关注课程标准教学建议 提升物理课堂教学效果

李 峥，王安民

1.重庆求精中学，重庆 400015

2.渝中区教师进修学院，重庆 400015

1 问题的提出

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课标”）指出，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的价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。课堂教学的组织与实施应该围绕核心素养的具体要素展开，课堂教学效果的评判应该以是否发展了学生的核心素养为依据。针对课堂教学，课程标准也提出了明确的建议：1.基于物理学科核心素养确定教学的目标和内容；2.在教学设计和实施的过程中注重情境的创设；3.重视科学探究能力的培养和信息技术的应用；4.通过问题解决促进物理学科核心素养的达成。如何将教学建议转化为教学实践，提升课堂教学效果，是物理教师应该重点关注的问题。

2 教学建议的具体实施

教学建议以教学目标为依据，以情境创设为途径，以能力培养为目标，以素养提升为根本，对课堂教学具有引导的功能。教学建议的实施应该坚持素养导向，通过生活实践类情境或学习探索类情境的创设，利用问题引导或任务驱动，促进学生从解题到解决问题的转变。

2.1 基于物理学科核心素养确定教学的目标和内容

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识。物理观念在核心素养中具有统领地位，物理观念的形成则需要经历对物理概念的建构过程，经历概括和抽象的过程，经历自主探究的过程以及培养和强化实践意识的过程。

例如，相互作用力的教学，其核心本质在于建立力的相互作用观并理解其规律，可以从物理观念的建构出发，以核心素养的要素为切入点，设计如表1所示的教学过程。

表1 基于物理观念建构的相互作用力教学过程

2.2 在教学设计和教学实施过程中重视情境的创设

课标指出：创设情境进行教学，对培养学生的物理学科核心素养有关键作用。物理概念的建立需要创设经验情境，物理规律的探究需要创设问题情境，而应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情境。情境创设的目的在于营造真实氛围，帮助学生获取直接经验，获得充分感知，深刻领会理论知识，掌握解决问题的方法。

例如，重力做功的教学中，可以通过情境创设、模型建构、科学推理、实验验证的方式来体现情境对物理教学的承载作用。其过程如表2所示。

表2 基于情境创设的重力做功教学过程

2.3 重视科学探究能力的培养和信息技术的应用

科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的主要方法，是提出科学问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估和反思的能力。科学探究是让学生在真实的情境中发现问题并试图去解决问题的过程。在解决问题的过程中，学生针对问题尝试提出实验方案，通过收集数据证明自己的观点。在实验过程中，学生学会物理常见数据的收集及处理方法，提升自己的科学探究能力。

科学探究是获取新知的重要方式和途径，例如，探究弹力与伸长量之间的关系实验中，可以基于问题、证据、解释和交流等要素，设计如表3所示的教学过程。

表3 基于科学探究能力培养的弹力与伸长量之间关系的教学过程

2.4 通过问题解决促进物理学科核心素养的达成

物理学习的目的在于将所学知识与方法用于分析、解决实际问题过程之中，通过实际问题的解决提高探究能力，增强实践意识，养成科学态度。所以，基于真实情境，解决实际问题，是核心素养养成的关键环节。

例如，教材习题中呈现过设计自动冲水装置的问题：

有一个排污沟，需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此，请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。给出设计的思路并画出构思装置的图示。

针对此类问题，可设计基于问题解决的教学过程。

2.4.1 回溯历史——根植传统文化教育

教师展示如图1所示的欹器模型并作介绍：欹器，古代一种倾斜易覆的盛水器。水少则倾，中则正，满则覆。寓意“满招损，谦受益”，在春秋战国时期被鲁国君王放在座位右侧，专门用来警醒修身之用，因此又称“宥坐之器”，类似于今天我们说的“座右铭”。欹器具有一种奇特的性能：“虚而欹，中而正，满而覆”，即空的时候是倾斜的，加了一半水后是直立的，加满水后即翻倒。这种欹器给人以“不能自满，自满就要翻跟头”的启迪。播放视频《孔子观欹的故事》。

图1 欹器

设计意图：通过对欹器的介绍，体验传统文化，激发学生的求知欲，通过欹器“满而覆”的特点让学生理解“满招损，谦受益”的道理，培养学生的良好品质。

2.4.2 科学推理——探究欹器翻倒的秘密

学生观察触地式、悬挂式、悬浮式欹器，并动手操作，根据实验现象猜想影响欹器翻倒的因素：重心位置、注水深度、转轴位置等。教师根据学生的讨论情况，结合高中生学科能力特点，引导学生聚焦核心因素——重心的位置，并提出挑战性学习任务：如何确定欹器重心位置。

学生通过查阅资料，利用质心知识推导简化欹器模型的重心位置：

图2 等效重心示意图

重心y与注水深度x的函数关系如图3所示。

图3 重心y与注水深度x的关系

现考虑等效重心的最低点：

设计意图：通过简化欹器模型重心位置的推导，培养学生模型建构的能力，利用换元和求导的方法求解重心的最低点，培养学生利用数学方法处理物理问题的能力。

2.4.3 模型建构——重塑自动冲水装置

学生分组协作制作欹器，在教师的指导下解决以下问题：

（1）如何调整转轴的位置，保证“欹器”既不倒立也能在注水达到一定范围之后翻转？

（2）如何实现“自动冲水”的功能？

（3）如何减小转轴与支架之间的摩擦？

学生分享交流：转轴的位置应根据容器的重心位置进行调整，为确保其不倒立，可以适当增加容器底的配重，可以利用电动抽水泵实现“自动冲水”的功能，当水量达到一定程度时装置就能自动翻转。而减小转轴与支架间的摩擦可以在转轴与支架之间增加塑料圆筒。

设计意图:通过问题引导和任务驱动，聚焦“欹器”制作的核心问题，通过真实问题的逐个解决，促进学生核心素养的养成。

3 结语

教学建议的目的在于为教师教学这一创造性工作指明思路和提供方向，物理教学建议明确指出课堂教学要以促进物理观念形成、发展科学思维和科学探究能力、培养良好科学态度为目标，通过经验情境、问题情境、实际情境的创设让学生经历真实问题的解决过程。教师应该结合教学实际，将对课程标准的理解、教学内容的把握以及教学方法的使用聚焦到教学建议的实施过程中，培养学生核心素养，提升课堂教学效果。