建设深度学习课堂 发展物理核心素养

杨志军

关键词：中学物理；深度学习；核心素养

中图分类号：G633.7    文献标识码：B    文章编号：1009-010X（2022）29-0061-04

物理教学重在落实物理学科核心素养，即通过多样化的教学方式，联系生产、生活实际，创设学习情境，并提出与物理学有关的问题，引导学生讨论，如此可使学生体会建构物理模型的必要性及方法，使学生理解物理学的本质，进而可增强学生的科学探究能力和解决实际问题的能力。

笔者参加了邯郸市第四届高中物理优质课大赛，讲授题目为人教版高中物理必修一第一单元第四节“速度变化快慢的描述——加速度”。在本课教学中，笔者围绕物理学科核心素养和新课程理念进行教学设计和课堂实践，具体过程如下。

一、教学任务分析

（一）教材分析

本节为人教版高中物理必修一第一章第四节，其主要内容是从运动学角度对做直线运动的物体进行描述。加速度的学习，不仅可为下一章研究匀变速直线运动奠定基础，还可为力学各章节内容的学习铺路搭桥。本节有三个小标题——加速度、加速度的方向、从v-t图像看加速度，分两个课时进行授课：第一课时，笔者从v-t图像入手，让学生根据实际的乘车情境，定性体验加速度，并在乘车加速运动过程中记录不同时刻的速度，然后用描点法描绘v-t图像，计算v-t图像的斜率，即通过v-t图像的斜率使学生定量认识加速度，同时掌握描点法作图的技巧。第二课时，通过分析加速度的方向与速度变化量之间的关系，同时结合实际的乘车体验，使学生深入理解速度和加速度之间的区别和联系，如此可使学生体会到用物理知识分析生活问题的重要性。本节课主要进行第一课时的教学。

（二）学情分析

加速度是物理学中非常重要的概念，但比较抽象，因此是学生难以理解和准确掌握的物理量之一。学生在生活中有很多关于加速度的体验，但却不知道这种体验与加速度之间的联系。对此我们可以通过创设真实的情境，将学生直接带入体验，即通过体验理解概念。

（三）教法学法

教法：实验教学与情境教学。

学法：自主学习与小组合作探究相结合。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.通过创设真实的情境，使学生实地体验汽车启动和停车过程中速度大小的变化。

2.知道可应用摄像机和行车记录仪等设备，通过截屏来采集定量数据。

3.学会用描点法作v-t图，用类比法求图像斜率。

4.通过求解图像斜率的过程和真实的情境体验，加深学生对加速度（大小和方向）的理解。

（二）过程与方法

1.经历将生活实际上升为物理概念的过程，理解物理与生活的联系，并初步学会如何描述运动。结合生活中物体（汽车）运动的事实，理解速度存在加速和减速的现实。理解为了描述物体运动速度变化快慢，引入加速度概念的必要性，由此可激发学生的学习兴趣。

2.帮助学生学会分析数据，并总结、归纳得出加速度的概念。

3.从v-t图像的角度引导学生理解加速度，使学生学会用数据求加速度的方法。

（三）情感态度与价值观

1.利用实际情境激发学生的求知欲以及探索未知的精神。

2.体验“物理实验→获取数据→作图像→分析图像→寻找规律→理解（应用）规律”的物理研究过程，由此可培养学生科学的思维习惯和良好的研究态度。

三、教学重点与难点

教学重点：1.体验加速度概念的建立过程。2.用描点法作v-t图像，利用图像求斜率，理解加速度。

教学难点：通过分析v-t图像得出加速度的

概念，然后使学生理解加速度的概念，并树立变化率的思想。

四、教学资源

实验探究：坐标纸、刻度尺、铅笔。

辅助资源：汽车、行车记录仪、摄像机。

课前准备：教师带领4名学生和一位摄像师，开车提前到车流量较少的涉县城镇状元街（平直路面有500米），然后亲自驾车让学生体验汽车加速和减速的过程，并利用行车记录仪和摄像机采集数据。

五、教学思路

本节课的教学思路：整节课遵循“物理实验→获取数据→作图像→分析图像→寻找规律→理解（应用）规律”这一研究路径和方法进行教学，意在着力培养学生的物理思维，使其掌握进行科学研究的方法。

