核心素养视域下的高中物理教学设计

■青岛市即墨区实验高级中学 江 辉

传统教学观念与教学方式无法满足高中教学改革的要求，提升教学高度、丰富教学内涵是高中物理教师应着重研究的问题。在我国人才培养战略下，着重发展学生的核心素养是非常有必要的。高中物理教师要综合国家教育要求、学校教学要求为学生量身定制教学方案，为培养其物理观念、物理思维，升华其物理学科情感做好准备。教学改革不断推进的过程中，高中物理教学目标也趋于多样化。只有培养高中生基本物理观念、良好科学思维以及正确的科学态度，才可以满足核心素养对高中物理教学的基本要求。本文中，笔者从核心素养的角度出发，详细论述了当下高中物理核心素养培养的具体情况，并提出几点教学建议，以供参考。

核心素养强调培养学生科学观念、人文文化、自主能力，使学生学会透过物理事物的表面现象探究其本质以及其运动发展规律。高中物理核心素养主要包括以下几项内容：第一，物理基本观念，如物质观、时空观、运动观、价值观等。第二，科学探究方法，比如提出问题的方法、假设方法、科学求证方法、科学创新方法等。第三，良好科学思维，如理性思维、逻辑思维、抽象思维、类比思维等。第四，正确科学态度，如正确认识物理问题的态度、健康的情感、科学的行为方式等。在高中物理教学中融入核心素养教学，可以解决传统物理教学遗留下的教学问题，对提升学生的理论能力、实践能力、反思能力有着积极作用。然而，受教师教学观念落后、教学方法单一、教学思维迟钝等方面原因的影响，核心素养的渗透培养效果不如预期，仍需要教师在教学实践中求索高效教学方法。

（一）情境教学深化体验，形成物理基本观念

1.创设生活情境，培养物理运动观念

物理这一门学科和与生活息息相关，许多物理规律都是由生活实践总结而来的。为了提高高中物理课堂教学效率，高中物理教学不能脱离生活实际，进行教学设计时，教师要考虑到物理概念、原理、公式、实验现象与生活中的紧密联系，结合具体内容设计教学情境，让学生在直观体验的过程中科学认识物理，进而更好地理解物理知识、深入掌握物理内容，为物理综合素养的提高打下坚实的基础。同时，在生活情境中提出具体问题，引发学生的积极思考，使其在联想、对比、分析、归纳的过程中抽象出物理规律，使其以科学的态度对待现实生活，促进其物理运动观念的形成。

比如，在人教版高一物理必修第一册“时间 位移”一课的教学中，教师使用多媒体课件展示汽车在公路行驶的照片，设计生活情境：“汽车在某站停留了10分钟，从12点50分开出，这两个时间是同一个意思吗？”由生活中常见的停车问题引入“时刻”与“一段时间”的区别，让学生理解瞬时的概念。接着，出示某人自驾游的动态图，让学生观察某人在运动过程中位置的变化，并提出问题：“他一共行驶了多少千米？”“他从出发点到终点的距离是多少？”“上述两个问题的答案一致吗？”由生活中的驾驶问题引发学生对“路程”“位移”的思考，使其从物理的角度看待问题，学会区分“物体实际运动轨迹的长度”与“从初位置指向末位置的一个有向线段”。接着，在情境中提出问题，引发学生的对比探究：“时间和时刻有什么关系？”“第3秒末是第4秒初，这种说法对吗？”“路程与位移有什么关系？”通过创设生活情境降低高中物理的学习难度，让学生主动参与到物理概念学习中，使其在独立思考、与教师对话时深刻理解相关知识，形成良好的物理运动观念。

2.创设微课情境，培养物理时空观念

微课是信息时代下的新型产物，在教育领域应用的范围越来越广，而且取得了较好的效果，把物理教学和微课有效整合起来能激发学生浓厚的物理学习兴趣、实现教学从抽象到具体的转化。时间和空间是物理学的基本概念，其定性定义、定量定义等内容较为抽象，很多高中生在学习相关内容时存在困难，无法真正理解相关知识，难以形成良好的时空观念。目前的教学科技发展迅速，教师要注意发挥信息化教学科技的作用，运用微课模拟相关情境，在模拟演绎的过程中让学生理解相关概念，实现对其物理时空观念的培养。

