基于核心素养的高中物理分层教学初探

张念依 邓楚楚 林琪 李国榕 唐政 叶晴莹

摘   要：高中生的物理学习能力和水平都存在差异，分层教学模式正是基于这种差异性提出的。同时，实施分层教学也可以更好地推进对学生进行核心素养的培养。本文以功这节课为例，从学生分层、教学目标和内容分层以及练习与评价分层几个角度，谈分层教学具体实施策略。

关键词：分层教学;核心素养;功

如今我国绝大部分学校都采用以年龄为分班标准的班级授课式的教学组织形式，教学的内容与具体教学策略都是以班级的平均水平和形式来制定和完善。但是这种教学组织形式，不可避免地会出现学生的学习水平和能力参差不齐甚至产生巨大差异、两级分化的极端现象。而对于物理这种知识复杂、逻辑性强的学科，如若缺乏创新，对思维方式不同、能力不同、水平不同的学生采用完全相同的方式教学，一致采用“满堂灌”、“一刀切”的教学方式，势必会造成消极影响，比如学习能力强、成绩好的学生在课堂上收获少，学习能力弱、水平较低的学生“学不会、听不懂、跟不上”，甚至逐渐失去对物理的兴趣。

分层教学是伴随新课改而在各学科教学中广泛应用的一种有效的教育理念及模式[ 1 ]。相对于传统教学而言，分层教学可有效改善传统教学方式中教学单一化、片面化的弊端，更能实现学生的个性化学习，发展学生的个性化特点，让每位学生都能有所收获，成绩有所提升。同时，从不同角度用不同方式培养不同层次学生的物理思维，也能更好地满足核心素养中“让学生掌握物理思维和方法，发展学生的思维能力和探究能力”[ 2 ]这一内涵。

1  分层准备：学生分层

在正式进行分层教学之前，首要任务是对学生进行科学、公平合理地分层。这里的分层，不能仅凭几次考试的成绩，还要对学生平时的表现、数理思维能力、学习自主性进行综合考量。在分层时，可以让学生也参与其中，通过这个过程，也能让每位学生更加深刻地了解自己的优势和劣势，扬长避短。

我们将学生分为A、B、C三层：将对大部分知识的学习存在一定困难，而且缺乏主动性的学生，或者是学习动机尚可，但思维跟不上老师，反应较慢，较缺乏数理逻辑的学生划分为A层;将学习努力但是数理思维能力较弱，或是思维能力较好，但学习习惯不佳，自我约束力较差的学生归为B层;归进C层的学生主体学习意识强、基础好、习惯好，稍微通过教师的点拨就可以迅速领会知识的关键内容，或是有比较强的逻辑思维能力，知识面广，兴趣高，动机强。正是由于这些特点，C层的学生往往是班内物理单科成绩较高的同学。

此外，中学阶段的学生处于青春期阶段，会有敏感或逆反抗拒的情况。因此在分层教学过程前，还要格外对学生进行分层必要性以及情况的说明，要让同学们理解分层教学并不是放弃差生然后对优等生特殊培养，更不是在制造班级的两级分化与矛盾——分层教学的目的，是尽可能做到因材施教，是要在每位同学现有的学习水平和能力之上，促进每位同学的学习，提升综合素质，从而提高每位同学的物理学习成绩。而且，同学们所处的层次并不是一成不变的，教师要通过学生一段时间的学习，再次依据其各个方面的表现，对学生的分层情况进行调整，从而获得学生和家长的认同。

2  目标和内容分层

进行完一系列分层的准备工作后，教师应当结合高中物理课程标准，依据知识的结构和特点，对不同层次学生进行分层教学。不同层次学生对知识的接受能力和吸收能力都有差异，教师应当给每个层次设置不同的教学目标。同时，针对不同层次学生思维逻辑方式和能力存在差异的情况，可以采用不同的教学方式和策略，完成知识点的教学和对学生物理核心素养的培养。高中人教版物理必修二第五章“机械能及其守恒量”这一章中，功的概念以及功的计算在这一章节中处于非常重要的地位，对于后续机械能守恒定律和动能定理的应用与计算有着非常重要的影响。本文以功这一节为例，浅谈每一层的教学目的和内容。

