核心素養下高中物理高效課堂的構建
——以“摩擦力”一課為例

浙江省諸暨市浬浦中學 許云飛

核心素養視角下的高中物理教學，是針對當前全面發展教育理念背景下的教學策略。高中物理是研究生活中、自然界中一切物體的運動變化規律的學科，大到宏觀的天體星球的運動，小到微觀的電子運動，都是物理的研究對象。因此，核心素養視角下的高中物理對學生的思維要求非常高，對實驗模型構建、通過模型將抽象化概念轉化為直觀概念也作了一定要求。新課程背景下的高中物理更為重視培養學生的綜合能力，不再僅僅是通過機械式的題海戰術來達到熟能生巧。

一、以生活情境為主導，培養學生生活素養

高中物理主要研究生活中物體的運動變化，生活和物理密切相關，因此在教學中教師可以將生活中學生感興趣的物理現象作為物理教學情境。很多生活情境都是學生接觸較多且感興趣的，將這些情境導入課堂中，不但可以作為新知識學習的主要途徑，同時還可以激發學生學習興趣，將學生的注意力吸引至物理新課中。

例如在講授“摩擦力”這一節時，雖然學生在初中階段已經學習過摩擦力，但所學知識也僅僅是皮毛，高中物理將對摩擦力進行進一步的學習。為了激發學生對摩擦力學習的熱情，教師可以借助信息技術，向學生播放世界上著名的賽車賽事視頻。視頻首先播放的是賽車在水平面上滑行，教師詢問學生：“這時候汽車是依靠什么力向前運動呢？或者說汽車水平面上所受的力是什么力呢？是發動機產生的牽引力，還是輪胎和地面接觸所產生的摩擦力？”學生陷入了沉思。隨后視頻繼續播放，展示停在水平地面上的汽車和停在斜坡上的汽車，這兩輛汽車都是靜止的，那這兩輛車是否受了摩擦力呢？最后視頻中有一個人在推水平面上的車，并沒推動，隨后又來了兩個人這才推動了汽車，在推車的過程中，汽車是否受了摩擦力呢？汽車被推動后的摩擦力是多少呢？這些都是學生好奇的問題。

通過本次視頻導入，學生感受到原來物理知識和生活聯系如此密切，同時對視頻中的物理現象充滿好奇心，迫切希望自己能夠快速知道答案，能夠有效地解答物理現象，這在一定程度上激發了學生的學習興趣。

二、以實驗為導向，培養學生物理實驗素養

高中物理雖然研究的對象大多數是生活現象，但是并不是僅僅停留在表面現象的研究上，而是從深層次上對物理現象進行分析研究。為了讓學生更高效地理解物理知識，將物體的運動過程遷移至課堂上就非常有必要。所以高中物理實驗教學，成了高中物理教學中一項重要的教學任務，學生在課堂上通過自主實驗也能夠提高物理學習的興趣，提高動手操作能力，培養物理實驗素養。

例如在講授靜摩擦力和滑動摩擦力的影響因素時，單純依靠PPT 或者教師口頭的講解，很難讓學生理解相對運動、最大靜摩擦力、相對運動趨勢等概念。因此本，堂課的教學主要通過實驗來進行。教師可將學生分好組后帶至實驗室，準備好彈簧測力計、斜面、小車、砝碼等器材，學生在教師的演示指導下進行實驗。首先，教師將小車放置于實驗室講桌上，發現此刻小車是靜止不動的，將彈簧測力計連接小車，并輕微拉動彈簧測力計，發現此刻彈簧測力計有一定的數值，但是小車仍然沒有運動。教師要求學生停下實驗思考：為什么明明在水平面上給予了小車一個向前的拉力，但是小車就是不會向前運動呢？很快有學生回答：肯定是有一個力能夠和拉力平衡。這個力是什么力呢？教師引導學生觀察物理和桌面的接觸面，進行思考。學生發現講桌非常粗糙，因此斷定此刻一定受了摩擦力。最后，教師圍繞小車被彈簧測力計拉動，產生向前運動的趨勢，將靜摩擦力的概念傳授給學生，并指導學生理解，當拉力逐漸增大的時候，靜摩擦力也會漸漸增大；而當小車剛好運動時，此刻的靜摩擦力和拉力大小剛好相等，這時候的靜摩擦力為最大靜摩擦力。在講授滑動摩擦力時，主要是通過實驗來分析滑動摩擦力和哪些因數有關。首先，教師準備兩個不同的木板，一個光滑，一個鋪有少量沙子，通過彈簧測力計先讓小車在光滑平面上做勻速運動。根據之前講授的二力平衡知識可知，此刻物理所受的拉力正好等于物理的滑動摩擦力，并記錄好滑動摩擦力。隨后在鋪有沙子的木板上進行同樣實驗，發現滑動摩擦力增大了。同樣運用控制變量法，指導學生在同一平面，通過增加小車砝碼的數量，來研究物體所受摩擦力的大小與小車質量之間的關系。

