高中物理核心素养导向下的课堂教学案例分析-以“自由落体运动”为例 论文

高中物理核心素养导向下的课堂教学案例分析——以“自由落体运动”为例周业雷【摘要】《普通高中物理课程标准（2017版）》发布后，传统的三维目标逐步转变为核心素养目标，高中物理核心素养的培养逐渐引发一线教师的思考。本文在此背景下以“自由落体运动”为例在课堂教学中落实高中物理核心素养的培养。【关键词】高中物理核心素养；问题导学；自由落体运动物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的个人终身发展需要的必备品格和关键能力，高中物理学科核心素养包括如下几个方面：1.物理挂念；2.科学思维；3.科学探究；4.科学态度与责任。本文立志于通过课堂教学来培养学生的核心素养，从而提升学生的综合能力使其终身受益。普通高中物理这门比较基础性的物理学科中也同样如此,学生们在正确掌握中学物理基础知识的学习过程中往往甚至会比较缺乏学习主动性,在正确掌握中学物理基本定理的学习过程中往往甚至会不尽可能有效地准确把握物理课本中的内容和其中的一个知识点,更不能尽可能独立地准确找出自己掌握课本内容中的一个重点和一些难点。除此之外,高中物理科的教师大部分都没有遵循之前的传统课堂教学学习模式,把大量工作时间和业余精力都集中放在了能够辅导目前物理科的学生们自己动手做题的学习基础上面,来不断提升目前物理科对学生们的学习成绩比如考试分数和可能提高目前物理学生升学率的几个百分点,并且也不希望能够充分学会尊重目前物理科对学生们的课堂主体性引导作用和潜能发挥,随着这种意识状态的不断深化发展甚至蔓延,学生们对于目前物理的课堂学习方式产生了强烈的的抵触情绪,总是没学会先感觉到目前物理科的课堂很容易枯燥乏味。所以,我们必须不断转换这一课堂教学的基本现状,不断充分运用现代物理教学课堂的各种教学方法对于培养学生们的自主独立探究问题能力也是需要不断得到充分培养。实验设计实验教学作为物理教学的基础，实验教学在高中物理教学中起到至关重要的作用。所以自由落体运动实验安排想以这样的而形式展开：现实实验--理想实验--现实实验的过程。这样一种结构的展开不是空洞的语言展开的，它是在实验逻辑的基础上展开的，也就意味着课堂中的每个问题的形成或者每个结论的获得都是要通过实验来证明的。那么这节课的实验逻辑安排如下：第一个实验是铁球和纸片的对比试验，纸片铁球对比实验的目的是为了让学生初步感受轻重物体下落的快慢情况，课堂中学生很容易通过观察实验现象得出中的物体下落的快的结论。紧接着在逻辑发展上设计转化到等质量纸球和纸片的实验，学生能在思想上形成冲突性的认知，激发学生的独立思考。同时也能突出物理模型的重要性，因为铁球和纸片对比实验铁球比纸片下落的快，导致这种结果的因素可能有两种：一个是铁球重；第二个可能是纸片受到的阻力影响因素大。那么在这样一种讨论当中我们找两个质量相同的物体再比较一下，发现它还是下落快慢不一样。这时候我们就发现落体的运动受到的干扰因素：空气阻力。那么物理学研究应该从何开始呢？所以在这样两个小实验的基础上就能达成模型的构建。逻辑发展上顺利的就过度到到自由落体物理观念和模型的构建--理想化的模型（只受重力的运动）。顺着逻辑发展安排第二个实验：真空管实验。在理想的条件下观察铁片和羽毛下落的快慢情况，证实前一个实验影响物体下落快慢的因素--空气阻力。真空管实验结束后就进入了物理性质的探究，第三个实验安排：分组实验探究自由落体运动性质。现实生活所处的环境必然存在空气阻力，现实分组实验要能培养和提升学生的核心素养。不同组的同学做出的试验数据是千差万别的，课堂教学中教师处理要做好实验结果的评价。这里教师可以对学生的实验结果提出疑问：实验结果为什么不等于呢？引起学生的思考，碰撞学生的思维。实验回到现实不再是空话，那么就要对这个试验进行评价，实验的结果是否可靠？为什么不可靠？原来没有在理想的状态下做实验，这里就实现了理想与现实的联系。