对于A层学生，教师需要将核心素养的培养侧重点置于物理观念的形成，使学生能够理解物理概念和规律之间的相互关系，将物理概念进行升华，形成科学的物理观念[ 3 ]。所以A层学生的教学注重物理概念及简单应用：能知道功的概念，知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素，知道求功的公式并能进行简单应用，能区分正功和负功并知晓正负功的含义。针对这层学生，教师需要有十足的耐心，将知识点细化并以填空的形式写在导学案上，这样上课时，同学们边听教师讲边将导学案补充完整，听一遍再写一遍，从而加深印象，增强对概念的理解。

对于B层学生，教师需要将科学思维作为物理核心素养的培养侧重点，提高学生对综合性的物理问题进行分析和推理的能力。B层学生的目标是理解功的概念以及正功和负功的意义，掌握恒力做功的公式的应用条件并且能熟练运用。学生需要在课前预习完本节知识点，并将不理解的知识点做好标记。通过预习达到知己知彼的目的，使课堂上的思维活动更具方向性，牢牢地把握学习的主动权，提高听课效率[ 4 ]。 教师在课堂上对知识点进行系统性地讲解，让学生明确知识点间的内在逻辑，并对同学们不能掌握的知识重难点进行课上释疑。

对于C层学生，教师需要将物理核心素养的培养侧重点置于科学探究的培养，使学生能够在分析已有结论的基础上自发探究物理问题。这一层的学生学习较为主动，所以在知识点的学习上，并不会依赖于教师的讲解，教师可以只在重难点的问题上给予一定的引导，让学生进行自主探索，教师再提供支架型的帮助。该层学生的教学目标，除了掌握这一节的所有知识点，并能够自主或小组合作对本节知识点进行梳理，尝试与前一节所讲的能量联系，探究功与能之间的关系。

3  巩固练习及评价分层

分层教学不仅要在课堂的教学中进行实施，在课后知识的巩固环节和评价方式上也要做到分层处理。

对于A層的学生，教师要以巩固和纠错为核心，布置的练习题以基础为主，如概念性问题的理解、受力分析、将抽象问题具体化，让该层学生能在基础题目中巩固所学的知识点。以列题为例：

【例题】一物块置于光滑水平台上，现用方向向右，大小恒为F的拉力将其拉动。求拉动距离为d时，拉力对物體做了多少功？

这道题其实就是一道恒力做功的题目。依据题意，拉力的方向和物块位移方向相同，可直接列出公式W=Fscos0°=Fd。通过此题，学生可巩固求功公式的应用，若发现知识理解偏差的地方可以及时改正。遇到中等或偏难题目时，教师应将问题化整为零，可以将综合问题拆解成一个个小问题。同时，教师的评价方式应当以鼓励为主，这样学生才能不怕出错、勇于提出疑问，及时查漏补缺。

B层学生夯实基础问题的同时，更重要的任务是提高思维逻辑能力和分析解决问题的能力，所以可以在学生熟悉作答恒力做功的问题后，布置部分有一定思考空间并能培养学生思维逻辑方式的题目。

例如，教师可在例题的基础上增加一个问题：若力F的大小与离开初始位置的距离成正比， 比例系数为k。则拉动距离为d时，拉力F对物体做了多少功？

经过改动，同学们发现，在这道题目里，力F的大小不再是恒力，而是会随距离呈现线性变化，在这里我们可以引入F-x图象，如图1所示：

设x为拉动的距离，拉力的表达式为F=kx。那么图1中ΔABO的面积就代表拉力在拉动d距离时所做的功：W=SΔOAB=AB×OB=kd·d=kd2。这种线性力做功在一些与实际相结合的应用题中将有所涉及，例如钉钉子类问题，题目中会常设定向木板中钉钉子时，钉子受到的阻力与其钉入的深度成正比，也就是阻力是随深度变化呈线性变化的。那在求解这种问题中的阻力做功问题时，就可以采用较为直观的图象法求解。

