基于核心素养导向的高中物理教学设计探究

摘 要：随着新课标改革以来，物理学科在学生的学习生涯中变得更加重要。目前高中物理教师的主要教学任务是向学生传授物理相关知识，并培养其核心素养，因此教师应当从核心素养的理念进行教学设计。核心素养是促进学生全面发展的必要品格与关键能力，这种素养不仅体现在学生分析问题、解决问题的能力，同时还能够体现在学生的日常生活中对待事情实事求是的态度。文章从基于物理核心素养导向的教学设计过程、教学反思两个方面进行分析和介绍。

关键词：核心素养导向;高中物理教学设计;反冲运动火箭

一、 引言

核心素养的培养是当前各学科的核心部分，也是开展素养教育的重要一步。对于当前的高中物理教师来说，在进行课堂教学时，应当结合理论与实践，在实验当中使学生的思考能力与动手能力同时得到锻炼，并使其养成求真务实的学习态度，进而使学生的多方面能力提升。同时教师还应当从核心素养出发，对教学设计不断地探索与创新，找到适合学生学习的新的教学模式与方法，提升课堂的教学效率，促进学生的全面发展。

二、 基于物理核心素养导向的教学设计过程

（一）物理观念

物理观念不是物理概念，它是对物理知识有引导作用的一种学习物理的体系知识结构。学生在学习一个知识点，了解其物理概念、物理规律时，脑海中就会形成一个物理知识结构，换句话说，就是学生了解了该知识点的物理观念。在学习反冲运动火箭这一实验时，可先让学生对三个实验进行观察，对其现象进行了解，并找出其共同之处，让学生初步形成物理观念。可以通过观察不同方向气球飞出、小车间的反冲运动、水火箭的发射三个演示实验，让学生在脑海中形成物质观念、相互作用观念、运动观念。相对于高深物理的抽象，基础物理在生活中是很常用的。其实，基础物理的知识点很多是可以通过实验让学生切身体会到的，这样他们就会对物理知识有很深的印象。在对《反冲运动火箭》进行课件设计时，因其主要内容为现象与原理的解释，所以笔者让学生根据教材中的内容在实际生活中寻找符合反冲运动的具体例子，然后自行设计相关实验并对该现象进行解释，利用该方式能够让学生进行探索，可使其更好地掌握本节课的相关知识与理论。水火箭发射实验所引起的反响十分强烈，同时为其后的教学奠定了基础。学生根据实验与教学内容推导火箭原理，并认识到影响火箭获得速度的因素，最后形成反冲运动的物理观念。

（二）科学思维

培养学生的科学思维是培养学生核心素养的核心部分，高中物理不仅要让学生掌握已经学习的相关理论和知识，同时还要清晰认识本阶段的研究思路，并能够自行设计实验对物理现象进行验证。因此教师在开展教学期间，需要加强对学生独立思考能力的培养，要积极鼓励并引导学生从不同的角度对所学习的知识点进行思考，即使是定理，学生也可以根据所学习的知识对其产生怀疑，进行思考等，帮助学生培养科学思维，防止学生在傳统的教学方式下形成思维定式，不能够打开自身的思维空间。教师在课堂上应当引导学生去发现问题、提出问题，引导学生利用所学大胆地、独立地进行物理探究，用物理的角度去解决提出的问题，不断地对所学习的知识进行创新，营造良好的课堂讨论氛围，使学生能够更好地理解并掌握物理知识。

形象思维可提高学生的独立思考能力与学习兴趣。以物理实验的形式开展教学活动就是应用形象思维的一种教学方法。物理这门学科具有抽象的特点，因此利用实验能使学生将抽象转化为形象，使其更加深入地理解相关知识。实验不仅能够检查学生掌握理论知识的程度，同时可对其独立思考能力、观察能力与实践操作能力等进行检查。最重要的一点是能够使学生对物理产生兴趣。实验具有多个步骤，设计是整个实验十分重要的一个环节，学生进行设计时需要思考，是锻炼自身独立思考能力的有效方法。

归纳思维能够帮助学生迅速找出题目中与物理知识相关的内容，并根据这些内容找到针对性解题方法，可提高其解答问题的准确率与速度。归纳可以对学生的再加工能力进行检查，同时可检查其比较能力。深入理解已经学习的物理相关知识是归纳的基础，只有完全理解与掌握方可进行加工与重组，而对类似、不同物理知识进行比照则能够帮助学生更准确地掌握这些内容。另外，在进行归纳期间学生会下意识地将这些具有相似性的问题与题型进行整理及归纳，能够为今后的解题奠定基础，使其准确率与速度提高。

（三）实验探究

在物理学习的过程中，通过实验可以有效地帮助学生形成探究意识，并且通过实验让学生去发现问题、解决问题，学生在该过程能够找出所蕴含的物理规律，为学生理解物理知识并掌握奠定基础。教师可以带领学生做反冲小车和纸火箭实验。在反冲小车实验中，通过合理的分组，让学生以小组分工合作的形式，部分人观察现象，其余人对数据进行记录，共同对数据进行分析并获得结论，最后讨论实验内容，对实验进行反思与总结。在纸火箭实验中，学生按照教师的步骤进行实验，可发现实验现象：锡箔纸飞出的方向为前，支架运动的方向为后，二者相反。学生通过两个实验，可以对实验现象进行探究，了解动能守恒定律的应用，理解反冲运动的物理实质。

