指向核心素养下的高中物理教学策略研究

时建平

(陆慕高级中学，江苏 苏州 215100)

“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任” 是高中物理核心素养的的四个关键词.为切实把物理核心素养落在实处，笔者结合新课改理念的要求，就高中物理教育教学总结几点策略.

1 做好物理单元教学设计

新高考下，课程标准是教师教学的指导思想，教师往往通过课时计划来实施具体的教学任务.实际教学情况中，教师对“物理观念”的落实比较到位，对其他三个方面的培养可能找不到着力点，没有具体的可操作性.为此，就需要教师从更高的角度出发去思考和设计教学，在制定课时计划之前先完成单元教学设计,把单元教学设计理解为是一条介于课程标准和课时计划之间的纽带，从大概念和大思路的角度出发，以一个单元为教学设计单位，紧扣学科核心素养来设计整个单元的教学思路与方案，以此系统化地构建知识体系，使学生思维得到锻炼.单元教学设计的研究是课程和课时双目标的落脚点，也是发展学生核心素养的着力点.例如：以人教版必修第二册第六章《圆周运动》为例.

课程标准的要求：会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动；知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向；通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系；能用牛顿第二定律分析圆周运动的向心力；了解生产生活中的离心现象及其产生的原因.

教材分析及设计思路：高中物理必修课本中的机械运动形式，从简单的直线运动到较为复杂的匀变速曲线运动(平抛运动)，再到非匀变速曲线运动(圆周运动).对学生的认知规律是层层递进，是学生对运动与相互作用的理解逐步加深的过程.可以从圆周运动的运动学描述、力学性质、生活实例应用三个方面内容开展教学.在第一部分运动学描述的教学中，可将生活化的具体情境引入教学，通过观察后让学生思考：如何比较圆周运动的快慢程度.在学生原有认知的基础上，引导学生猜想，比如做圆周运动的物体多少时间转一圈？不同物体相同时间内转的圈数是多少？教师将之与直线运动对比，实现知识的迁移.而后再引出圆周运动中线速度、角速度的定义，比较与直线运动中定义的差异.以此发展学生的科学论证能力，加深对物理观念的理解；在第二部分力学性质的教学中，通过学生的“必做实验”，探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系来得到向心力的表达式.既对向心力的概念有了深刻地了解，也使学生的科学探究能力得到提升.再根据牛顿第二定律推导向心加速度的表达式.课本在《向心加速度》这一章节的“拓展学习”部分，安排了从运动学的角度来推导向心加速度的表达式，其中涉及了矢量运算和极限的思想.教师可以根据学生的实际情况进行教学，增大了教学的弹性；在第三部分生活实例应用的教学中，教师可通过生活实例引导学生，例如火车转弯的视频、汽车过拱桥的视频、高速公路汽车转弯的视频等，提出关键点问题：火车的车轮为什么有突出的轮缘？为什么转弯处外轨略高于内轨？汽车过拱形桥时，乘客有什么感觉？高速公路转弯处为什么也有高度差？让学生充分展开讨论和思考，使学生对用牛顿第二定律来寻找向心力的方法得到充分掌握，也提升了学生科学建模的能力，同时紧密联系生活，又让理论知识应用于实践，培养了学生的科学态度与社会责任；最后，物理各知识点之间均有着极强的联系，本章最终的核心是让学生理解并掌握运动学和动力学知识在圆周运动上的具体应用，也是后面研究天体运动、带电粒子在磁场中运动的必备知识.

2 采用合理的物理教学方法

核心素养下的高中物理教学，需要教师不断优化和调整教学方法，确立以学生为主体的课堂教学模式，改变学生被动学习的模式，提高学生学习的主动性和积极性.打造高效课堂，落实核心素养.

2.1 创设情境，激发兴趣，提升思维

创设情境，特别是生活化的情境，可以营造出符合教学内容的具体环境，给学生提供一个形象化的学习目标或认知冲突.好处(1)：可以转变学生对物理课堂的态度，将复杂、抽象、枯燥的知识减少，增加形象化、具体化的内容，激发学生的学习兴趣，培养学生对待物理学科的责任感.好处(2)：生活化的情境让学生在进行物理探究时，体会抓住主要因素，忽略次要因素，科学建立物理模型，认识物理规律；同时将习得的物理规律反馈在生活中时，可以更好地学以致用，提升学生的思维，提高学生对物理的学习热情.

