培育核心素养 提升课堂效益

邬娟

摘要：核心素养本质上是学生在应对和解决复杂的、不确定性的问题时，能够应用物理观念进行解释，采用科学探究的手段进行搜集信息和取证，应用科学思维进行解释和分析，在此过程中树立严谨的科学态度和正确的价值观。本文以《牛顿第二定律》教学设计为例，分别从创设情境、科学探究、问题解决、价值观渗透四个方面探讨在物理教学过程中对培育学生核心素养的渗透。

关键词：核心素养;教学设计;课堂教学

党的十八、十九大报告也提出，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务，发展素质教育，推进教育公平。2013年，教育部启动了普通高中课程标准的修订工作，进一步明确了普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养，使学生具有理想信念和社会责任感，具有科学文化素养和终身学习能力，具有自主发展能力和合作沟通能力。《普通高中物理课程标准》中指出，物理学科核心素养包括了“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”和“科学态度与责任”，笔者以《牛顿第二定律》教学设计为例，来探讨在课堂教学中以培育学科核心素养为导向的教学过程。

一、合理创设情境，形成物理观念

物理观念是从物理学的角度形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华。以学生的生活经验或前知认识为教学的引入部分，有助于学生构建新的认知，培养学生的运动与相互作用观念。

【案例呈现】 情景导入

视频：足球中头球射门的视频。

问：足球的运动状态发生了什么变化？

答：足球的速度大小、运动方向都发生改变。

问：足球的运动状态为什么发生改变？

复习：牛顿第一定律中解释了这一现象，力是改变物体运动状态的原因。

结论：当足球运动状态改变时，可以用加速度来描述其变化，所以说力是产生加速度的原因。

【设计说明】本节课教师采用了学生比较感兴趣的内容，即足球比赛中精彩头球部分，激发学生的兴趣，并将生活实际与物理概念和规律进行联系，从物理学视角解释生活中的实际现象;在前认知的基础上，引发新的问题，为后面的探究与分析打开了思维的大门。

二、重视探究学习过程，提升科学探究能力

新修订的《普通高中物理课程标准（2017版）》（后简称为《课程标准》）中特别强调，要重视对学生科学探究能力的培养。《课程标准》中对科学探究的四个要素进行了说明，包括：问题、证据、解释、交流等要素。

【案例呈现】

1.定性分析

实验1：将两个质量几乎相同的小车分别放在轨道上，分别挂上质量不同的长尾夹，产生不同的拉力，观察小车启动的快慢不同，即启动时加速度不同。

设问：为什么两个小车的加速度不同？猜想加速度与外力有什么关系？

实验2：二个质量不同的小车分别放在轨道上，挂上质量相同的长尾夹，观察小车启动得快慢，比较小车的加速度。

2.定量分析

设问： 为什么小车受到的拉力相同，加速度却不同？加速度与质量有什么关系？

（1）猜想：小车的加速度与力、质量有什么定量关系？

（2）设计实验：研究对象是谁？研究的方法是什么？需要研究的变量有哪些？如何测量？

（3）合作探究：a. 研究小车在质量m一定的情况下，加速度a与作用力F的关系。

b. 研究小车在质量F一定的情况下，加速度a与质量m的关系。

（4）分析数据：作出“a-F图像”;作出“a-m”图像，再点击“a-1/m”图像。

【设计说明】“探究物体加速度与力、质量的关系”是高中阶段的重要探究实验之一，也是本单元的重要学习过程。通过教师创设的情境，即两个小车同时运动的对比实验，让学生学会观察并发现问题并分析问题，得出物理量之间的定性关系。在通过DIS實验仪器，对物理量进行测量、收集和选择有用信息，对数据采用绘图的方式进行逻辑处理，并对问题进行合理解释，让学生体会探究的过程，通过小组合作、师生对话，培养学生准确表述问题解决过程的能力。

三、基于问题解决，提升科学思维品质

问题解决和科学探究一样都是学生的学习过程之一，科学探究主要用于新的物理概念或者物理规律的探索与获得的过程，而问题解决可以是在学习过程中对新知识的理解与应用的过程。问题解决除了利用所学的新知识对实际问题的解决过程，有时在科学探究中对出现的误差、实验操作背后所蕴含的物理原理进行深入的分析，从而培养学生的科学思维意识和思维方式的转变。

【案例呈现】

问题1：根据上述探究得到的a-F图像，为什么图像不过原点？

学生提出猜想：

猜想1：操作失误或选择的数据有误

解决办法：展示教师多次实验的结果，发现不过原点的图像居多

猜想2：轨道有摩擦

解决办法：减小摩擦的影响，通过受力分析，分析出可以通过抬高轨道一端（图3（a）），让重力的分力与摩擦力平衡来达到目的，再次实验结果如图3（b），再次说明当只有砝码的重力提供拉力时，小车的加速度与合外力成正比。

问题2：根据上述探究得到的a-m图像，如何证明当物体所受外力一定时，物体加速度a与物体质量m成反比？

解决办法：通过图像转化，将a-m图像转化成a-1/m图像，通过证明物体加速度a与质量的倒数1/m成正比，从而说明a与m成反比。

【设计说明】发展学生的科学思维能力是重要的教学目标之一。建构模型是其中的一种重要方法。教师根据实验，引导学生将实验中的小车运动建构成分别在水平面上和斜面上运动的质点，通过分析小车的受力情况，在共点力的平衡的基础上提出用重力的分力来平衡摩擦力，让学生体会建构模型的思维方法，并通过建构模型来解决实际问题。在处理问题2时，则是将数学方法和物理过程进行整合，有利于培养学生分析和综合能力。

四、认识科学本质，形成科学态度

物理是研究自然世界物质的基本结构、相互作用和运动规律的一门自然科学。物理与我们的生产生活息息相关，为培养学生认识科学本质、形成科学态度、科学世界观和正确的价值观，体现了物理学科的育人价值。

科学态度和责任的培养是贯穿在整个教学过程中的，例如在教学引入的过程中，通过创设联系生活的真实情境，活跃了课堂氛围，激发了学生的学习热情。在科学探究过程时，让学生在小组活动中体会团结协作的重要性;在处理数据时，遵循科学的本质，尊重实验事实，如实记录、客观对待实验数据，培养实事求是的科学精神。在解释、交流的环节中，尽可能地为学生交流创造机会，锻炼学生的表达能力，体会和享受成功的喜悦。

总结：

物理教学要达到培养学生学科核心素养的目的，要为学生创设真实的情景中，同时指导学生去经历观察、质疑、操作、解释、交流等学习活动，使学生在此过程中形成物理观念、体验科学探究、提升科学思维品质并形成科学的态度与责任感，树立正确的价值观。将物理学科核心素养贯穿在物理教学活动的全过程中，体现物理学科的育人价值。

参考文献：

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

[2]上海市教育委员会教学研究室.中学物理单元教学设计指南 [S].北京：人民教育出版社，2018.

[3]上海市教育委员会教学研究室.教学与评价的风向标：上海中小学各学科核心素养研究[R].上海：上海科技教育出版社，2018.7.

[4]郭玉英.中学物理教学设计[M].北京：高等教育出版社，2016.5.

上海市亭林中学 上海 201505