比如，在人教版高一物理必修第一册“速度变化快慢的描述——加速度”一课的教学中，课前分析本课关于加速度概念、速度改变量、矢量改变快慢的相关教学内容，设计微课情境：“质量为2.0千克的物体在10牛顿的外力水平作用下以1m/s2的加速度运动，10秒后撤去外力，经过10秒物体运动的总位移是多少？”很多学生在微课情境下盲目代入公式，如f=F-ma=8N、v末=at=10m/s等，经过一番复杂的计算得出总位移为-100m，这显然不符合题意。情境中，教师要对该问题进行深入剖析，讲解相关物理公 式：（1）vt=v0+at；
（2）vt-v0=2as，（3）Ft=mv2-mv1，同时渗透时空观教学，让学生理解什么是描述速度随时间变化的公式，什么是速度随空间变化的公式。在微课情境的作用下，学生能意识到时间求速度、空间求速度的差异，并选择合适的公式求解速度、位移等答案。这时，学生学会从时空观的角度思考物理问题，物理科学意识也随之增强。

（二）打造合作实验平台，提升科学探究能力

1.演示实验流程，提升观察分析能力

实验教学是物理教学的主要构成部分，也是培养学生实事求是思维、实践操作能力的主要教学路径。然而，受教学器材、教学时间的限制，很多教师草草讲解实验流程，导致学生对具体试验内容、试验原理、试验内涵的认知不深刻，阻碍了其科学探究能力的生成。教师必须优化教学设计，预留出充分的时间进行试验演示教学。同时，要确定试验操作的具体环节，预设相关问题，通过点名提问提高其注意力，使其全神贯注观察、分析实验内容，养成其客观观察、理性分析的能力。

比如，在人教版高一物理必修第一册“试验：探究小车速度随时间变化的规律”一课的教学中，为了使学生学会运用已知知识处理纸带、学会求各点瞬时速度，教师提前准备好打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长木板、小车、钩码等实验仪器。演示各环节的具体操作：（1）将各实验器材固定在具体的位置上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。（2）使用100g的钩码牵引小车，在小车后安装纸带。（3）开启电源，等打点计时器稳定工作后释放小车，同时另一只手在定滑轮端接住小车。（4）取下纸带，根据所用钩码质量为纸带编号，将数据统计到表格当中。（5）更换不同克重的钩码，按照测得数据绘制v-t图像。演示时，注意提出问题：“为什么要舍掉纸带开头过于密集的点？”“为什么要让小车与打点计时器、纸带保持平行？”“操作中还要注意哪些问题？”在教师演示、学生观察的过程中让其形成科学探究的意识，使其能分清具体操作的前后顺序，明确操作注意事项，掌握基本的物理实验技能。

2.组织合作实验，提升实践操作能力

实践是检验真理的唯一方法，也是提升学生独立操作能力的主要方式。核心素养下的高中物理教学重视对合作试验的组织与管理，教师科学设计实验流程，并安排学生按照具体步骤进行操作，提升其实践操作能力。实验中，教师还要做好引导工作，组织小组内学生积极交流自己的看法，让所有学生都尝试运用物理实验器具进行实践探究，使其掌握基本的器具操作方法，促进其实践能力的生成与提高。

比如，在人教版高一物理必修第一册“实验：探究加速度与力、质量的关系”一课的教学中，课前引领学生回顾基本的知识点和类似实验，以小组为单位布置实验任务——研究影响物体加速度的因素。组织学生围绕实验任务进行讨论，让其结合任务内容提出问题、做出假设，制定出行之有效的实验探究方案，并确定好实验所需器材。合作实验中，由学生根据讨论情况向教师申请实验用具，如小车、打点计时器、学生电源等，完全由其自主选择器具，教师不参与。之后，由学生提出假设：（1）加速度与力可能成正比。保持物体的质量不变，为物体施加不同程度的力，在实验中探究加速度与力的关系。（2）加速度与物体的质量可能成正比。保证物体所受力相同，测量不同质量物体在该力的作用下的加速度。确定实验思路后，由学生细化实验细节，并将实验数据记录到笔记本上，根据数据绘制坐标图，完成对影响加速度原因探究的实验。完全由学生做主确定实验方向、实验细节，可以使学生的独立探究能力、实践操作能力得到极大程度的提升。