在教学方式和评价方式上，可以安排这层学生进行小组合作式学习，之后进行小组成员互评。学生在小组中一起捋顺知识点，交流探讨习题的做法和解题的思维方法，将习题按考察点或题型进行分类、归纳与整理。同时，小组学习还可以让学生在合作中增进交流，互相取长补短，达到共同进步的目的。

C层学生自主性较强，可以通过自主学习和复习达到比较高的水平。教师布置给这一层学生的练习题应当在综合性与难度性的基础上，能够拓宽知识的深度与广度，引发学生更深层次的思考。教师可以在例题的基础上再增加一个问题：若力F的大小与拉动的距离的平方成正比， 比例系数为k。则拉动距离为时d，拉力F对物体做了多少功？

这道题成了求解非线性力做功，C层的同学们会发现直接使用求功公式或图像法都无法解决此问题。所以教师可引导学生利用微元法解决这类问题。本题中，我们将拉动物块的过程看成n次微元用力拉动的积累结果，设每次拉动的微元距离为Δx，那么第i次微拉动时物体与初始位置的距离xi=iΔx。

设拉力的表达式为：F=kx2，

第i次微小拉动时，拉力大小为：Fi=kxi2=k（iΔx）2=ki2Δx2    （1）

由于拉动的距离Δx非常微小，因此在这微小距离内可将F视为恒力，则F在Δx距离内对物块所做的功为：

Wi=Fi  ·Δx                                （2）

将（1）带入（2），有：

Wi=ki2Δx2 ·Δx=k·i2··=ki2    （3）

将（3）求和，可得整个过程中拉力对物块所做的功的大小：

当n→∞时，可认为n+1≈n，2n+1≈2n则上式可化简为W=·2=kd3，即拉力做功为kd3。

除了微元法，在C层学生中，还有一部分学生参加过物理竞赛或数学竞赛的培训，已经对微积分的方法有所学习，亦可采用微积分方法解出答案：

微元的思想是化整为零再积零为整，将整个过程分成无穷多个“元过程”，对这些“元过程”进行分析和规律的探寻，然后利用物理思想和数学方法进行整合处理，便可得到最终的求解结果。微元法中蕴含的整体与部分的思想在受力分析等题目中属于非常常用的思想。而微积分方法思路简单，且更具有普适性。虽然两种方法高中的学习中所用较少，但是两种方法都可以强化同学们将数学方法和物理题结合的思维，拓宽学生的眼界，从而达到对C层学生的培养目的。

随着新课程改革的不断推进，为了更优质的教学方式和效果，就必须要摒弃“大帮哄”的教育方式，认清学生的学习能力和水平存在差异的问题。教育理论中的“因材施教”原则和分层教学模式正是基于学生的差异性而提出的。同时，分层教学遵循的以人为本，以学生为主的教育理念，以及所实现的个性化教学程度，符合素质教育观念和核心素养。分层教学将教学对象分层，每层学生要采用不同的教学方式，制定不同的教学目标和内容，能够让每位学生通过物理课堂提高科学思维能力，培养科学精神和科学态度，提高学习的兴趣，在已有的基础上取得更大的提升。

参考文献：

[1] 吕型伟.实施有差异的教育[J].课程·教材·教法， 2009（7）：1-2.

[2] 胡卫平.物理学科核心素养的内涵与表现[J].中学物理教学参考，2017，46（15）：1-3.

[3] 罗莹.物理核心素养研究：物理知识与物理观念[J]. 物理教师，2018，39（6）：2-6.

[4] 周悦霞.初中物理教学中学生有效预习指导策略[C].2019年“教育教学创新研究”高峰论坛论文集.北京：2019年“教育教学创新研究”高峰论坛，2019.