指向課堂變革的高中物理教學實踐分析

寧安曼

教師是課堂活動的設計者和組織者，東莞市推進的“品質課堂”給廣大一線教師提供了新的課程設計思路和方向。本文以新人教版《高中物理（必修二）》第八章第四節“機械能守恒定律”教學為例，分析如何依托學科核心素養，在課堂中實現五個變革方向。

一、以學生為中心推進課堂變革

“以學生為中心”注重學生的學習和發展，實現從“以教為中心”向“以學為中心”的轉變、從傳授模式向學習模式的轉變，提高學生的學習質量，提升學生的知識、能力和素養。

不同于初中物理的形象直觀，高中物理更抽象，學生也更容易產生畏難情緒。為此，教師課前通過引入與本節課原理相關的小活動小實驗，營造良好的課堂氛圍，激發學生學習興趣。讓學生產生探究現象本質的好奇心，就是一個很好的切入點。

在機械能守恒定律一課中，我采用“勇敢者游戲”導入：邀請學生上臺，學生把重錘懸線拉直并放到鼻尖，準備好后從靜止開始釋放重錘。學生由于日常生活經驗及積累和一些錯誤的前概念認知，會認為來回擺動的重錘會砸到自己而忍不住往后退，事實是來回擺動重錘并不會砸到站在原位一動不動的學生。當實驗現象與前概念認知不相符時，學生會產生極大的探究欲望，引發學習興趣。

實驗是物理教學的重要環節，在“探究單擺物體運動過程中機械能是否相等”這個實驗的實施階段，讓學生參與進來，打破教師主導實驗的模式。安排一名學生負責控制小球從靜止開始進行釋放，讓坐在臺下的學生觀看實驗和屏幕并負責讀數，另外邀請一名學生負責記錄數據到電腦中。實驗結束后，根據所得的數據表格，學生進行分組討論，并分享發現的結論。這一環節學生親歷探究過程，在合作中探知真理，在思維碰撞中相互學習，提高了教學效果。

二、學科育人功能推進課堂變革

《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱《標準》）中把三維目標中的“情感態度與價值觀”，進一步升華為核心素養中的“科學態度與責任”，內含科學本質、科學倫理、社會責任等方面。 對于這部分改動，要求教師充分發揮主觀能動性，精心挖掘教材中育人的素材落實到課堂中，激發學生的學習熱情，增加其社會責任感。

能量對于學生來說是一個非常抽象的概念，對能量之間的相互轉換，筆者引入水輪機模型進行演示實驗。讓水從高處下落，重力勢能轉化為動能帶動底部葉片轉動，水位越高，葉片轉動越快。然后引導學生對其應用進行思考：“了解完物理原理，它可以應用于生產生活的哪些方面呢？”接著引出國之重器三峽大壩水利工程，介紹水利工程的背景和建造過程，了解科學家為人類發展作出的貢獻，以及三峽工程對國家的政治、經濟、科技、軍事都有重大影響，激發學生為振興祖國好好學習，利用所學知識回饋社會。

教育的本質是育人，教師應當善于利用物理學科特點，注重科技與生活的聯系，在“傳道授業解惑”的同時，傳播社會責任理念，培養德智體美勞全面發展的社會主義接班人。

三、信息技術在學科教學中的深度融合推進課堂變革

科學技術飛速發展，高科技的應用已經融入生活的方方面面，傳統的教學教具已經無法滿足高效課堂的要求。《標準》指出：“通過多樣化的教學方式，利用現代信息技術引導學生理解物理學的本質，增強科學探究能力和解決實際問題的能力。”因此，教師要充分運用信息技術，豐富教學模式，提高課堂效率。

在驗證機械能守恒定律這個實驗中，筆者利用朗威DISLAB光電門替代打點計時器，減少傳統實驗中篩選紙帶選點測量的步驟所花的時間，快速得到某點瞬時速度。實驗過程中小球和光電門無摩擦，減少系統誤差，提高實驗精確度。

希沃白板中課件的互動功能很強，有多種活動模板，能夠把習題設計成游戲形式代替教學中的鞏固練習環節，增加學生參與度、積極度的同時，檢驗學生的學習效果。可嵌入判斷對錯的活動模板，檢驗學生對“哪種情況下滿足機械能守恒的條件”的判斷能力。課件分左右兩邊隨機題庫區，可以同時讓兩位學生進行限時答題PK，活躍學習氣氛，提高課堂教學效果。

四、教師素養能力提升推進課堂變革

隨著課程改革的不斷推進，對現有的教具和實驗也提出了進一步的要求。“教學有法，而無定法”，教師雖然使用統一的教材和課程標準，但根據每個教師不同的理解，使用的教具也不盡相同。自制教具需要教師在深入研究教材的基礎上， 結合現代科技技術，反復測試調整打磨才能投入使用，充分體現教師的創新創造精神，有利于教師隊伍整體素質水平的提高。

學生在學習本節課過程中，容易形成錯誤概念，即只有在做直線運動的物體，才符合機械能守恒；或只有重力或者系統內彈力做功，才符合機械能守恒。為突破這一教學難點，筆者選擇利用單擺運動中完成機械能守恒實驗探究，自制等高線及其垂線背景紙，能夠快速定位懸點和光電門位置。利用重力豎直向下的原理，單擺擺長與背景紙垂線重合時，完成實驗的調平工作。

利用光電門計算瞬時速度需要明確遮光長度。由于單擺運動過程中懸線會產生形變，因此通過光電門的遮光長度不一定為小球直徑，實驗效果精度很差。筆者通過一個小改變，就能使有效遮光長度穩定為小球直徑。裁剪一個矩形紙片把小球包裹起來，將小球從球形改裝成圓柱形，即使小球運動過程懸線拉伸變長，遮光長度仍舊不變。

五、多元評價推進課堂變革

多元評價體系主要以多元智能理論和建構主義為理論參考依據。學生的能力是多元的，評價學生應當以多個維度進行探討，而不僅以對基本知識的理解和掌握這單一維度進行評價，否則容易陷入“唯分數論”的應試角度境地。教師應當注重培養學生發現問題和解決問題的能力，以及科學態度、社會責任的形成與發展。

本節課的課后注入STSE教育理念，設計了如下課后作業：我們通過學習已經知道過山車運動的原理是利用了能量的轉換，在忽略軌道摩擦的情況下其運動可以看成是機械能守恒。觀察廣州番禺長隆歡樂世界垂直過山車的圖片，回答以下問題：（1）整體軌道設計有什么特點？軌道最高點出現在哪里？（2）圓軌最高點的高度能超過起點嗎？為什么？（3）能自制模型驗證第二點嗎？

作業的設計意圖如下：讓學生發現生活中處處有物理，要善于觀察和發現；自制模型沒有統一標準，學生可以發揮多元智能去探究；題目考查機械能守恒結合圓周運動的知識，檢驗學生對過往知識的綜合應用能力；自制模型能夠加深學生對知識原理的理解，有效培養學生的動手能力和創造能力。

在新一輪課改面前，教師群體應當與時俱進，接受新事物新思路，掌握新技術，緊跟課改思路和方針，筑牢終身學習的意識。

責任編輯 羅 峰