核心素养视角下高中物理项目化教学思考与实践

2022-03-22钱丽红

高考·上 2022年1期

摘要：在新的课程改革中，高中物理对学生的核心素养提出了更高的要求，如果采用传统的灌输式教学，学生对于抽象的高中物理知识理解难度非常大，而在项目化教学过程中，不断地渗透四大物理核心素养，在提升课堂效率的同时，能够有效地提升物理核心素养。本文将引入项目化教学来实施高中物理教学工作，探讨项目化教学发展学生核心素养的策略，同时还将提出的策略应用至实际的教学过程中，从而提升学生的物理核心素养。

关键词：核心素养;高中物理;项目化教学

项目化教学主旨是以学生为教学主体，通过教师引导，让学生融入教学任务中，自主探索和发现，激发出学生的学习自主性和积极性。由此可见，项目化教学可以帮助学生提升探究能力和思维逻辑能力，对学生核心素养的提升具有非常明显效果。教师在项目化教学中的角色为引导者，通过情境引导，帮助学生明确学习任务，然后以小组形式对问题进行科学的自主探究获得，寻找解决问题方法，并相互之间进行项目成果的交流。

一、核心素养概述

关于高中物理核心素养培养的要求在我国高中物理课程标准中已经明确地指出，高中物理核心素养主要包括知识、方法、精神态度、应用这四方面。

通过物理核心素养内容可知，自主学习和自主探究能够促进学生快速地掌握物理相关概念，这些探究式的学习方式可以锻炼学生的思维，也有利于培养学生在物理学习中的认真严谨的态度和一种负责任的学习方式，激发他们的学习兴趣，让学生有更加全面的发展。

二、项目化教学概述

（一）项目化教学概念

项目化教学是近年来兴起的一种新型教学模式，通过将学科知识内容转化为多个教学项目，由师生共同参与并完成。学生根据工作程序自主进行项目信息查询与收集、决策、实施、成果展示和评价总结，整个过程学生不仅表现出浓厚的学习兴趣，也在学习中养成了探究精神，逐步构建起完整的知识体系。项目化教学注重理论与实践相联系，学生能够在完成项目时提高分析与解决问题的能力，真正在课堂上占据主体地位，获得事半功倍的教学效果。高中物理中应用项目化教学法，有利于拓宽学生知识面，积累更多物理基础知识，促使学生学习和应用能力不断提升。

（二）高中物理教学实施项目化教学的价值

核心素养培养是素质教育必然要求，物理作为自然学科重要组成部分，是培养学生核心素养重要学科。项目化教学主旨是以学生为教学主体，通过自主探索教学设计，促进学生深度学习。在高中物理教学中开展项目化教学具有以下优势：

1.激发学生对教学的参与积极性。项目化教学将高中物理知识点与实际生活相结合，学生学习兴趣被充分激发，在教师的引导下，如果发现物理问题，自主探索的兴趣更加浓厚，参与积极性更高。为了能够更好地对物理问题进行探索，并解决问题，让学生以小组为单位，积极开展物理问题交流，制订出解决问题的方案，并将方案付诸行动中。相较于传统灌输式教学，项目化教学让学生更具主动性，课堂上学生能够将自己的意见直接发表出来，使得整个教学课堂更加轻松活跃，学生参与教学活动更加积极。

2.促进学生深度学习。项目化教学更加强调学生深度学习，在项目化教学中，教师需要为学生构建良好的学习情境，项目主题与学生的生活情境、社会环境、自然现象都有关联，强调学生在项目中解决生活中的问题。同时项目化教学中学生是项目方案的制订者、实施者，具有较强的自主性，小组成员可以相互监督学习、批判反思，创造性地解决问题，能让学生做到深层次学习。

三、核心素养视角下高中物理项目化教学原则

（一）直观性原则

高中阶段学生已经开始由感性思维朝着理性思维发展，在学习物理知识过程中，注重将实际生活中的物理现象与知识紧密结合，并根据现有的经验进行深入思考，从而应对物理知识掌握和应用。因此，教师在高中物理教学时，应该发挥学生这一思维特点，将物理知识更加直观化，实现教学课堂的生动表象化和生活化，让学生通过感知活动来掌握知识点，帮助学生透过现象理解本质，让学生更加深入地了解和掌握知识点。高中学生喜欢进行探索分析，应该多进行实验教学，给予学生更多的感官刺激，让实验现象给学生更强烈的感官和视觉感受，使学生通过实验现象对物理知识进行深入探索分析，充分激发学生对物理学习的兴趣。