随着多媒体技术的成熟与广泛应用，其给物理教学提供了极大帮助。部分实验难以在实际环境下展开，可利用模拟环境进行，减少实际操作产生的误差。物理教师要积极应用多媒体技术获取教学资源，拓展更多学习物理的有效途径，使学生的发散思维得到锻炼。将多媒体技术应用于物理教学中，能够使教学内容更加丰富多彩，使学习物理更加多样。多媒体技术的应用也可以通过视觉、听觉对学生进行刺激，可激发其好奇心，提高其学习兴趣，并更加真实的认知到物理知识。

（四）科学态度与责任

科学态度与责任是物理教师教学过程中的重要部分，随着教育体制改革的深入发展，其对高中物理的要求也不断提高，要求其能够发挥使学生科学精神得到培养的作用。传统物理课程以知识内容为主，与科学发展现状脱离，对学生科学精神培养较少，新的教育教学理念则日益重视学生科学精神的培养。科学态度与责任是人们在科学教育实践中生成的对科学技术正确的价值判断，是对科学进行长期探索而累积的精神气质的一种体现。教师应在物理教学中引导学生既勇于探索新知又能实事求是，既能敢于独立思考又能与人互助合作，逐渐形成对科学和技术应有的正确态度以及责任感。

以《反冲运动火箭》一课为例，在播放火箭发射视频的环节，引导学生对这一现象在脑海中进行建模，根据所学的物理知识对其发射原理进行分析，以此激发学生对物理探索的欲望。在分析例题环节，可以让学生自己动手进行计算，得出正确的答案。如果一些学生在计算过程中，由于失误，得出不同的答案，教师应当鼓励学生勇敢地去质疑、发现问题，得出正确的结论，培养学生求真务实的科学态度以及物理核心素养。

三、 教学反思

（一）达成教学核心内容

学生要对不同实验进行分析，寻找不同实验的共同之处，教师则要对学生进行引导，使其得出相关定义，并对其原理进行分析，以此强化学生发现、分析问题并解决的能力。利用设计问题求解模型，以小组的形式展开讨论，使学生对物理知识发展的历程有着更加深入地理解，最终使其形成系统的知识体系。同时，探究式实验的深入学习，可以培养学生的实际动手操作能力，亲身体验实验的过程，帮助学生对教学中涉及的物理知识进行更为深入地了解，并促进其物理观念形成。

（二）达成培养科学思维方法

教师从教材的知识点出发，引导学生建立相应的模型，并且不断思考与探索，对模型进行求解与应用。利用抽象的科学方法，让学生以模型来代替实际的事物。在这一环节中教师充分调动学生的情感，让学生积极参与到教学活动当中，提高其思维发散性，使其更加灵活，能够从不同方位与角度看待问题，打破固化思维的限制。以反冲运动火箭为例，学生在初学该课内容时，对于动量守恒定律这个概念就有所误解，认为其相互矛盾。既然系统所受外力的合力虽不为零，但比系统内力小得多，那么还能满足动量守恒的条件吗？很多学生都会产生这个疑问。这种情况就是学生考虑问题时的固定思维，局限性很大，没有对整体进行观察与思考，使得其无法理解问题。同时也说明很多学生在思考问题时的角度过于单一，无法做到发散思维，利用这种具有矛盾性的问题引导学生进行思考，当其能够从其他角度得出答案时，意味着其已经对自身的发散思维能力进行了锻炼。

四、 科学态度与责任目标达成

通过让学生分析数据，得出结论。对于得出的答案与结论不同的情况，鼓励学生发现问题、通过探讨，得出最终的结论，培养学生求真务实的科学态度以及正确的科学价值观念，有效地培养学生的物理核心素养。

如在本课的拓展资料中，教师可以详细介绍钱学森对于我国火箭事业和导弹事业发展所做出的巨大贡献。进而由科学态度与责任谈及核能的运用，教师可以先用课件出相关的资料与图片，为学生介绍其重核裂变现象，是哈恩与斯特拉斯曼于1939年通过中子轰击铀核时发现的。同时提出问题：如何做到正确且和平的利用核能？接着教师让学生对比二战中广岛和长崎被投放原子弹和新中国第一颗原子弹爆炸的历史和社会背景当中的双面性影响，以钱学森的相关事迹为基础，引导学生讨论科学伦理问题。并提出问题：是否能够人为控制核反应，使其由迅速、剧烈释放转变为缓慢释放？让学生于课后进行思考，这种方法能够使课堂拓展到课外，同时能够为其后相关知识的学习奠定基础。利用这些教学活动可使学生形成正确对待技术与科学的态度，并产生责任感。

五、 结语

为了更好地培养学生的物理核心素养，高中物理教师应当从核心素养的角度对教学进行设计，通过科学思维与态度、责任、实验探究、科学思维等方法帮助学生更好地理解物理规律与相关知识，培养学生正确的科学态度与责任感。同时教师还应当对课堂教学进行反思，教学目标与教学任务是否达成，并且通过不断地创新与探索，找到更加适合学生学习的教学方式，促进学生对物理的学习。

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[4]车玥.新课程背景下高中物理有效教学的几点思考[J].才智，2019（36）.

作者简介：齐博远，甘肃省白银市，甘肃省白银市平川中学。