基于物理核心素养的“课研修”教研模式探讨①

(广东省广州市黄埔区教育研究中心，广东 广州 510700)

1 “课研修”教研模式

“课研修”教研模式是指从课例研讨(一课多备、多讲)出发，围绕教学问题进行专题讨论(教学心得、学习体会、资料交流、读书收获等)，同时引导教师自我研修(读书、科研、写作等)，把工作、科研、学习和生活联系在一起，立足于激发教师的内需，把专业研修变成自身的需求，变被动参加教研为主动参与教研，以达到教师人人为了实现自我而努力的一种教研模式。

这种教研模式的主要特点是：以激发教师内需为目的，教师是主体，人人参与，人人都是组织者、主讲人、参与者。

2 物理学科核心素养

物理学科的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发展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。

物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。

科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。

实验探究包括：提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

科学态度与责任包括：认识科学本质，理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。

3 通过“课研修”教研优化教学设计，落实核心素养的培养目标

案例1：初中物理“功”的教学

[课]个人初备，教学流程如下。

(1) 教师列举生活中的一些实例(搬运物品、推拉小车等)，说明力的作用有时有成效(在力的方向上移动了一段距离)，有时无成效(虽然有力，但物体没被移动或在力的方向上没有移动)。

(2) 总结得出功的定义。

[研]通过集体研讨，大家认为以上教学设计存在以下问题：单靠老师的讲授，缺失学习者的主动参与，缺乏学生对物理概念在头脑中的提炼和升华过程，应用这种一步到位的教法后，学生对所学知识难以深入理解、切实掌握。

[修]通过学习和交流，根据课标中关于“物理观念”的阐述，大家从落实核心素养培养的视角，重新设计本节教学流程如下。

(1) 分别让两位学生用力提水桶。

(2) 让所有学生用手掌托起课本，慢慢举高(尽量匀速)。

(3) 学生通过体验并思考：要描述力的这种“成效”，我们需要一个新的物理量——功。

(4) 教师引导学生总结得出功的定义，进一步分析得出做功所包含的两个必要因素。

案例2：初中物理“汽化和液化”的教学

[课]个人初备，教学流程如下。

(1) 将滴有酒精的气球扎紧袋口，放入热水中，观察会发生什么现象？

(2) 把气球从热水中取出,现象又是什么样的?

(3) 分析：气球放入热水中时气球会胀起来，是由于液态的酒精变成气态的酒精气体，这种现象叫汽化，这个过程酒精需要吸热。把气球从热水中取出，可以看到气球瘪下去，是由于气态的酒精气体变成液态的酒精，这个过程需要放热。

(4) 引入：汽化和液化的概念以及吸放热情况。

[研]通过集体研讨，大家认为以上教学设计是从知识本位出发，存在以下问题。

(1) 学生只是观察老师的演示，没有参与到建构知识的过程中来，学生理解不够深入，在实际的情景中不懂得迁移应用。

(2) 教师忽略了学生的质疑：气球胀起来是因为空气受热膨胀还是液态酒精变成气态酒精？教师没有针对学生质疑，引导学生提出解决方案。例如：把装有空气的气球扎紧口，放入热水中，观察发生的现象，根据事实提取信息和处理信息，通过科学推理和科学论证，得出正确的结论。

[修]讨论和学习相关文献，根据课标中科学思维的培养目标，重新设计本节教学方案如图1。

图1

案例3：初中物理“探究凸透镜成像规律”教学

[课]个人初备，教学流程如下。

(1) 教师介绍实验装置，确定物距的取值范围，观察凸透镜成像情况。

(2) 学生观察并记录在不同物距的情况下凸透镜成像的特点以及物距与像距。

(3) 总结得出凸透镜成像的规律。

[研]通过集体研讨，大家认为以上教学设计是从知识本位出发，存在以下问题。

(1) 直接从实验观察得出成像情况,这种一步到位的教法，有悖于科学的本质，缺失学生主动参与建构知识的过程，导致学生重结论，不求过程，若长此以往，有碍科学探究能力的培养。

(2) 学生没有真正体验科学探究的过程，缺乏根据实际情景思考并提出问题，形成猜想与假设，并用科学方法获取信息和处理信息，对于知识的发生过程理解不够深入，无法迁移应用。

[修]通过学习和交流，深入理解课标中关于“实验探究”的培养要求：通过学习，学生应具有实验探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