在實驗教學中，學生跟著教師的節奏和步伐一步步進行實驗操作，將原本抽象化的高中物理摩擦力知識，瞬間轉化為非常直觀生動的實驗過程。實驗的精細化操作，鍛煉了學生的耐性和分析問題的能力，有利于培養學生的綜合實驗素養。

三、以自主訓練為導向，培養學生物理思維素養

高中物理教學主要是為培養學生的思維能力，也就是學生對知識的應用以及解釋自然規律和現象的能力。在教學物理知識和方法的過程中，教師需要及時對學生進行指導和點撥，但是最后知識和方法的運用必須要通過學生的自主練習來落實。在自主練習中，學生將會體驗到高中物理研究的深度和內涵，以及其對思維素養的要求。因此在自主練習的時候，要特別注意方式，可以改變題目陳述方式、小組學習、自主閱讀歸納等。

例如摩擦力這一節中，課本還有一個閱讀材料是關于“滾動摩擦”的，這部分知識教師可以讓學生以課后自主閱讀的方式進行學習。在練習靜摩擦力的知識時，教師可以展示一道關于人站在電梯的臺階上隨著電梯緩緩上升的題目，要求學生分析此刻人有沒有受摩擦力。有的學生考慮問題不仔細，認為這時候人在向前運動，肯定受到一個向前的拉力，根據摩擦力和拉力相反的知識，可以知道此刻摩擦力一定是向后，這是典型的沒有理解相對位移和相對運動的概念。學生需要在研究物體是否運動、朝哪個方向運動，以及物體所受摩擦力的方向時，確定好物體的參照物。本題研究的是站在電梯臺階上的人，人與電梯臺階是相互接觸的，因此我們應該要以臺階為參照物進行研究分析，可以知道人是靜止的，再經過受力分析可以知道，人受到垂直向下的重力，豎直向上臺階對他的支持力，二者相互平衡。既然人相對臺階是靜止的，而且水平方向無拉力，所以此刻臺階上的人不受摩擦力影響。

通過教師循序漸進對題目進行講解，學生對什么是參照物、二力平衡、受力分析、靜摩擦力等概念有了進一步的理解，在分析問題的過程中，學生懂得了要緊扣概念知識深入分析問題，從物體的接觸面、相對參照物的運動狀態等來培養物理思維。

四、以課外興趣小組活動為主導，培養學生科學態度與責任素養

物理是一門自然科學，自然科學需要非常嚴謹的思維態度和學習方式。在教學的過程中，教師要告訴學生在利用物理知識解決實際問題的過程中，應該要思考如何利用知識來化解難題，如何利用知識來突破難題，如何一步步地將知識應用在實際問題情境中。筆者將班上學生分成不同的興趣小組，隨后根據每一組學生的學習特點，設計相關探究性活動，以期能夠在探究性活動中培養學生的科學態度和科學責任感。

例如，其中一組的學生對受力分析知識的掌握還不夠好，因此該組學生的課外興趣小組探究性活動就是圍繞受力分析展開。輔助他們學習的是導學案，課外他們自主查閱相關資料，完善導學案中對受力分析概念的要求、方法要求，以及適用情境。首先，學生需要完成導學案中的概念學習，其中包括了牽引力、壓力、重力、支持力等概念，學生不僅需要通過文字來描述這些概念，還需要通過畫圖來描述這些概念。其次，是對受力分析相關的兩個重要應用情境的學習，學案中設置了兩道習題，要求學生分別用整體法和隔離法來化解問題，最后在練習中應用隔離法和整體法來解決問題。還有一組學生對圓周運動的知識不熟悉，特別是對如何構建表示向心力的模型不是很清楚。為此，教師在導學案中設計的問題都是關于“牛頓第二定律”“向心力”“向心加速度”的知識。在補充概念的基礎上，設置了很多問題情境，要求學生找出這些問題情境中什么力提供向心力，是否需要通過力的合成和分解，一步步思考問題，從而利用牛頓第二定律構建向心力，提供向心加速度的模型。

將學生按照四人一小組的形式分成不同的學習興趣小組，根據學生的學習特點和薄弱環節設置一些探究性問題，讓學生跟著導學案的要求去學習和探究。秉持著嚴謹的學習態度和學習要求，先突破對概念的學習，隨后根據教師創設的問題來思考概念的應用情境，最后再深化對問題的理解。整個過程既重視基本概念學習，同時也重視基本方法的學習，讓學生時刻秉持著嚴格的學習態度和要求，有助于培養學生科學態度和責任素養。

綜上所述，培養學生核心素養是高中物理教學中一項重要的教學任務，物理知識和自然生活聯系密切，教學方式和形式上有很多素材都可以直接遷移至課堂。但是對情境和素材的分析，教師應該結合物理實驗來進行，在實踐的過程中，將直觀化操作遷移至課堂上，或者設置各類問題，引導學生在解決問題的過程中，培養物理思維素養。