指向思維發(fā)展的研學(xué)物理課堂的思考與構(gòu)建探索
——基于優(yōu)課評(píng)比“功”課堂教學(xué)的觀摩

韋葉平

(江蘇省前黃高級(jí)中學(xué),江蘇 常州 213161)

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指向思維發(fā)展的研學(xué)物理課堂的思考與構(gòu)建探索
——基于優(yōu)課評(píng)比“功”課堂教學(xué)的觀摩

韋葉平

(江蘇省前黃高級(jí)中學(xué),江蘇 常州 213161)

基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵,筆者對(duì)5位教師實(shí)際課堂教學(xué)的表現(xiàn)進(jìn)行分析點(diǎn)評(píng)和創(chuàng)新設(shè)計(jì),構(gòu)建以“問(wèn)題→研究→展示→評(píng)價(jià)”為主線的研學(xué)物理課堂教學(xué)模式．

教學(xué)設(shè)計(jì);核心素養(yǎng);思維發(fā)展;研學(xué)物理課堂

筆者有幸受邀擔(dān)任常州市區(qū)高中物理優(yōu)課評(píng)比評(píng)委．其中,課堂教學(xué)環(huán)節(jié)共觀摩了5節(jié)課,課題是“人教版必修2第7章第2節(jié)‘功’”．結(jié)合5位參賽教師對(duì)教材理解、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)施等方面的具體表現(xiàn),筆者和廣大一線教師與專(zhuān)家共同探討,談?wù)勛约旱睦斫馀c分析以期拋磚引玉．

1 基于教材變化與物理學(xué)史的教材分析

現(xiàn)教材為什么要設(shè)置“追尋守恒量——能量”為本章第1節(jié)?

新課程實(shí)施前,即以往的教科書(shū)中,一般先定義功的概念及其表達(dá)式,然后說(shuō)“一個(gè)物體能對(duì)外做功,就說(shuō)明它具有能”．接著舉例說(shuō)明,做功伴隨著能量的變化,進(jìn)而得出“功是能量變化的量度”．因?yàn)槟芰康母拍钍殖橄?而功的概念比較具體,也容易量度,教材通過(guò)做功了解能量變化,從而認(rèn)識(shí)能量無(wú)可厚非．19世紀(jì)20年代,法國(guó)科學(xué)家科里奧利明確地把作用于物體上的力和受力點(diǎn)沿力的方向位移的乘積叫做“力的功”．

當(dāng)然,這樣處理很容易使人感到,定義“功”是為了定義“能”,先有功的概念,才會(huì)有能的概念．但是,在物理學(xué)中能量并不是由功定義的,而是在人類(lèi)追尋“守恒量是什么”的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的,守恒關(guān)系一直是自然界中客觀存在的一種十分重要的關(guān)系．17世紀(jì),萊布尼茲在惠更斯的運(yùn)動(dòng)量守恒的基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)物體具有一種“活力”;18世紀(jì)末,人們研究熱現(xiàn)象時(shí)認(rèn)為物質(zhì)中含有一種“熱質(zhì)”;19世紀(jì)初,人們研究發(fā)現(xiàn)熱、光、電、磁、化學(xué)等各種現(xiàn)象中都含有類(lèi)似“活力”、“熱質(zhì)”一樣的“自然力”,它們不能從“無(wú)”到“有”,會(huì)相互轉(zhuǎn)化,但他們是統(tǒng)一的,等價(jià)的,本質(zhì)是相同的,于是人們用“能量”統(tǒng)稱(chēng)各種“自然力”;1807年,英國(guó)科學(xué)家托馬斯·楊第一次使用了“能量”這個(gè)詞．同時(shí),盡管早在17世紀(jì)初,伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)就已經(jīng)接近機(jī)械能守恒思想,但直到19世紀(jì)30年代末、40年代初,才有分別屬于西歐的四五個(gè)國(guó)家,從事七八種專(zhuān)業(yè)的十幾位科學(xué)家,分別通過(guò)不同的途徑,各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了“能量守恒定律”,代表人物有邁爾、焦耳、亥姆霍茲等．基于這種思考,新課程實(shí)施后,即新教科書(shū)將“追尋守恒量”放到了具體的概念如重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能之前,即從追尋守恒量出發(fā),引出能量概念,并把守恒思想的滲透貫穿于能量學(xué)習(xí)的全過(guò)程．

新教材本章第1節(jié)“追尋守恒量——能量”以引入能量概念為目的,強(qiáng)調(diào)近代物理學(xué)的發(fā)展伴隨著對(duì)守恒量的追求,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)守恒關(guān)系的認(rèn)識(shí),僅用一節(jié)相對(duì)獨(dú)立的內(nèi)容稍顯突兀,有急于求成的感覺(jué)．2016年9月,教育部專(zhuān)家組修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》面向一線資深教師和專(zhuān)家征求意見(jiàn)．高中物理課程結(jié)構(gòu)顯示,必修課程由必修1(機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型,相互作用與運(yùn)動(dòng)定律,機(jī)械能及其守恒定律)和必修2(靜電場(chǎng),電路及其應(yīng)用,能源與可持續(xù)發(fā)展)構(gòu)成．“追尋守恒量——能量”不作為教材內(nèi)容,“功和功率”作為第1節(jié),隨后學(xué)習(xí)機(jī)械能及其守恒等相關(guān)知識(shí);在必修2學(xué)生逐步了解自然界中存在多種形式的能量后,把“能源與可持續(xù)發(fā)展”作為最后一章,更為合理，顯得循序漸進(jìn)．

2 追源功的概念的建立是否有必要?