教师带领学生代表，亲自体验汽车加速启动和减速停车两个过程，并把行车记录仪对准迈速表（测速表部分），由此完成对运动过程速度变化的录制，然后通过截屏来实现速度状态的确定和数據的提取。随后教师引导学生根据所获数据用描点法绘制v-t图像，同时及时点评学生绘制的v-t图像，反馈问题，对学生的作图方法做出有效指导。

通过类比数学直线方程y=kx斜率的计算方法，引导学生对v-t图的斜率进行计算，由此可加深学生对k=■=■的理解，进而可逐步渗透“加速度就是速度对时间的变化率”这一思想。

六、教学流程

（一）教学流程图

（二）教学流程说明

情境1：教师带领课题组成员体验汽车加速启动的过程（室外教学视频），并采集实验数据。

问题1：如何应用描点作图法描述汽车加速启动的过程？

活动1：根据数据应用描点法作图，然后小组展示，教师点评。

教师应用类比法分析图像，以使学生理解v-t图像的斜率即为加速度，并能求解加速度的大小。

情境2：教师带领课题组成员体验汽车减速停车的过程（室外教学视频），并采集实验数据。

问题2：对比“加速”和“减速”两个v-t图像，理解直线斜率（加速度）的物理意义。

斜率是负值表示什么意义呢？

活动2：利用描点法作图，然后对比分析，以深入理解加速度的方向。

活动3：课堂小结。

（三）教学主要环节

环节一：情境创设，引入新课。教师带领课题组成员体验汽车加速、减速的过程。

环节二：自主探究，学生展示。

情境1—设问1—活动1，描点作图，学生展示、教师点评，理解加速度的大小。

环节三：学以致用，迁移提升。

情境2—设问2—活动2，描点作图，对比分析，类比迁移，理解加速度的方向。

环节四：课堂小结，提炼方法。

七、教学过程（见P64表格）

八、教学反思

加速度是物理教学中最重要的概念之一，几乎贯穿整个高中物理学习始终，十分抽象，因此对高一新生来说具有很大的挑战性。本节课笔者从以下几个方面进行总结反思：

亮点一：采用体验式教学（物理情境创设、物理实验生活化）。本节课通过让学生体验和观察生活中常见的汽车加速启动和减速停车两个过程，加深其对加速度概念的理解，如此可使学生感受到物理就在身边，就在生活中，进而可消除学生学习物理的畏难心理。

亮点二：数据采集方法。把行车记录仪对准迈速表（测速表部分），完成对运动过程速度变化的录制，然后通过截屏来实现速度状态的确定和数据的提取。

亮点三：物理研究方法的引导和渗透。在教学中笔者引导学生体验：“物理实验→获取数据→作图像→分析图像→寻找规律→理解规律”研究方法，并在看似简单的问题上不简约其研究过程，这对培养学生科学的思维习惯和良好的研究态度具有重要意义。

九、课例分析

（一）用类比法学习

通过v-t图像的描绘，把v-t图与数学直线方程y=kx的图进行对比，以完成类化迁移。通过计算斜率的大小，体验斜率正负号的意义，进而逐步加深学生对加速度概念的理解。

（二）小组合作学习

通过小组合作学习、学生交流展示、集体对标学习，以问题为导向，寻找思维障碍。同时学习、借鉴优秀的作图方法，以进行有针对性的改进和突破。

（三）本节课的困难

本节课备课最大的困难在于数据采集。因为汽车的实际运动是受多方面因素影响的，所以想获得比较符合匀变速直线运动规律的数据，对驾驶技术是一个极大的挑战。我们虽然看到的只是一组普通数据，但那却是课题组成员经反复实验得来的，每一组数据都是从七八次实验数据中精心挑选出来的，以便于被高一学生接受，便于作图学习。

（四）数据采集方法的选择

从理论上讲，数据采集可采用“时间间隔相等”和“速度變化相等”两种方法，但考虑到汽车的迈速表是每5km/h一个格，所以用“等时间间隔”来找速度时，估读产生的误差比较大，因此采用“速度变化相等”的方法比较好。这是在后续实际操作中遇到的问题，在室外教学备课时未曾预料到。

（五）优缺点

从课堂结构的整体性上讲，笔者更侧重于加速启动和减速停车两个过程作图的连贯性教学，即通过动手绘图，让学生在连续的“作战中”，不断加深对斜率的理解。然后通过对两次斜率的大小进行计算，对比思考，使学生逐步理解“加速度就是速度对时间的变化率”思想。由于时间所限，本节课主要呈现加速启动部分，略有遗憾。