重大的作用。目前，教師在講授這節課時，由于演示實驗時難以成功等因素，只能結合靜態圖片或者動畫模擬來講授。但對學生進行檢測時發現學生并不能很好的理解布朗運動并不是固體分子的運動和液體分子的運功，而是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動，進而不易認識到液體分子的無規則運動。鑒于這種情況，本文就布朗運動的實驗加以改進，結合普通高中物理核心素養從創設學習物理概念情景，滲透物理觀念、引導學生運用科學思維方法建立物理概念、選擇具體問題運用物理概念，關注實際應用，內化為物理核心素養等視角探討如何寓核心素養于教學設計之中[2]。

一、創設學習物理概念情景，滲透物理觀念

物理觀念不是物理概念、規律，而是人們對于研究物理問題或現象的一種思維方式和理解方式。在教學中，教師需要通過巧妙的實驗演示，構建恰到好處的物理學習情境，提出具有啟發性的問題，激發學生的求知欲望、學習物理知識與探究物理規律的興趣和有意義思維活動，以便于物理學科核心素養的滲透培養[3]。

在《分子的熱運動》的教學中，教師將分子熱運動蘊含的物理觀念滲透在所創設的教學情境中，如日常食用的茶蛋，就是調料中的物質運動到了雞蛋中。教師創設問題情境，引導啟發學生結合生活實際進行思考：金片和鉛片壓在一起，無論金片放在上面還是放在下面，金都會擴散到鉛中。為什么會出現這種現象呢？大部分學生會將這個現象解釋為是人為壓迫所導致的現象，此時教師繼續發問設疑：這種解釋是否正確，有沒有一定的科學理論支持？學生通過對教師提出的問題結合可視化的生活情境進行辯證性的思考，樹立重視科學實證觀念。

二、引導學生運用科學思維方法建立物理概念

在本節課的教學中，學生們的猜想是由于外力存在導致的“金中有鉛，鉛中有金”。

因為該實驗的時效問題，不便于演示該實驗，教材則是引入布朗運動的實驗解釋分子的熱運動。但在實際教學中，存在以下問題：

1.教師演示實驗，學生通過顯微鏡觀察布朗運動現象不方便、不明顯。

2.適合觀察布朗運動的懸濁液的配比比例不明確。

3.未體現出溫度變化對布朗運動的影響。

4.學校實驗室中平面式載玻片觀察不到分層的布朗運動現象。

改進建議：

1.利用同步影像設備將顯微鏡中的畫面進行同步拍攝，并回傳至屏幕上播放。以克服學生不能實時觀察、討論、分析實驗的現象。

2.將碳素墨水滴入稀釋的顏料懸濁液中，使用1000倍的顯微鏡可以觀察到大小不一的顆粒，便于學生觀察到大小不同的顆粒的運動狀態。

3.利用恒溫加熱設備對載玻片加熱，探究不同溫度下布朗運動的劇烈程度。

4.將一個挖去中央的載玻片與一個完整的載玻片粘合在一起，并使蓋玻片不完全遮蓋凹槽，避免產生氣泡影響觀察。

實驗改進后，學生在實驗探究的過程中了解布朗運動，進而從運動觀念的角度對分子熱運動有深刻理解。

三、選擇具體問題運用物理概念，關注實際應用，內化為物理核心素養

基于核心素養下的普通高中物理教學，評價的標準不僅僅是知識的掌握，能力的提升，還有崇尚科學的情懷和勇于擔當的社會責任。因此，在我們高中物理學習中，要把知識的學習與生活實際緊密的聯系起來，使學生在學習知識的同時，了解科學發展水平，也要思考環境問題，經濟問題及社會問題等，作為社會主義現代化的未來建設者和接班人應該明確肩上的責任與使命。

在本節課的教學中，教師與學生共同探究學習主干知識的同時，應當做適當的拓展，以便于幫助學生拓寬視野，鞏固升華學生的知識內容，練習題設計為：

【典型例題】霧霾是各種懸浮顆粒物含量超標的表述，霧霾中懸浮顆粒物形狀不規則，但可以看成密度相同、直徑不同的球體，用PM10、PM2.5表示直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物。

在靜穩的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布不隨時間變化。則以下描述正確的是（ ）

A. PM10表示直徑小于或等于的懸浮顆粒物

B. PM10受到的空氣分子作用的合力始終大于所受到的重力

C. PM10和大懸浮顆粒物做布朗運動

D. PM2.5的濃度隨高度的增加增大

學生的思路是PM10表示球體直徑小于或等于10μm的顆粒物，由于，A項錯誤。PM10懸浮在空中，說明空氣分子作用力的合力一直等于重力，B項錯誤。PM10為固體顆粒，懸浮在大氣中做無規則運動，是布朗運動，C項正確。因為PM10與PM2.5的密度相同，故PM2.5的濃度隨高度的變化與PM10一致，即PM2.5的濃度隨高度的增加而減小，D項錯誤。

針對于以上分析，學生不僅要明白其中滲透的物理知識，更要知道當今的環境問題也日益突出，影響包括動植物甚至人類的生存，明確保護環境的重要性和緊迫性。

四、結束語

新形勢下，普通高中物理教學設計要符合核心素養的要求，教師要在教學中培養學生的物理觀念、科學思維，在實驗探究、建構知識和實際應用中，從物理的學習中認識科學的本質，將理論與實際緊密結合，不斷深化核心素養。

參考文獻

[1] 中華人名共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心.物理（選修3-3）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[3] 閆金鐸，郭玉英.中學物理教學概論（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2009.12.