培育核心素養 提升課堂效益

鄔娟

摘要：核心素養本質上是學生在應對和解決復雜的、不確定性的問題時，能夠應用物理觀念進行解釋，采用科學探究的手段進行搜集信息和取證，應用科學思維進行解釋和分析，在此過程中樹立嚴謹的科學態度和正確的價值觀。本文以《牛頓第二定律》教學設計為例，分別從創設情境、科學探究、問題解決、價值觀滲透四個方面探討在物理教學過程中對培育學生核心素養的滲透。

關鍵詞：核心素養;教學設計;課堂教學

黨的十八、十九大報告也提出，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務，發展素質教育，推進教育公平。2013年，教育部啟動了普通高中課程標準的修訂工作，進一步明確了普通高中的培養目標是進一步提升學生綜合素質，著力發展核心素養，使學生具有理想信念和社會責任感，具有科學文化素養和終身學習能力，具有自主發展能力和合作溝通能力。《普通高中物理課程標準》中指出，物理學科核心素養包括了“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”和“科學態度與責任”，筆者以《牛頓第二定律》教學設計為例，來探討在課堂教學中以培育學科核心素養為導向的教學過程。

一、合理創設情境，形成物理觀念

物理觀念是從物理學的角度形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規律在頭腦中的提煉與升華。以學生的生活經驗或前知認識為教學的引入部分，有助于學生構建新的認知，培養學生的運動與相互作用觀念。

【案例呈現】 情景導入

視頻：足球中頭球射門的視頻。

問：足球的運動狀態發生了什么變化？

答：足球的速度大小、運動方向都發生改變。

問：足球的運動狀態為什么發生改變？

復習：牛頓第一定律中解釋了這一現象，力是改變物體運動狀態的原因。

結論：當足球運動狀態改變時，可以用加速度來描述其變化，所以說力是產生加速度的原因。

【設計說明】本節課教師采用了學生比較感興趣的內容，即足球比賽中精彩頭球部分，激發學生的興趣，并將生活實際與物理概念和規律進行聯系，從物理學視角解釋生活中的實際現象;在前認知的基礎上，引發新的問題，為后面的探究與分析打開了思維的大門。

二、重視探究學習過程，提升科學探究能力

新修訂的《普通高中物理課程標準（2017版）》（后簡稱為《課程標準》）中特別強調，要重視對學生科學探究能力的培養。《課程標準》中對科學探究的四個要素進行了說明，包括：問題、證據、解釋、交流等要素。

【案例呈現】

1.定性分析

實驗1：將兩個質量幾乎相同的小車分別放在軌道上，分別掛上質量不同的長尾夾，產生不同的拉力，觀察小車啟動的快慢不同，即啟動時加速度不同。

設問：為什么兩個小車的加速度不同？猜想加速度與外力有什么關系？

實驗2：二個質量不同的小車分別放在軌道上，掛上質量相同的長尾夾，觀察小車啟動得快慢，比較小車的加速度。

2.定量分析

設問： 為什么小車受到的拉力相同，加速度卻不同？加速度與質量有什么關系？

（1）猜想：小車的加速度與力、質量有什么定量關系？

（2）設計實驗：研究對象是誰？研究的方法是什么？需要研究的變量有哪些？如何測量？

（3）合作探究：a. 研究小車在質量m一定的情況下，加速度a與作用力F的關系。

b. 研究小車在質量F一定的情況下，加速度a與質量m的關系。

（4）分析數據：作出“a-F圖像”;作出“a-m”圖像，再點擊“a-1/m”圖像。

【設計說明】“探究物體加速度與力、質量的關系”是高中階段的重要探究實驗之一，也是本單元的重要學習過程。通過教師創設的情境，即兩個小車同時運動的對比實驗，讓學生學會觀察并發現問題并分析問題，得出物理量之間的定性關系。在通過DIS實驗儀器，對物理量進行測量、收集和選擇有用信息，對數據采用繪圖的方式進行邏輯處理，并對問題進行合理解釋，讓學生體會探究的過程，通過小組合作、師生對話，培養學生準確表述問題解決過程的能力。

三、基于問題解決，提升科學思維品質

問題解決和科學探究一樣都是學生的學習過程之一，科學探究主要用于新的物理概念或者物理規律的探索與獲得的過程，而問題解決可以是在學習過程中對新知識的理解與應用的過程。問題解決除了利用所學的新知識對實際問題的解決過程，有時在科學探究中對出現的誤差、實驗操作背后所蘊含的物理原理進行深入的分析，從而培養學生的科學思維意識和思維方式的轉變。

【案例呈現】

問題1：根據上述探究得到的a-F圖像，為什么圖像不過原點？

學生提出猜想：

猜想1：操作失誤或選擇的數據有誤

解決辦法：展示教師多次實驗的結果，發現不過原點的圖像居多

猜想2：軌道有摩擦

解決辦法：減小摩擦的影響，通過受力分析，分析出可以通過抬高軌道一端（圖3（a）），讓重力的分力與摩擦力平衡來達到目的，再次實驗結果如圖3（b），再次說明當只有砝碼的重力提供拉力時，小車的加速度與合外力成正比。

問題2：根據上述探究得到的a-m圖像，如何證明當物體所受外力一定時，物體加速度a與物體質量m成反比？

解決辦法：通過圖像轉化，將a-m圖像轉化成a-1/m圖像，通過證明物體加速度a與質量的倒數1/m成正比，從而說明a與m成反比。

【設計說明】發展學生的科學思維能力是重要的教學目標之一。建構模型是其中的一種重要方法。教師根據實驗，引導學生將實驗中的小車運動建構成分別在水平面上和斜面上運動的質點，通過分析小車的受力情況，在共點力的平衡的基礎上提出用重力的分力來平衡摩擦力，讓學生體會建構模型的思維方法，并通過建構模型來解決實際問題。在處理問題2時，則是將數學方法和物理過程進行整合，有利于培養學生分析和綜合能力。

四、認識科學本質，形成科學態度

物理是研究自然世界物質的基本結構、相互作用和運動規律的一門自然科學。物理與我們的生產生活息息相關，為培養學生認識科學本質、形成科學態度、科學世界觀和正確的價值觀，體現了物理學科的育人價值。

科學態度和責任的培養是貫穿在整個教學過程中的，例如在教學引入的過程中，通過創設聯系生活的真實情境，活躍了課堂氛圍，激發了學生的學習熱情。在科學探究過程時，讓學生在小組活動中體會團結協作的重要性;在處理數據時，遵循科學的本質，尊重實驗事實，如實記錄、客觀對待實驗數據，培養實事求是的科學精神。在解釋、交流的環節中，盡可能地為學生交流創造機會，鍛煉學生的表達能力，體會和享受成功的喜悅。

總結：

物理教學要達到培養學生學科核心素養的目的，要為學生創設真實的情景中，同時指導學生去經歷觀察、質疑、操作、解釋、交流等學習活動，使學生在此過程中形成物理觀念、體驗科學探究、提升科學思維品質并形成科學的態度與責任感，樹立正確的價值觀。將物理學科核心素養貫穿在物理教學活動的全過程中，體現物理學科的育人價值。

參考文獻：

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上海市亭林中學 上海 201505