例如：圆周运动中，对汽车过拱形桥和凹形路面问题的分析时，首先可以播放汽车过两种路面的视频，联系生活实际.结合学生自己的生活体验，来探究里面包含的物理原理，从而激发学生的学习兴趣.同时教师准备好配套的探究式问题供学生参考：问题1：当你坐车经过拱形桥面时，有什么感觉？汽车经过最高点时对桥面的压力有何特点？问题2：在分析时把桥面近似看作什么形状？汽车的运动可看作什么运动？受力情况怎样？问题3：若汽车在拱形桥面上的行驶速度为v，质量为m，桥面的圆弧半径为R.则汽车在最高点对桥面的压力为多大？问题4：如果汽车的行驶速度不断增加，会发生什么情况？可以播放相应的电影特技镜头；问题5：当你坐车经过凹形路面时，有什么感觉？汽车经过最低点时对路面的压力有何特点？问题6：在分析时把路面近似看作什么形状？汽车的运动可看作什么运动？受力情况怎样？问题7：若汽车在凹形路面上的行驶速度为v，质量为m，路面的圆弧半径为R.则汽车在最低点对路面的压力为多大？问题8：两种不同的路况，造成汽车对路面压力的不同，原因是什么？与电梯中的超重、失重现象的原因是否相同？问题9：汽车经过哪种路况更容易爆胎？通过一系列的问题，让学生根据所学知识，通过模型建构、推理论证分析实际生活中的圆周运动.

2.2 小组实验，合作探究，提升动手能力，培养合作意识

实验教学，是培养学生核心素养的重要组成部分.在物理实验教学的过程中，一般都需要团队的共同合作才能完成，并获得最终结果.在教学之前，教师要充分了解学生的实际动手能力，再合理对学生进行分组.课堂教学中，给每个小组布置好具体的实验任务，使每名学生都置身于团体之中，共同参与学习.小组合作，不仅能够增加学生间的相互交流，迸发思维的火花，还能充分调动学生的学习积极性，深度参与到物理的课堂教学中.最后，教师详细记录学生的实验过程，和学生一起认真分析实验结果，得出实验结论.在学生全程参与的课堂活动中，使学生的核心素养得到应有的培养.

例如：圆周运动中，对学生必做实验“探究向心力大小的表达式”进行教学时.可以先让学生预习课本内容，提出相应的探究式问题供学生参考.问题1：本实验采用的物理方法是什么？具体怎么描述呢？问题2：向心力演示仪中，如何测量向心力的大小？问题3：小球的质量如何改变？轨道半径如何改变？如何控制物体的角速度？问题4：请根据实验原理，自行设计实验步骤;问题5：通过实验，你得到了什么结果？定量关系怎样？通过对实验原理和步骤的了解，可按照实验方法，将学生分成三部分进行实验探究，在控制两个变量不变的情况下，探究向心力与其中一个变量的关系.在实验过程中，学生会遇到一些实际的困难，比如在保证m和r不变的前提下，如何测量角速度的关系？如何将皮带从转动轮上拆下？又如何将皮带套在不同的转动轮上等.让学生相互交流、探讨共同解决遇到的问题，不仅提升了学生的动手能力，也培养了合作意识.

2.3 利用现代化信息技术辅助教学，提高教学效率

随着信息技术的发展，现在的物理课堂中，如多媒体、实物投影、电子白板、各种教学软件等被普遍使用.颠覆了“黑板+粉笔”的传统式教学，刷新了课堂教学模式，呈现出了教学方法的多样性.对于学生而言，通过多媒体对一些知识的呈现，不仅提升了学生学习的积极性，也使学生对知识的理解更加形象、直观，降低了学习难度，从而提高学习效率.

例如：在进行《万有引力与宇宙航行》这一章的教授时，仅仅凭借教师的语言表达，无法直观、形象地描述我们的地球所处的宇宙空间、相对论对人类的影响、量子化现象等.但通过现代化信息技术，可以让学生观看纪录片《宇宙的奥秘》，不但能让学生对我们的宇宙空间有直观地了解，还能激发学生对这一章节的学习兴趣，也为本章的学习做好了知识铺垫，做到事半功倍.

3 提升教师信息化教学水平

教师在采用多样化的教学方法进行课堂教学时，少不了现代信息技术的支持.现代信息技术能科学有效地整合教学资源，提升课堂效率，将物理情境、物理现象、物理实验通过图片、视频等方式表现出来，还可以利用仿真软件进行模拟实验，讨论实验方法，观察实验现象，帮助学生更好理解物理的本质，降低实验误差.同时信息化教学手段可以带给学生丰富的学习体验，激发学生的学习兴趣，强化学生的形象化记忆，降低物理学科的抽象性、枯燥性，使教学效果更为显著.因此，高中物理老师一定要重视自身信息化水平的提高，将它与教学深度融合，更好地为教学服务.

在高中物理教学过程中，教师只有做好教学设计，讲究教学方法，将书本教学内容与实验教学相结合，才能够在保证教学质量得到提升的同时，激发学生们对物理学科的学习兴趣，从而提高学生的核心素养能力.