（二）启发性原则

教学活动应建立以学生为主体，让学生全程参与的课堂教学，教师以引导者角色把握设定的方向，同时对学生进行启发性引导，帮助学生发现问题，以项目化教学设计方式，让学生进行合作探索交流，彼此交换思维探索结果，从而正确解决问题。此外，教师教学过程中应尽量创建和知识点相关的生活情境，采用不断提问方式，引导学生对问题进行积极思考，培养学生逻辑思维和探索思维。无论采用何种教学方式，都应坚持教师引导者身份，让学生全程参与物理课堂教学，引导学生对物理问题进行自主探究。因此，教师需注重启发性教學原则，以教学目的为基础，通过情境创设，引导学生对问题进行积极思考和探索，同时通过项目化教学，帮助学生以小组合作方式进行交流解决问题，提升学生探索思维和团队合作能力。

（三）创造性原则

项目化教学本质是让学生在物理课堂教学中进行自主探索，自主探索能够帮助学生形成创造性思维，让学生解决问题的方式更具创造性。因此，在进行物理教学时，教师在与学生一起对物理知识进行学习掌握外，还应通过生活化情境创设，引导学生对物理问题进行自主探索，为了使教学更具创造性，进行教学方式和器材改进和创造，使学生更加积极地参与物理教学，帮助学生理论与实际有机结合，提升学生逻辑思维和创造性思维。

四、高中物理项目化教学应用分析

本文将以“太阳与行星间的引力”这一教学内容为案例，介绍如何采用项目化教学方法来培养学生的核心素养。

（一）情境导入，明确任务

为了确定学习目标，需要对高中物理的核心素养进行分析，确定教学内容。在“太阳与行星间的引力”单元内容中，首先，让学生更多了解行星运动认识的发展历程，促进学生的宇宙物质观的形成。其次，是掌握行星做匀速圆周运动所需向心力是如何产生的，最后，帮助学生理解相互作用力。

教师给出学案，让学生在课前进行自主学习，提炼出学习提纲。以“太阳与行星间的引力”教学为例，可以给出以下几个问题让学生在课前进行探究学习。

探究1：行星运动具有哪些特征？行星运动遵循哪些物理定律？

探究2：在简化模型下，可以如何描述行星运动？又如何构建行星运动的物理模型？

探究3：分析行星为什么会做有规律的圆周运动？圆周运动所需的向心力来源于哪里？

探究4：行星运动轨道半径与向心力之间存在什么关系？

探究5：通过观察行星运动模型，探究向心力、轨道半径、行星质量之间的关系。

探究6：探究科学精神、科学本质和规律应用。

（二）收集资料，制订方案

通过牛顿第一定律可知，只有在力的作用下才能改变速度，行星绕太阳做圆周运动，只有太阳对行星具有引力才能实现。同时根据牛顿第二定律F=ma发现，如果能够指导行星运行加速度与轨道半径之间的关系，则可以计算出行星受到的引力与距离之间的关系。表1为不同行星与太阳之间的运行半径、周期和加速度数据，通过这些数据来计算出加速度与距离间的关系。

根据加速度和距离的数据，猜测它们之间存在怎样的关系，思考如何验证我们的猜测，引导学生设计项目化教学方案。

（三）自主协作，具体实施

若加速度与距离之间存在反比例关系，则可以得到一条关于a与1/r的直线关系图，则与表格中的数据明显不符合，为了找到加速度与距离之间正确的关系，通过在Excel软件输入加速度和r的二次方数据可以看出，a与1/r2成反比。

由学生自由地讨论和推导：如果行星运动轨迹是已知，则向心力可以用哪些关系来表达？

学生自主讨论和探究后，得到：

即可得知，行星受到太阳的引力大小为：

根据上式，采用小组的形式探索影响引力大小的因素有哪些？最终学生通过讨论得出：不同行星中的k为常量，m、r不同，F与m成正比，与r的平方成反比：。培养学生的抽象思维及推理能力。

行星对太阳的引力。同理，可设太阳的质量为M，再进行类比的推导。小组讨论交流得出结论：。

两种力是同性质的相互作用力，遵循同一规律，可以把它们用同一公式表达出来。引力与行星和太阳的质量成正比，与两者距离的平方成反比，所以可写成公式：。

（四）点拨引导，过程检查

小组之间对科学分析的问题、方法、过程、结果进行点评、补充，使探究方向正确，探究结果更完善，形成新的结论：引力与行星和太阳的质量成正比，与两者距离的平方成反比，所以可写成以下比例式：。

学生之间对科学思维与创新的推理、论证和解释进行交流、评论和完善，使思维严谨，推理合理，使行星对太阳的引力与太阳对行星的引力的对称性、平等性的类比思想得到学生的接受。