基于核心素养视角下高中物理教学设计

候林

摘 要：我国2017年出版的《普通高中物理课程标准（2017年版）》中要求：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面[1]。本文以人教版普通高中物理选修3-3《分子的热运动》的教学设计为例，浅议一下基于核心素养视角下的高中物理教学。

关键词：高中物理;核心素养;教学设计;分子的热运动

高中物理学习阶段，观察研究布朗运动是学生学习分子的热运动，认识分子运动的最佳实验，对于学生间接的理解分子在永不停息的做无规则运动具有重大的作用。目前，教师在讲授这节课时，由于演示实验时难以成功等因素，只能结合静态图片或者动画模拟来讲授。但对学生进行检测时发现学生并不能很好的理解布朗运动并不是固体分子的运动和液体分子的运功，而是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，进而不易认识到液体分子的无规则运动。鉴于这种情况，本文就布朗运动的实验加以改进，结合普通高中物理核心素养从创设学习物理概念情景，渗透物理观念、引导学生运用科学思维方法建立物理概念、选择具体问题运用物理概念，关注实际应用，内化为物理核心素养等视角探讨如何寓核心素养于教学设计之中[2]。

一、创设学习物理概念情景，渗透物理观念

物理观念不是物理概念、规律，而是人们对于研究物理问题或现象的一种思维方式和理解方式。在教学中，教师需要通过巧妙的实验演示，构建恰到好处的物理学习情境，提出具有启发性的问题，激发学生的求知欲望、学习物理知识与探究物理规律的兴趣和有意义思维活动，以便于物理学科核心素养的渗透培养[3]。

在《分子的热运动》的教学中，教师将分子热运动蕴含的物理观念渗透在所创设的教学情境中，如日常食用的茶蛋，就是调料中的物质运动到了鸡蛋中。教师创设问题情境，引导启发学生结合生活实际进行思考：金片和铅片压在一起，无论金片放在上面還是放在下面，金都会扩散到铅中。为什么会出现这种现象呢？大部分学生会将这个现象解释为是人为压迫所导致的现象，此时教师继续发问设疑：这种解释是否正确，有没有一定的科学理论支持？学生通过对教师提出的问题结合可视化的生活情境进行辩证性的思考，树立重视科学实证观念。

二、引导学生运用科学思维方法建立物理概念

在本节课的教学中，学生们的猜想是由于外力存在导致的“金中有铅，铅中有金”。

因为该实验的时效问题，不便于演示该实验，教材则是引入布朗运动的实验解释分子的热运动。但在实际教学中，存在以下问题：

1.教师演示实验，学生通过显微镜观察布朗运动现象不方便、不明显。

2.适合观察布朗运动的悬浊液的配比比例不明确。

3.未体现出温度变化对布朗运动的影响。

4.学校实验室中平面式载玻片观察不到分层的布朗运动现象。

改进建议：

1.利用同步影像设备将显微镜中的画面进行同步拍摄，并回传至屏幕上播放。以克服学生不能实时观察、讨论、分析实验的现象。

2.将碳素墨水滴入稀释的颜料悬浊液中，使用1000倍的显微镜可以观察到大小不一的颗粒，便于学生观察到大小不同的颗粒的运动状态。

3.利用恒温加热设备对载玻片加热，探究不同温度下布朗运动的剧烈程度。

4.将一个挖去中央的载玻片与一个完整的载玻片粘合在一起，并使盖玻片不完全遮盖凹槽，避免产生气泡影响观察。

实验改进后，学生在实验探究的过程中了解布朗运动，进而从运动观念的角度对分子热运动有深刻理解。

三、选择具体问题运用物理概念，关注实际应用，内化为物理核心素养

基于核心素养下的普通高中物理教学，评价的标准不仅仅是知识的掌握，能力的提升，还有崇尚科学的情怀和勇于担当的社会责任。因此，在我们高中物理学习中，要把知识的学习与生活实际紧密的联系起来，使学生在学习知识的同时，了解科学发展水平，也要思考环境问题，经济问题及社会问题等，作为社会主义现代化的未来建设者和接班人应该明确肩上的责任与使命。

在本节课的教学中，教师与学生共同探究学习主干知识的同时，应当做适当的拓展，以便于帮助学生拓宽视野，巩固升华学生的知识内容，练习题设计为：

【典型例题】雾霾是各种悬浮颗粒物含量超标的表述，雾霾中悬浮颗粒物形状不规则，但可以看成密度相同、直径不同的球体，用PM10、PM2.5表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物。

在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布不随时间变化。则以下描述正确的是（ ）

A. PM10表示直径小于或等于的悬浮颗粒物

B. PM10受到的空气分子作用的合力始终大于所受到的重力

C. PM10和大悬浮颗粒物做布朗运动

D. PM2.5的浓度随高度的增加增大

学生的思路是PM10表示球体直径小于或等于10μm的颗粒物，由于，A项错误。PM10悬浮在空中，说明空气分子作用力的合力一直等于重力，B项错误。PM10为固体颗粒，悬浮在大气中做无规则运动，是布朗运动，C项正确。因为PM10与PM2.5的密度相同，故PM2.5的浓度随高度的变化与PM10一致，即PM2.5的浓度随高度的增加而减小，D项错误。

针对于以上分析，学生不仅要明白其中渗透的物理知识，更要知道当今的环境问题也日益突出，影响包括动植物甚至人类的生存，明确保护环境的重要性和紧迫性。

四、结束语

新形势下，普通高中物理教学设计要符合核心素养的要求，教师要在教学中培养学生的物理观念、科学思维，在实验探究、建构知识和实际应用中，从物理的学习中认识科学的本质，将理论与实际紧密结合，不断深化核心素养。

参考文献

[1] 中华人名共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.物理（选修3-3）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[3] 闫金铎，郭玉英.中学物理教学概论（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2009.12.