緊扣教材，深層加工

昌春香

【摘要】物理課程改革要求通過課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，本文以人教版高中物理必修2第五章第一節(jié)“曲線運(yùn)動(dòng)”為例，以課堂教學(xué)的形式滲透物理學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué)，同時(shí)對(duì)本課題的一些課后反思進(jìn)行總結(jié).

【關(guān)鍵詞】高中物理；教學(xué)設(shè)計(jì)；曲線運(yùn)動(dòng)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的物理教學(xué)到基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)的轉(zhuǎn)變.首先物理課堂教學(xué)通常是以知識(shí)為線索展開，這很容易導(dǎo)致教師把教學(xué)重點(diǎn)僅僅放在知識(shí)的講授上，而忽視物理課程的育人功能.所以設(shè)計(jì)和開展物理課堂教學(xué)時(shí)必須以課本教材為中心，以物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為導(dǎo)向，將物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任貫穿在課堂教學(xué)活動(dòng)之中，使物理教學(xué)過程成為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成過程.

1 研究背景

在第五屆蘇州市市級(jí)鄉(xiāng)村骨干教師培訓(xùn)的活動(dòng)中，筆者選擇的開設(shè)課題為人教版高中物理必修2中第五章第一節(jié)“曲線運(yùn)動(dòng)”，本課題的學(xué)習(xí)目標(biāo)是認(rèn)識(shí)曲線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)物理矢量的特征，能理解曲線運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件和受力特點(diǎn)；能夠用極限思想理論分析曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向；能從推理和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面分析曲線運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生條件.從而可以明確本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向和條件.

2 對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)的重構(gòu)

現(xiàn)打破傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授為本位的教學(xué)流程，設(shè)計(jì)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的“曲線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)流程.

課堂開始通過復(fù)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的研究過程，讓學(xué)生回憶并總結(jié)出研究直線運(yùn)動(dòng)的方法.緊接著通過觀察視頻和圖片：（1）高速公路上行駛的汽車；（2）投擲出去的籃球在空中的運(yùn)動(dòng)；（3）過山車；（4）天體運(yùn)動(dòng).通過直觀觀察導(dǎo)入新課，得到與直線運(yùn)動(dòng)不同的另一種運(yùn)動(dòng)——曲線運(yùn)動(dòng)，從研究直線運(yùn)動(dòng)的方法入手研究曲線運(yùn)動(dòng)的速度、加速度（受力）、位移.

教師開始給學(xué)生呈現(xiàn)如圖1的兩張圖片，讓學(xué)生觀察兩者的運(yùn)動(dòng)方向.

創(chuàng)設(shè)情境 以上為靜態(tài)的圖片，學(xué)生沒有直觀的動(dòng)態(tài)感受，在此情境下，筆者設(shè)計(jì)如圖2的實(shí)驗(yàn).

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 投影觀察滴在陀螺邊緣上的紅墨水的運(yùn)動(dòng)軌跡.

學(xué)生通過觀察和已有的認(rèn)知，提出猜想，然后教師用自制的薄膜軌跡切線驗(yàn)證猜想（如圖3）.

接下來按照課本的要求進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察一般曲線的速度方向是不是也滿足以上的猜想（如圖4）.

創(chuàng)設(shè)情境 筆者設(shè)計(jì)了如圖5的實(shí)驗(yàn)裝置，通過設(shè)計(jì)多級(jí)軌道來觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)讓小球沿著固定的軌道運(yùn)動(dòng)，觀察小球離開軌道時(shí)的軌跡，同時(shí)可以改變小球離開軌道的位置，觀察一般曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.

實(shí)驗(yàn)探究前提出3個(gè)問題，讓學(xué)生帶著問題觀察并思考：

（1）如何使小球做曲線運(yùn)動(dòng)？

（2）怎樣留下小球的運(yùn)動(dòng)軌跡？

（3）如何得到曲線上某點(diǎn)的速度方向？

緊接著通過理論探究，回憶速度的概念定義，通過極限思想方法理論驗(yàn)證得到曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.

以上從實(shí)驗(yàn)探究和理論探究?jī)煞N方式都能得到一致的結(jié)論：曲線運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的速度方向沿該點(diǎn)的切線方向.

最后，課本呈現(xiàn)如圖6實(shí)驗(yàn)圖象，通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.

筆者采用分組實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生進(jìn)行如圖7的探究實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生分組探究前，提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寣W(xué)生作如下探究：

（1）當(dāng)磁鐵放在何處時(shí)觀察到小球做曲線運(yùn)動(dòng)？

（2）對(duì)比總結(jié)出曲線運(yùn)動(dòng)的條件.

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的觀察，畫出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡，分析運(yùn)動(dòng)軌跡與速度方向、合外力方向三者的關(guān)系.

得出結(jié)論 曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體受到的合外力的方向與速度的方向不在同一條直線上.