大家从落实物理核心素养的角度，重新设计本节教学流程如下。

(1) 提出问题：隔着放大镜看远近不同的物体，看到的像可能是怎样的？

(2) 猜想与假设：可能是倒立缩小、倒立放大、正立放大、正立缩小等。

(3) 设计方案：安装调节光具座，在光具座依次插入蜡烛、凸透镜，固定凸透镜的位置，把蜡烛由较远的地方然后向凸透镜逐渐移近，观察像的情况。

(4) 进一步提出问题：在实验探究过程学生会发现物距的变化影响着成像的特点，那么像的大小、正倒跟物距有什么关系？怎样确定像的位置？如何测量物距和像距？

为显示光路和确定像的位置，我们往往会借助光屏，学生会想到利用前面漫反射的知识，若在像的位置放置一个光屏，就会使通过凸透镜的折射光线发生漫反射，眼睛从蜡烛一侧向各个方向都可以观察到像的位置和成像的特点。

(5) 实验探究：在凸透镜的另一侧放置一个光屏，并调整蜡烛、凸透镜和光屏的中心在同一高度(思考：为什么要这样做？)使蜡烛逐渐移近凸透镜，光屏上依次出现倒立缩小、倒立放大的实像，记录像的大小、正倒及相应的物距和像距。

(6) 提出问题：在实验过程学生会发现当蜡烛移到一倍焦距以内时，无论怎样移动蜡烛，光屏上都不能得到清晰的像点，这是为什么？应该怎么办？

学生解释：虚像是折射光线的反向延长线的交点，光束没有经过该点，在光屏上只能接收到亮斑，但不是像。若人站在光屏同侧，取下光屏，使光线进入人眼，人通过透镜可以看到蜡烛所成的虚像。

实验探究：取下光屏，用眼睛直接从原来光屏的同侧透过凸透镜观察蜡烛，看看能否观察到像？

(7) 提出问题：成实像时，蜡烛向右移动，像也向右移动，若蜡烛垂直光具座上下、左右移动时，像会怎样移动？

实验探究：成实像时，使蜡烛垂直光具座上下、左右移动，观察光屏上像的位置的变化，要使像成在光屏的中央，观察一下蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心有什么位置关系？

(8) 归纳得出凸透镜成像规律。

案例4：高中物理“动量定理”教学

[课]个人初备，教学流程如下：教师举起两个鸡蛋，从相同高度由静止掉下，一个直接掉到地板上摔破了，另一个掉到海绵上没有摔破。两次碰撞中鸡蛋前后动量的变化是一样的，但碰撞中受到的作用力却不同。引发学生思考，并通过相关实验分析、归纳得出动量定理。

[研]通过集体研讨，大家认为以上设计存在以下问题：教师为了引入课堂教学，每班至少摔破一个鸡蛋，且直接掉到地上，无法回收利用。会误导学生可以随意浪费食物，不利于培养学生“热爱自然，保护环境、节约资源”的责任感。

[修]通过学习和交流，根据课标中关于“科学态度与责任”的培养目标：学生在进行物理研究和物理成果应用时，能遵循普遍接受的道德规范；理解科学·技术·社会·环境的关系，热爱自然，珍惜生命，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。大家从落实核心素养培养目标的角度，重新设计本节教学引入如下。

教师手拿一个鸡蛋准备上课，“一不小心”掉到讲台下面了，教师发出“啊”的一声并开讲：“同学们平时是否也有过这种不小心？大家是否想知道鸡蛋的命运？”多数学生会认为鸡蛋破了，教师请一位学生代表到讲台下面观察鸡蛋(或直接用投影仪投影到大屏幕，让所有学生都能看到)，发现鸡蛋完整无损，因为教师预先在地上垫了海绵。

这样的设计，表面上好像没有对比。其实，学生从日常生活中已经知道：如果鸡蛋直接掉到硬地板上一定会破，现在不破，是因为垫了海绵。这样做，一方面鸡蛋不破，没有浪费食物，体现了培养“科学态度与责任”的要求，另一方面更能引发学生的思考。

以上通过四个教学案例，尝试说明通过“课研修”教研，不断优化教学设计，推进物理核心素养目标的落实。

参考文献：

[1] 彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J].中学物理,2016,(2).

[2] 徐学.基于核心素养下物理概念建立的案例研究[J].物理教师,2017,(1).

[3] 江山.实验探究：培养物理学科核心素养的有效途径[J].中学物理教学参考,2015,(12).