课堂教学中对分组实验结果评价后，铁球的运动可以近似的看做自由落体运动，这个是有条件的。这样这节课得出的所有结论都是发生在实验基础上。二．问题设计课堂中问题的不应该是为了达成的知识点而设计，同时问题的质量决定了思维的力度，关于学生思维性的培养与提升关键就在于本节课问题的设计。所以问题的设计也是提升学生核心素养的关键所在，那么问题应该怎样设计呢？笔者认为问题应当具有冲突性，要有一定的开放性，问题应当是引发出来的，不应当是直接给予的。这样才能在建构物理观念与物理模型上体现问题应有的价值。接下来以本节课教学片断为例分析问题的设计。下面列举几个例子：第一个问题是关于第一个铁球与纸片的对比实验。切忌将问题直接设计为“重的物体下落的快还是轻的物体下落的快？”这个问题的设计我们要站在学生的立场上，学生是刚接触这块知识点，我们的问题设置要循序渐进，要能展现知识的生成过程。所以这个问题可以设置为：你通过观察对比实验观察到了什么现象？那么物体的下落遵循什么规律呢？这样提问能激发学生的思考，提升课堂思维深度。第二个关于提出理想化模型后真空管的实验问题的设计，这里真空管理想实验在问题的设计时不能简单的将问题设计为重的物体和轻的物体谁下落的快？这样问题的设计了，太空洞学生思维得不到深层次的锻炼。问题的设计与提出应该更具有思维性，所以这里的问题应当这样给出:观察铁片和羽毛在真空管中的自由下落你看到了什么现象？谁下落的快与慢是追求一种结论，这个实验应该是通过现象的观察从而得出相关的结论。这样学生通过观察真空管实验就会得到一个喜出望外的意想不到的实验现象：轻重物体是同步下落的，这样问题的设置才具有开放性。“真空管中轻重物体是不是下落的一样快呢？”这样的问题只是知识点的呈现。第三个问题：在研究自由落体运动时切勿将问题设计为“自由落体是什么性质的运动呢？”或者“自由落体的运动是不是匀加速运动呢？”这里问题的提出要能引发学生的思维，这部分问题设置可以这样安排：“铁片和羽毛在自由下落的过程中快慢为什么是相同的呢？”这样的问题设置能激发学生的讨论，提升学生课堂的参与度，培养学生讨论整理信息的能力。通过课堂讨论会有不同的结果，有的学生认为可能是时时刻刻速度相同；有的同学通过预习会给出是匀加速运动。这里教师就可以紧接着追问：你是否可以证明它是匀加速直线运动呢？进一步过渡到运动一样快的原因是加速度相同。引发到最后才知道要去研究自由落体运动是不是匀加速运动。从而使课堂教学过渡到现实实验探究自由落体的运动性质的实验中。问题的设置切记不能提的狭窄了，这样没有了追问的空间，也就没有了思维的深度了。我们课堂的发展应该在学生思维链条生长中去进行，而不是为了几个知识的排布中进行。第四个问题：关于实验测出重力加速度值评价的问题设置。课堂中有学生测出了重力加速度是，此时问题的提出同样要具有开放性和思维性，问题可以这样设置：你得到的结果可靠吗？这样一问学生的开放思维就开放了，学生就会想怎么就不可靠呢？学生也许会讲测量有误差。继续追问这些误差都是偶然误差，那么你认为有没有系统误差呢？这样学生就想到这个实验不是在一个理想状态下进行的，系统的误差是存在空气阻力。继续追问那么在空气阻力情况下是不是所有的落体运动都不能认为是自由落体运动吗？引发学生的质疑，紧接着这里可以安排铁球和木头球的对比实验，这样可以帮助学生从实验的角度顺理成章的得出想要的结论。同时还能帮助学生构建现实生活中的自由落体理想化的模型--空气阻力与重力相比较可以忽略不计时可以看作自由落体运动。合理的设计安排实验教学是培养学生物理核心素养的重要手段，物理观念和模型的构建要建立在实验的基础上，对于实验结果的分析和评价有助于培养学生的合作、探究、推理的能力。同时教学中应当特别注意因为一些物理知识往往都具有一定的困惑和难度,所以对于一些复杂物理知识的讲解也应当是由浅入深,由表及里,让我们的学生们真正能够循序渐进地认识和了解得到这些物理的规律,当他们在课堂上能够更加深入地了解自己的相关知识时,这就要求教师在问题的设计要有启发性、要具有一定的开放性、