到此繼續(xù)通過理論探究的方式證明以上條件，通過前面的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道做直線運(yùn)動(dòng)的條件是合力方向與速度方向在同一條直線上，由此也能反證以上結(jié)論的正確性.通過多次實(shí)驗(yàn)并大致描繪出物體運(yùn)動(dòng)軌跡、速度方向以及合外力方向，并歸納總結(jié)出三者的位置關(guān)系，同時(shí)課本呈現(xiàn)人造衛(wèi)星做曲線運(yùn)動(dòng)的受力方向、速度方向和軌跡圖（如圖8），緊接著通過課本上的例題（如圖9）檢查學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)的掌握情況.

課本在結(jié)束部分安排了“做一做”（如圖10），筆者同樣設(shè)計(jì)了一個(gè)“做一做”，每組學(xué)生拿到的器材（如圖11），該實(shí)驗(yàn)?zāi)M了鏈球的實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)鏈球的比賽規(guī)則設(shè)計(jì)了一款趣味游戲與課程的開始相呼應(yīng)，同時(shí)也讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)的樂趣.

在課程結(jié)束之前，給學(xué)生觀看一段視頻《我的牛頓教練》，在視頻中介紹了曲線運(yùn)動(dòng)在體育生活中的運(yùn)用及擲鐵餅的原理和比賽規(guī)則，還有在圓周運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)用，為接下來進(jìn)一步的探究做鋪墊.

3 核心素養(yǎng)的體現(xiàn)

以上以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)，選用的實(shí)驗(yàn)器材很普通，貼近學(xué)生的生活，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，同時(shí)增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，進(jìn)一步拉近了學(xué)生與科學(xué)探究的距離，加強(qiáng)了學(xué)生的科學(xué)體驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神.同時(shí)在探究過程中學(xué)生能夠在真實(shí)情境中提出物理問題，形成猜想與假設(shè)，利用科學(xué)方法獲取和處理信息，形成結(jié)論.此課的設(shè)計(jì)方案符合新課標(biāo)對(duì)物理核心素養(yǎng)的要求，受到了專家和同行的一致好評(píng).

本次課題教學(xué)在專家的點(diǎn)評(píng)中重點(diǎn)突出創(chuàng)設(shè)情境，緊扣教材的思維加工，在經(jīng)歷教學(xué)過程中獲得規(guī)律，利用趣味實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在玩中學(xué)，學(xué)中悟.整節(jié)課前后呼應(yīng)，具有趣味性、探究性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性.當(dāng)然也提出了一些不足，筆者重新反思課堂的教學(xué)流程覺得收獲非常大，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）課堂的語(yǔ)言需要精煉，堅(jiān)持做到學(xué)生看得懂的無需講，讓有限的課堂時(shí)間用于高效的互動(dòng)交流，設(shè)計(jì)層次性的問題讓不同層次的學(xué)生都能有事情做，有問題思考，充分發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立思考能力和自主學(xué)習(xí)能力.

（2）本節(jié)課在探究速度方向和運(yùn)動(dòng)條件時(shí)都采用了留跡法，設(shè)法讓探究過程留下痕跡，回顧高中的學(xué)習(xí)過程留跡法還有頻閃照片、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，這些方法都是相通的，在使用的時(shí)候要考慮實(shí)驗(yàn)的可行性，在探究速度方向時(shí)運(yùn)用留跡法可行，但是在探究曲線運(yùn)動(dòng)條件時(shí)可視性很差，小球的軌跡不是很明顯.可以采用一些新型的方法讓實(shí)驗(yàn)過程慢放，讓微變放大，讓學(xué)生能夠清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

（3）“新教材”對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，可以利用一些現(xiàn)代化的技術(shù)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可觀性，比如計(jì)算機(jī)傳感器、希沃助手、幾何畫板、手機(jī)小視頻等可以采用多種方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)的互動(dòng).

（4）課堂應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)真實(shí)情境的研究，讓學(xué)生在情境中產(chǎn)生問題，與已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)發(fā)生碰撞，從而激發(fā)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)欲望，在這樣的心理下進(jìn)行探索學(xué)習(xí)更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和對(duì)科學(xué)探究的追求.

4 結(jié)語(yǔ)

通過本次課題的研究，筆者對(duì)教材的設(shè)置有了更深的理解，同時(shí)對(duì)課程設(shè)計(jì)的過程有更加深層次的認(rèn)識(shí)，對(duì)筆者個(gè)人的成長(zhǎng)也有很大的激勵(lì)，希望自己能夠多參加這些活動(dòng)快速成長(zhǎng).

【《PCK視野下高中物理課堂范式的構(gòu)建與實(shí)踐探究》蘇州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度立項(xiàng)課題，立項(xiàng)課題批準(zhǔn)號(hào)為：2021/LX/02/223/06】

參考文獻(xiàn)：

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［2］人民教育出版社.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修第二冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2010（4）：2-4.

［3］中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂版）[S].北京：人民教育出版社，2020（5）：19.