基于核心素养的高中物理教学设计

黄伟

《普通高中物理课程标准（征求意见稿）》指出：“物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的重要构成”（详见图1）。

以核心素养为指导思想的物理教学，要求教师在教学中不断为学生提供发现问题、探究问题、搜集证据、解决问题、解释问题的机会，在此过程中不断培养学生的思维能力。下面我将以人教版普通高中课程标准实验教科书《物理1》中《实验：探究加速度与力、质量的关系》为例，谈谈本节课如何将核心素养的理念融入到教学体系中，创新教学设计，激发学生兴趣，从而达到提升学生学科素养的目标。

一、新课导入——物理观念与应用

从物理观念的角度进行导入——物体运动状态改变与物体受力、物体自身的质量有什么关系？倘若这么直白的引入必然会让课堂显得枯燥无味，我们可以借助生活实例引入，增加学生的学习兴趣。提出问题：那么加速度与什么因素有关呢？充分听取学生的猜想后，进入下一个环节。（见图2）

二、重难点内容的教学设计——科学思维与创新+科学探究与交流

从科学思维的角度提出问题——如何在实验室的环境下，构建一个理想模型（小车，钩码，轨道等），来实现我们研究物体的加速度与力、质量的关系？从科学探究的角度继续发问——如何对我们构建的理想模型设计一个切实可行的实验方案，其中包括物体的加速度、质量、所受的合外力如何测量，实验步骤如何完成，实验数据如何处理等等。把模型构建和方案设计交给学生，重在鼓励学生个体的参与，加强学生求知的主动性，突出学生的学习主体地位，既是新课标的要求，也是核心素养的要求。（见图3）

在制定方案的过程中我采取了小组合作的方式，把全班分成两个大组（其一探究M一定的情况下，a和F的关系，其二探究F一定的情况下，a和M的关系），每个大组又再分三个小组（每组8人，每人完成一组数据），组员的搭配尤为关键，综合班级情况，每组人员学习能力相当，都有两、三名物理带头人，面对共同的问题可以集思广益，出现分歧时还可以讨论解决，这种方式不仅加强了学生的集体荣誉感和团结协作精神，也促成了小組之间的竞争意识，不可否认，同学之间的互相帮助与促进往往比教师督促更加有效。（见图4）

三、课后反思——科学态度与责任

实验结果显然不是一条过原点的倾斜直线，这是值得我们反思的地方，究竟在哪个环节出了问题呢？小车质量的测定是否准确？纸带的处理是否足够的严谨细致？小车所受的合外力真的是钩码和盘的重力？平衡摩擦力这个步骤验证了吗？是不足还是过度了呢？……有问题才有发展，从本质上说，科学探究的过程就是这种科学问题不断得到解决的过程，而贯穿于这一过程始终的是科学思维方法和探索精神，因此我们对待问题的态度是敞开怀抱，我们处理问题的方法是交流引导，这才是正确的科学态度与责任。就以“小车所受的合外力真的是钩码和盘的重力？”这个问题为例，课本中是这么说的“这两个力只是近似相等，条件是盘和重物的质量要比小车的质量小很多。”首先要弄清楚为什么只有在满足这个条件下才会有这个结论，其次反思一下在实验操作中，是否满足了这个要求，如何改进？让小车质量尽可能大些就可以了，我们当然可以在小车上增加更多的重物以达成目的，但是治标不治本，这个时候我们可以引导学生，如果我们能够把拉力直接测出来呢？这个条件还需要满足吗？这就是实验的创新！（见图5）

创新教育是基础教育不可或缺的一部分，物理实验的创新又是基于核心素养的实验教学的重要组成部分。如果正视学生提出的问题，辅以适当的引导、鼓励与帮助，肯定会让学生在有限的课堂时间内，有所改进和创新，收获更多的知识，这也是符合核心素养所要求的创新实验教学。物理是一门基于实验的自然科学，实验是不可分割的重要环节。高中阶段扎实开展以学生为主体的实验教学，不仅可以深化理论知识，而且有利于激发学生的学习兴趣和动力，培养学生敏锐细致的观察能力、清晰缜密的思维能力、敢于动手的实践能力、科学精准的分析能力、创造性解决实际问题的综合能力等。因此，基于核心素养的物理实验教学，才是培养学生综合素质全面发展的重要途径。

参考文献：

[1]谢影，褚华.基于核心素养，优化实验设计.《中学物理教学参考》，2019.7

[2]张超.例谈核心素养背景下的高中物理实验的考查与评价.《中小学实验与装备》，2019.5