基于核心素養的高中生物理自主學習策略研究

魏鐵道

（甘肅省永登縣第一中學，甘肅 蘭州 730300）

2020 年新修訂的《普通高中物理課程標準》在課程基本理念第四條提出了高中物理課程通過創設學生積極參與、樂于探究、善于實驗、勤于思考的學習情境，培養和發展學生的自主學習能力。可見自主學習對高中學生學科核心素養的提升有著極其重要的作用。對于一線物理教師的教學也具有非常重要的指導意義，這就要求一線物理教師必須改變傳統的“一言堂”式的教學方式，采取靈活多樣的教學方法，培養學生自主學習能力，為學生終身發展奠定基礎。

所謂自主學習是指在教師的指導下學生積極、主動地去學習，并獲得知識的學習過程。顯然，自主學習是離不開教師的指導的，自主學習中教師為主導，學生為主體的地位依舊沒有發生變化。本文將以新人教版高中物理必修2 第七章第七節《動能 動能定理》為例，就我在本節課的教授過程中如何引導學生自主學習進行研究。

一、課前預習，帶著問題上課

凡事預則立，不預則廢。預習，就是要請求學生在教師沒有講授新課之前，通過自學了解本節課教授哪些內容，學習哪些知識，并通過通讀課本，找出自己模糊或者不懂的問題，帶著問題去上課，以提高課堂效率。預習不僅僅是預習本節課的內容，要及時回顧過去學過的相關知識，并充分了解與本節相關的知識銜接。

《動能 動能定理》這節課，是在前一節《探究功與速度的關系》的基礎上學習的，上節課利用倍增法通過實驗探究了功與速度的關系，得出的結論是:功與速度地平方成正比，同時，在初中學生也已學習動能的初步定義，即：動能是物體由于運動而具有的能，這些知識是同學們學習本節課的知識基礎，在預習之前有必要復習一下。

為了預習效果更好，一般我都要給學生提前一天下發本節課的學案，將本節課的學習目的，重、難點都發給學生，并給出預習計劃和安排。讓學生在學案的指導下先將本節課概念、規律掌握清楚，然后去通讀課本，在學案相應的地方記下自己的疑惑或問題。《動能 動能定理》這節課，我要求學生首先對動能的定義、表達式、單位及特點做一總結；其次，要求學生能根據牛頓第二定律及運動學的知識推出動能定理；第三，要求學生能利用動能定理解決簡單的運動學過程；最后，讓學生把預習過程中的疑惑記錄下來，以便在課堂上解決。

二、創設物理情境，激發學生興趣

創設好的物理情境，有利于學生快速理解抽象的物理過程，有利于培養學生學科核心素養，提高學生的物理學習能力，激發學生對物理學科的興趣。在物理課教授過程中，我首先了解學生的學情，根據學生能力和層次創設物理情境，同時選擇有意義、實效性強并適合于將知識順利遷移的情境呈現給學生。我通常創設的情境以生活經驗、物理學史、物理實驗、物理圖像等為主。

在《動能 動能定理》的教授過程中，我創設了許多情境，一開始，我先截取電影“彗星撞地球”的片段，通過放映彗星撞擊地球并引發海嘯這段精彩而震撼的場景，并提出問題：彗星和海嘯的這種碰壞性來自那種能量？讓學生初步感知動能。接著，我以雜技表演中撲克穿木板和飛針穿玻璃兩張圖片為情境，并讓學生解釋原因，讓學生進一步加深對動能的理解。

為了最終得出動能的大小與那些因素有關，我在結合學生初中學習動能的定義和上節學習功與速度地關系的基礎上，先得出動能與速度的平方成正比的關系。并再一次創設情境，這次，我以實驗為情境，采用控制變量法，先用質量較小的小球從某一高度由靜止釋放，在最低點碰撞小滑塊，記下小滑塊滑動的距離，再以質量較大的小球從同一高度由靜止釋放，在最低點碰撞滑塊，記下滑塊滑動的距離，通過兩次距離比較，學生很容易地得出了動能與質量的小有關的結論，即，質量越大，動能越大。

三、理論推導，得出結論

通過創設物理情境，我們最終只能獲得有關動能的定性關系，要得到動能的表達式和動能定理，還要進一步通過數學推理，這就要回歸到“去情境化”的物理習題中。去情境化是情境化的逆過程，就是將物理情境模型化，建立物理模型，通過數學知識，得到物理規律的過程，很多教師重視情境教學，但容易忽視去情境化的教學，使學生無法建立物理模型，使得學生在解決具體問題時往往無從下手。

為了得到動能表達式和動能定理的內容，結合課本我設置一道習題,即：一質量為m 的物塊置于光滑水平面上，在水平外力F 的作用下，速度由v1變到v2，發生的位移為s,請推導力對物體做的功與速度的關系。這道習題，就是在去情境化后，讓學生通過建立物理模型，并根據功的計算公式、牛頓第二定律以及勻變速直線運動的規律，得出功與速度的關系。

