基于核心素養的高中物理教學設計研究

聶斯迪

隨著教育改革的逐步深入，對于學科教學也提出了更高層次的要求。在課堂教學中落實學科核心素養是培養學生綜合能力的關鍵。“彈力”這一重要力學概念，從概念的建構——概念的理解——概念的應用，逐步深入，并在教學環節中落實學科核心素養。本文從學科核心素養的內涵入手，重新制定教學目標，以“科學探究”為主設計教學，通過問題鏈、課堂實驗演示和情景分析等教學活動環節，落實學科核心素養，并在教學實施中提出建議，以期為落實學科核心素養的課堂教學有所助益。

一、高中物理“彈力”教學目標的確定

物理學科核心素養主要由：“物質觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”四個方面的要素構成。而這四個方面相輔相成，共同發展，缺一不可。正是這四個方面的相互依賴決定了物理學科教與學應該注重學生綜合能力的培養。物理核心素養的提出從發展學生核心素養的角度集中體現了物理學科的育人價值，是新課程三維目標的提煉與升華。基于此，我們重新確定了“彈力”的教學目標。

新的課程標準要求學生“認識”彈力，并通過實驗了解胡克定律。對此我們在教學中需要明確：本節的重點是彈力產生的原因及彈力的方向，難點是常見的彈力方向的確定和胡克定律的理解與應用。在教學過程中注重物理情景的建立、物理過程的分析，我們從物體明顯形變引入，繼而通過放大的思想演示“微小形變”，用實例引出形變、彈性形變和彈力的概念。并通過研究形變探究彈力產生的原因、彈力的方向和作用點。在此基礎上分析支持力、壓力和繩子的拉力這幾種彈力產生的原因和方向，最后從定性到定量探究彈力大小的相關因素，引導學生設計實驗“探索彈力的大小與形變量大小之間的關系”。這種先從感性認識出發，再上升到理性認識，從定性到定量的遞進，以培養學生科學思維和科學探究能力。

二、高中物理“彈力”教學流程

（一）溫故知新，情景引入

展示情景圖片，教師提出問題：（情景：書放在桌面上）對放在桌面上的書進行受力分析。同時思考書受到支持力的同時對桌子有什么力的作用？這個問題比較簡單，桌子受到書的壓力，而支持力和壓力在性質上都屬于彈力，本節課我們將學習彈力。

（設計意圖與建議：以貼近生活的情景引入，提出本節課的研究內容，以簡單的情景入手，激發學生的探知興趣。在回顧舊知識的同時，以貼近生活的情景或有趣的情景引入，目的在于吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣。）

（二）實驗情景，概念辨析

教師演示實驗，提出問題：①彈簧的壓縮形變②彈簧的拉伸形變③用手捏橡皮泥④拉伸彈簧直至不能恢復形變。請大家思考彈簧的形變和橡皮泥的形變有什么區別？當彈簧拉直后能否恢復原狀？

通過教師實驗演示或學生演示，引導學生思考并得到彈簧的形變可以恢復，而橡皮泥形變后無法恢復等特點，總結彈性形變和非彈性形變的概念。通過拉直的彈簧不能恢復的特點，總結彈性限度的概念。

學生通過觀察桌面的形變，體會“微小形變”放大的物理思想。在問題串的引導下，通過書放在桌面的情景辨析，學生概括總結受力物體受到彈力是由于施力物體發生了形變。深刻體會力物質性的特點，明確受力物體受到彈力的原因。并結合情景的分析，明確彈力的作用點在接觸面上，同時利用身邊的小工具（直尺、彈性繩）等自制教具，深入分析彈力的方向。

（設計意圖與建議：利用演示實驗、視頻和物理情景等教學形式，幫助學生學習抽象的物理概念，將重難點內容轉化成學生更容易接受、更容易理解的形式呈現。并通過一個個細小的問題引導學生思考、概括和總結彈力的定義、產生條件和方向。用生活中彈簧、橡皮泥等物品，引出形變概念，激發學生的好奇心。通過彈簧帶動小車的運動概括總結得出彈力的概念，放大法的應用引導學生體會重要的物理思想。緊扣定義提出問題有助于培養學生的分析提煉能力，有利于學生加深對物理概念的理解，引導學生形成正確的物理觀念。通過情景的理論分析，培養學生科學推理能力和科學探究的態度。）

（三）定性分析，定量研究

教師提問：猜想彈力大小與什么因素有關呢？請同學們結合我們的演示實驗或根據生活經驗，證明你的猜想。

通過問題引導學生思考并提出猜想，彈力大小與形變程度有關，形變量越大彈力越大。學生可以根據上面小車擠壓彈簧（小車不與彈簧連接在一起），當彈簧形變量越大，小車運動的越遠，說明小車受到的彈力越大，則可以證明彈力與形變程度有關。同時學生還可以根據生活中的例子，定性的分析彈力大小的影響因素。

三、教學總結與建議

從學生的生活出發，關注學生的體驗。物理不是獨立和抽象于生活之外的，高中物理需要較強的思維能力和較多的生活經驗支撐。因此，在本節課教學中通過較多的教師演示實驗和學生小實驗、視頻等形式將研究的問題直觀呈現給學生。通過層層遞進的教學環節，將抽象的概念以最生動、簡單的方式引導學生形成正確的物理概念，同時通過問題鏈引導學生思考、探究，在環環緊扣的教學活動中培養學生的科學思維能力和科學探究能力。

時代在變革，教育也要順應時代的發展。因此，在教學中落實學科核心素養，是我們育人價值的體現。物理學科有其獨特的學科特點和學科魅力。因此，我們在教學中可以充分利用其學科特點，更有效的落實核心素養，更好的發揮育人作用。通過以上的教學案例分析，我們在教學中提出以下幾點建議：1、物理是一門實驗科學。因此，我們在常規教學中通過演示實驗、簡單小實驗、學生實驗等各種形式的實驗，將抽象的物理語言轉化為學生更易理解的學習方式，同時在實驗的探究過程中培養學生科學探究能力和縝密的科學思維。2、物理學有著豐富、悠久的發展史。在常規教學中，學生通過查閱資料或教師介紹相關物理學史內容，豐富教學內容，幫助學生了解物理觀念的建構過程，領會科學家探究的過程，培養學生質疑創新能力，使學生加深對科學本質的理解。3、物理學有其特殊的物理情景和物理現象。在教學中注重對物理過程、物理情景的詳細推理和分析，利用現象探究物理本質，在對物理過程和物理現象分析中培養學生獨立思考能力、嚴謹的科學思維和正確的科學態度。