（三）深度推理明确思路，发展科学探究思维

1.进行问题教学，发展物理逻辑思维

物理是一门逻辑性比较强的学科，学生必须以科学的思维路径思考问题，才能得到问题的答案。然而，实际教学中，很多学生的思维广度有余而深度不足，没有养成根据某一线索深度思考、深度挖掘、深度探究的思维习惯，学习效果差。针对这一问题，教师要在备课时做好问题设计工作，分别就导入阶段、深入讲解阶段、练习阶段、反思阶段的教学需求设置简单、中等、困难的题目，以提问的方式引导其逻辑推理，从而培养其物理逻辑思维。

比如，在人教版高一物理必修第二册“运动的合成与分解”一课的教学中，教师以预设问题为开始，以具体问题为线索引导学生对相关教学内容的质疑与思考，使其正确认识合运动、分运动，提升其自主构建、理性认知的思维能力。初始阶段，播放抛体运动、渡河问题两个问题，在设疑的过程中进行激趣教学，在调动学生学习积极性的同时使其对合运动、分运动产生研究兴趣。引入运动的合成与分解课题内容，提出问题：“研究曲线运动问题能不能用一维坐标轴？如果不能，需使用怎样的坐标轴研究曲线运动？”“什么是合运动？它与分运动有什么关系？”同时，将力的合成与分解相关知识点引入课堂，让学生进行类比分析，对问题进行深入讨论。在类比思想的引导下，学生对共线运动、反向运动等内容进行深刻思考，养成从一维到二维思考的思维习惯。

2.引导自主学习，发展理性探究思维

基于核心素养的高中物理教学要围绕着培养高中学生自主学习能力而展开。对此，教师要设计好引导环节与自主探究环节的教学内容，搭建脉络清晰、逻辑性强的教学结构，让学生按部就班地对相关内容进行自主探究，实现对其理性探究思维的培养。期间，教师可借助多媒体课件、微课视频、思维导图等辅助教学工具引导学生思考，使其从物理知识的角度出发分析物理现象，增强教学效果。

比如，在人教版高一物理必修第二册“圆周运动”一课的教学中，教师使用微课视频播放水流星实验，让学生观察实验现象，并在微课中预设问题：（1）水流星有怎样的运动特点？（2）你能由此想到哪些事物？在引入自行车运动实例的过程中引入“圆周远动”这一课程主题，让学生对以上内容进行总结，归纳出圆周运动的概念。使用多媒体课件引入快慢描绘方式，让学生结合教师的具体讲解、教科书的相关内容对线速度v=△S/△t的探究，让其学会以科学的方法区分线速度的平均值以及瞬时值。在学生完成对线速度的概念的深入探究后，教师引导其对圆周运动的定义进行分析，并组织其对匀速圆周的特点、角速度等内容的深入探究。这时，学生联想快慢描绘方式推理角速度、转速、周期等概念，在自学过程中理性思考、逻辑分析能力得到了增强。

（四）实践练习升华情感，培养正确科学态度

受高考压力的影响，传统的高中物理教学只围绕着考点展开概念教学与题目教学，学生深陷死记硬背的学习误区与题海陷阱当中，身心俱疲，难以对物理学科形成深刻的情感。教学改革下，教师要响应生本教育的教学要求，为学生搭建实践体验平台，使其在实践练习、实践活动中感悟高中物理的作用，学会用物理知识解决实际问题，从而培养其正确的物理科学态度。

比如，在人教版高一物理必修第二册“万有引力定律”一课的教学中，结合学生的探究兴趣，教师组织“建构地球圆轨道卫星模型”实践教学活动，并提出具体问题：“正常运行的地球圆轨道卫星在空中是否会相撞？”“卫星绕地球做圆周远动，对卫星的轨道平面是否存在约束？”“能否发射一颗始终围绕着我们家乡上方运行的卫星？”提出多种问题让学生对实践内容进行讨论、验算与试验，让其在构建模型、模拟运转、总结分析的过程中感受物理知识的具体作用，产生对物理这一学科的崇敬感。活动临近收尾阶段，教师让学生在课上表达感想，使其反思实践中出现的错误，总结实践的优劣，在反思与总结的过程中树立严谨、科学的学习态度。

综上所述，核心素养背景下的高中物理教学对培养复合型物理人才有着重要意义。教师要做好物理教学的深度研究与创新设计，从教学方法创新、教学资源整合等角度出发均衡理论教学、实验教学、实践教学，使学生接触更多元的物理学习资源。同时，教师还要做好情感教育教学设计，在课上渗透物理思想、人文思想，在培养学生理性认知思维的同时，深化其物理人文情感。

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