四、小組討論，答疑解惑

在得出功與速度的關系后，學生就要討論得出動能的具體定義以及動能的表達式，同時要知道動能的單位及特點，并要總結出動能定理的內容。我組織學生進行下組討論，通過小組間相互合作，并討論得出最終結果。我的小組分組是按物理成績分的，將成績高、中、低的學生各分兩組，每組4 到6 人不等，然后討論，討論后先讓成績低的小組提出問題，由中等組的同學回答，并由高等組的同學補充回答，再讓中等組提出問題，由高等組回答，最后讓高等組提出問題，由我來回答。

在推導出功與速度的關系后，學生提出的問題都由他們自己回答解決了，我沒有回答任何問題，只對學生表述不規范的地方做了補充。最后在我的引導下，學生很快總結出動能的定義、表達式、單位、特點以及動能定理的內容。

五、設計課堂練習，鞏固知識

為了進一步鞏固學生所學知識，適當的安排課堂練習，是必不可少的，本節課我安排了三部分課堂練習，一部分是在總結完動能的定義、表達式和特點之后，設置兩個比較簡單的選擇題，其中一個題是考察學生對動能表達式的直接應用，該題給出物體質量和速度，計算其動能，另一題是對動能的特點的理解，難度較大，讓學生通過分組討論得出正確答案。

第二部分課堂練習是為了考察動能定理而設定的，分為兩個題，兩題在難度上都在推導動能和動能定理的習題設置基礎上逐步加深，在形式上由推導動能和動能定理的習題研究水平方向的問題依次變為豎直方向和沿斜面運動。其中第一題研究豎直方向上的質量為m 的自由落體運動下降高度h 后重力做功和速度的關系；另一題目是研究傾角為θ 的光滑斜面，物體從斜面上某一點以速度v1釋放，沿斜面滑動距離L 后，速度變為v2，求其合外力做的功與速度的關系。兩題難度依次增大，并從豎直方向變到傾斜方向，不但鞏固了動能定理的應用，同時訓練了學生科學思維，有利于培養學生的核心素養。

第三部分訓練便是課本上關于動能定理應用的兩個例題，這兩個例題由老師和學生共同分析，共同研究，分別用運動學知識和動能定理兩種方法去解答。這樣解答的目的有兩個，一是比較利用牛頓第二定律和動能定理解答動力學問題的優劣，使學生懂得由于動能是標量，且動能定理只考慮運動物體的初末狀態，在解決動力學問題時應優先選用。二是順便讓學生進一步加強對牛頓第二定律兩類應用的理解，并鞏固對動力學知識的應用。

六、課后作業，分層布置

課后作業是課堂的有效組成部分，是課堂的延伸和拓展，它是學生進一步獲取物理知識，提升核心素養的重要途徑，也有利于學生物理思維的突破和對已學物理知識的鞏固。因此，布置適量的、有效的物理知識是必要的。我布置物理作業的標準有三點，第一，要有利于學生提高物理思維、物理能力，使學生所學知識能得到鞏固和發展；第二，有利于不同層次的學生保質保量完成，不搞“一刀切”，分層布置，但同時也要注意，不能過于簡單，要讓學生“站著夠不著，跳一跳剛合適”；第三，作業要有適當創新，要對那些課上“吃不飽”的同學有引導和輔助。

基于以上三點，結合《動能 動能定理》的特點我給成績較低的同學布置的作業是完成課后問題與練習中的習題；給成績中等的同學的作業是完成課后思考與討論中的問題，以日志形式記錄生活中有關動能和動能定理的問題，并能合理解釋；對成績較好的同學，我要求他們利用生活中的物體設計并完成有關動能和動能定理的實驗，并記錄數據，得出科學合理地實驗結論，同時撰寫實驗報告，此過程能夠全面提升學生的學科核心素養，讓學生在靈活、有趣的環境中獲得知識。

七、反思與總結

在組織學生自主學習《動能 動能定理》過程中學生很好地掌握了動能的定義、單位、特點，同時學生也能準確的推導、理解動能定理，并能夠對有關動能定理的簡單問題及時解決，看似達到了預期的教學目的。實際上，由于動能定理是本章的重點，也是高中物理知識應用上的一個難點，在引導學生自主學習的過程中也存在一些棘手的問題。第一，在情境創設上并不到位，特別是動能定理的應用中幾乎沒有創設情境，學生對動能定理的應用還沒有達到應用自如的地步；第二，學生小組探討階段，由于時間關系，對學生提出的問題沒有及時深入的討論，淺嘗輒止，同時，個別學生因沒有很好預習，提出的問題過于簡單，也達不到預期目的，失去了問題的意義；第三，設置的課堂練習層次還不夠，應再增加有關摩擦力作用下的運動，這樣學生在學習上就有了深度，有利于學生發展。