以核心素養為導向的物理習題微課教學設計策略

謝利杰

【摘要】筆者從學生學科核心素養培養的角度出發，對科學思維培養與習題微課如何有機結合進行研究，結合自身的教學實踐，提出了“重視學情分析，定位教學目標”“重視情景入題，構建物理模型”“重視母題價值，拓展內涵外延”等三個以科學思維為導向的高中物理習題微課教學設計策略。

【關鍵詞】核心素養;科學思維;習題微課;教學設計;模型構建

習題微課因具有“短小精悍”且可重復、多場景靈活使用的特點，十分適合學生在課后根據需求選擇性使用，可以有效解決學生“聽看易懂做題難”的問題。然而，筆者發現與高中物理微課教學設計的相關研究少之又少。因此，筆者從學科核心素養培養的角度出發，對科學思維培養與習題微課如何有機結合進行研究，結合教學實踐，總結了三個習題微課教學設計的策略。

一、重視學情分析，定位教學目標

學習者的分析是教學設計的重要環節。在進行教學設計時，首先得弄清楚對象是誰、為什么教、教什么、怎么教、教學對象怎么學等與教學有關的問題。其次，要研究教學內容，準確定位教學目標。先對整個單元總體把握，再到某節課的具體細化，依據“緊扣新課標要求，利于培養科學思維”“圍繞教學重難點，滿足學生學習需求”“聯系物理與生活，能夠激發學習興趣”等三個選題要求挑選合適的習題，將習題與重難點知識和物理學科核心素養的培養關聯起來，在學情分析和內容分析的基礎上，準確定位教學目標。

二、重視情景入題，構建物理模型

1. 情景入題的作用

情景入題，可以讓學生感受到“生活處處有物理，留心觀察皆學問”，最直接的作用是利用實際情景增強體驗感，從而激發學生的學習興趣。而更深層次的作用則體現在對學科核心素養的培養上，2021年廣東適應性考試、廣州一模、廣東一模等重要考試，試卷中都出現了大量以生活實踐問題情境為載體的試題，這體現了高考對教學中落實核心素養培養的導向作用。

2.情景入題的方法

一是挑選與題目有關聯的素材作為微課的引入。以具有視覺沖擊效果的圖片、蘊含物理現象的生活場景或新聞報道、經典動畫、電影片段等與題目有關聯的素材作為微課的引入，可以引起學生的學習興趣。例如，制作主題《自由落體運動基本規律的應用》《火車轉彎問題分析》《摩擦力的分類及特點》等習題微課，我分別采用了《加油向未來》節目組錄制的科普節目（如圖1）、央視報導的西班牙列車脫軌事故（如圖2）、經典動畫《貓和老鼠》片段（如圖3）作為微課的引入。

二是挑選以生活生產情景作為背景材料的題目。在設計這類習題微課時，若能以可視化的視頻素材引入，通過化靜為動的方式，進一步增強學生的感受，更能激發學生的學習興趣。如在設計《水平轉盤上圓周運動的臨界問題分析》微課時，我就用了酒店換桌布擺餐盤的短視頻（如圖4）作為引入;而設計《牛頓第二定律的應用：從受力情況確定運動情況》微課時，我則播放了2019年莫斯科機場迫降事件的短視頻（如圖5）作為引入。

三是構建物理模型，助力審題、破題、解題。主要包括：①審題過程建模型。在審題時，要重視并理解描述“對象”“狀態”“過程”的物理量和關鍵詞、關鍵句，適當做標記，并畫受力圖和過程示意圖，使得背景中的物理模型更清晰、具體、直觀。②破題過程尋思路。在教學中，我常要求學生做到“腦中有模型，心中有公式”，意指對一個具體問題，如果能夠想清楚其物理現象和過程，并能與相應的物理概念、規律一一對應，則能夠找出對應的解題思路。③解題過程找條件。破題找出可能的解題思路之后，就可以引導學生從問題出發，采用逆向思維，結合物理規律，尋找題目是否給出解題所需的條件，或通過分析計算能否得到解題所需的條件，排除不適合的思路，直至最后列式解答并對結果進行分析討論。

三、重視母題價值，拓展內涵外延

筆者在設計《牛頓第二定律的應用：從受力情況確定運動情況》微課時，充分研究人教版（2019）普通高中物理必修第一冊中的例題、“練習與應用”及單元“復習與提高”的題目，并依據前文所提的三個習題微課選題要求，最后選定了第四章第5節《牛頓運動定律的應用》練習與應用第2題進行制作。原題如下。

民航客機都有緊急出口，發生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面（圖4.5-7）。若機艙口下沿距地面3.2 m，氣囊所構成的斜面長度為6.4 m，一個質量為60 kg的人沿氣囊滑下時所受的阻力是240 N，那么，人滑至氣囊底端時的速度是多少？g取10 m/s2。

上述題目以斜面模型和勻變速直線運動模型來考察牛頓第二定律的應用，符合“情景常見，問題典型”的要求，所涉及的解題思路和方法比較明確，對于剛學完牛頓第二定律的學生來說，是難度適中的題目，通過受力分析和運動分析，能夠解出最終答案。在設計習題微課時，應該重視挖掘題目的價值。該題的真正價值有三點：①促進科學思維的形成，將實際問題中的對象和過程轉換為物理模型（質點沿斜面勻加速下滑），并能通過受力確定運動情況;②解題思路的形成和規范答題的呈現;③內涵和外延豐富，具備成為“母題”的條件。在發揮母題價值的基礎上，要對題目的內涵和外延進行有效的拓展，目的是讓學生通過體會“一題多變，多題歸一”進一步發展其科學思維。

如上題，在講評結束后，我又追問了兩個問題：①人下滑過程需要多長時間？（這個問題設置，解題思路與原題一致，但“求時間”比“求速度”具有更現實的意義，讓學生明白在意外事故逃生中要爭分奪秒）;②假設題目未給出“所受的阻力是240 N”，而是給出人和滑梯的動摩擦因素μ，該怎么解題？（這個問題設置，具有更普遍的應用情景，比原有題目在難度上有所增加，考察了摩擦力的計算及正交分解法，有助于學生鞏固前面學過的受力分析知識）。最后通過布置作業的方式，留了一個問題：請通過對比本題以及課本3.5節例題1、課本3.5節練習與應用第4題以及課本4.5節例題2（這三個題目與所講習題關聯度高，模型相似），復習以下重難點知識：①摩擦力;②力的合成與分解;③受力分析的基本方法;④正交分解法;⑤牛頓第二定律。通過增加問題及布置作業等方式，有效提升了原題的價值，更加有利于培養學生的思維。

微課的開發與應用，符合普通高中課程標準“引導學生自主學習，提倡教學方式的多樣化”的基本理念，符合課標中實施物理課程“積極探索信息技術與物理教學的深度融合”的建議。作為一線教師，我們應當積極學習新的教學理念和方法，希望本文所提到的以科學思維為導向的高中物理習題微課教學設計的策略對教師們的教學與研究有所幫助。

參考文獻：

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