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基于物理学科核心素养的高中物理教学研究

作者:未知

  2017年天津市启动了高考招生改革试点工作,公布了新的课程方案、课程标准以及教学指导意见。同时,在指导意见中明确指出高中教学应是基于核心素养的教学。物理的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。教师要做好教材分析工作,将物理的核心素养融入教学之中,形成高中物理的思维体系。
  在新课标下就要求我们更重视教材分析,不能只是教教材而是用教材教,更要重视物理规律之间的关系。比如,牛顿运动定律之间的关系,牛顿第一定律研究物体不受力的情况,牛顿第二定律研究的是物体受到外力的情况,但是这两个定律研究的都是一个物体,而牛顿第三定律研究的是一对物体,它有着不可替代的意义和价值。
  那么,如何开展基于物理学科核心素养的高中物理教学,让学生形成完整的物理思维体系?我认为,主要包括以下四个方面:
  一、基于物理学科核心素养设定教学目标和内容
  新课程背景下,核心素养的目标培养应分四个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。每一个教学环节都应该体现多个培养目标,而不是单一的、割裂的。
  如,我们在讲匀变速直线运动时,由于本章公式较多,学生记忆公式存在难度。特别是匀变速直线运动的速度与位移的关系,很多学生将V2-V02=2ax记忆成2ax=V2-V02,看似只是将等号两边互换位置,其实说明学生没有形成良好的物理观念。
  在研究匀变速直线运动的速度与位移的关系时,位移是自变量,速度是因变量,这就要求在教学设计和实际教学中引起足够重视,以免给学生造成错误的引导。在引出这对关系时,人教版《高中物理必修1》第二章第4节例题给出的条件应该是已知子弹在枪筒中的运动为匀加速直线运动,子弹的加速度是已知量,枪筒的长度也是已知量,这样学生再推导公式就不会出现将公式颠倒的问题。
  二、教学设计和教学实施过程中应重视情景创设
  现在教师的情景创设多是为了创设而创设,没有更好地贴近学生实际生活,解决学生物理学习的“最后一公里”问题。因此,只有将情景创设更贴近学生已有认知,学生才能更好地接受物理概念和规律。
  如,在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿第一定律是一节概念课,特别是“惯性”这个概念,学生在初中已经学过这一知识点。那么如何创设好物理情景,让学生在已有认知的基础上进一步深入研究?如,教师坐在行驶汽车的副驾驶位置手持摄像机录制窗外的景物,学生通过镜头体会窗外场景的变化。当汽车突然急刹车时,学生做出前倾的动作,此时教师适时地引入物理概念。同时在牛顿第一定律的应用上,我们习惯研究物体在不受力的作用下速度与时间的关系,会采用传感器记录物体的速度,但是因为实验器材的局限性,一般都存在较小的摩擦力,造成实验数据处理后的速度与时间图像并不是一条平行于时间轴的直线。
  因此,我们可以变换一下设计问题的情景,可以尝试地做位移与时间图像,在位移与时间图像上能拟合出一条倾斜的直线,说明物体在不受力的作用时,做匀速直线运动。在教学中,情景创设至关重要,恰当、有效的情景创设能帮助学生更好地理解物理概念和规律,进而提高课堂效率。
  三、要重视科学探究能力的培养和信息技术的应用
  随着现代科学技术的发展,信息技术在教学上的应用越来越普遍。
  比如,现在很多的教学APP能支持课堂投屏和互动。在使用Pad教学中,可以将学生的书写结果直接投到一体机上进行对比讲解,同时可以在同一个局域网下,实现学生和教师的网上互动。教师可以将Pad上的图片、PPT、视频、微课等共享给学生,学生可以通过学生终端进行接收、存储,然后随时随地地观看;课堂测验时,学生利用学生终端上传测验题的答案(客观题,学生可以直接点选项;主观题,学生将答题结果拍照上传),教师可以时时掌握学生的上传情况(客观题,计算机直接统计处理结果;主觀题,教师在课堂上有针对性的点评),有利于教师在课堂上时时反馈。
  虽然信息技术在教学中的应用可以提高效率,但是在物理课堂上的使用也要注意不能过分依赖。现在很多教师喜欢用播放视频来代替物理演示实验,如利用自由落体运动求加速度,这个实验的结果是有误差的。如果利用视频来代替实验,学生就没有办法分析实验中误差的原因,也就没有办法根据误差产生的原因提出对实验的改进。很显然,这种做法失去了信息技术的利用价值,同时也缺少了学生的探究过程。
  由此可以看到,信息技术对教学有很大的促进作用,但是信息技术是一把“双刃剑”,如果利用不好会适得其反,在教学过程中我们要利用现代化的科学技术来提高学生的科学探究能力。
  四、通过问题的解决促进核心素养的达成
  物理是一门自然科学,它的结论和规律是要应用于生活中,能够解决生活中的问题,不只是为了考试,这就要求我们在教学中要将现实生活中遇到的问题引入课堂。
  如,在讲磁场的磁现象时,在电流的周围存在着磁场,就可以利用以下的生活情景带着学生进行分析。在安装空调过程中,如果在墙上打孔,需要避开墙内的电线。这时,可以用纸盒来模拟墙壁,在纸盒内部布上电线和电源并通电,然后再利用小磁针或者传感器来探测哪里的磁场最强,进而找到电线的位置。
  再如,在讲牛顿第三定律时,向学生介绍“力的作用是相互的”“作用力与反作用力大小相等,方向相反,且作用在一条直线上”,进而让学生探究短跑运动员的起跑过程,分析出短跑运动员如何在较短时间内更快提速。
  (责任编辑  徐德明)
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