功的概念的建立,5位教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合初中已經(jīng)學(xué)習(xí)關(guān)于功的初步知識(shí),用不同的方法讓學(xué)生回顧得到做功的兩個(gè)要素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上移動(dòng)的距離．從而得出功的定義,即一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了一段位移,這個(gè)力就對(duì)物體做了功．

教師W提出一個(gè)有趣的問(wèn)題:讓你坐上時(shí)光穿梭機(jī)來(lái)到18世紀(jì)的英國(guó),礦上都使用蒸汽機(jī)提煤,你會(huì)怎樣來(lái)評(píng)估蒸汽機(jī)干活的多少呢?(在學(xué)案上試著寫(xiě)寫(xiě)或畫(huà)畫(huà)你的評(píng)估方案)．學(xué)生代表展示評(píng)估方案,教師W點(diǎn)評(píng)并結(jié)合教材說(shuō)明:在實(shí)踐中大家逐漸認(rèn)識(shí)到,當(dāng)燃燒同樣多的燃料時(shí),機(jī)器提起的重量與提起高度的乘積F·h是一個(gè)不變量．當(dāng)把不同重量的煤提起不同的高度,就可以用F·h評(píng)估蒸汽機(jī)干活的多少,即做了多少功．

教師Z列舉并演示推動(dòng)箱子、接住下落的小球、彈弓彈射物體的遠(yuǎn)近等情景,讓學(xué)生分析得出引起物體能量變化的原因是有力對(duì)物體做功．然后結(jié)合初中物理知識(shí),觀察水桶、叉車(chē)不同形式的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,得出做功的必要因素和功的計(jì)算公式:W=0(α=90°);W=Fl(α=0°).

教師H1列舉并演示小球上拋和下落過(guò)程、蒸汽機(jī)的工作過(guò)程,讓學(xué)生從能量變化原因的角度引入功;結(jié)合教材列舉圖例中物體所處的不同狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程,探究歸納做功的兩個(gè)不可缺少的因素和功的計(jì)算公式:W=0(α=90°);W=Fl(α=0°).

教師Q通過(guò)演示玩具電動(dòng)小車(chē)水平開(kāi)動(dòng)、用手按住開(kāi)動(dòng)的小車(chē)、小車(chē)從桌上滑落、撿起小車(chē)、托著小車(chē)水平移動(dòng)等過(guò)程,分析小車(chē)能量變化與做功的關(guān)系,強(qiáng)調(diào)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,從而回顧得出做功的兩個(gè)要素和功的計(jì)算公式W=Fl.

教師H2展示6種情景,前3種情景物體的能量都沒(méi)有變化,后3種情景(即教材圖例)物體的重力勢(shì)能、動(dòng)能、彈性勢(shì)能分別發(fā)生了變化,思考得出能量的變化與力以及力的方向上的距離有關(guān),進(jìn)一步提出問(wèn)題:力和力的方向上的距離滿(mǎn)足的某種關(guān)系能否成為衡量能量變化多少的量度呢?

教師H2介紹歷史背景1:隨著早期工業(yè)的發(fā)展,工程師通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)燃燒相同的燃料,機(jī)器舉起的重量與上升高度的乘積可以作為衡量重力勢(shì)能增加的量度,以此來(lái)比較機(jī)器的效能,于是將之定義為“功”．

圖1

隨后,教師H2設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn):“瘋狂原始人”的挑戰(zhàn)——模擬“吹箭”,將相同的紙巾揉成紙團(tuán)放入不同圓管中,觀察紙團(tuán)飛出的遠(yuǎn)近,即紙團(tuán)獲得動(dòng)能的大小(做功多少),如圖1．

挑戰(zhàn)1:一個(gè)男生和一個(gè)女生利用一樣長(zhǎng)度的吹管盡力吹．(l一定,W與F的關(guān)系?)

挑戰(zhàn)2:一個(gè)男生第一次盡力吹長(zhǎng)管,第二次盡力吹短管．(F一定,W與l的關(guān)系?)

挑戰(zhàn)3:男生盡力吹短管,女生盡力吹長(zhǎng)管．(怎樣表示W(wǎng)與F、l的關(guān)系?)

教師H2介紹歷史背景2:1829年,科里奧利在他的第一部著作《機(jī)器功效的計(jì)算》中,明確將力和受力點(diǎn)沿力的方向上位移的乘積叫做功,以定量地衡量能量的變化．從而復(fù)習(xí)回顧做功的兩個(gè)不可缺少的因素和功的計(jì)算公式:W=0(α=90°);W=Fl(α=0°).

至此,5位教師都得出了做功的兩個(gè)要素和特殊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中功的計(jì)算式．顯然,教師W和教師H2探究的時(shí)間較長(zhǎng),大約20min;學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)功,另外3位教師在學(xué)生已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,較為簡(jiǎn)潔地從功和能量變化關(guān)系的角度得出結(jié)論．但這節(jié)內(nèi)容并不是初中內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù),而是內(nèi)容的深化和拓展,5位教師都注意本著創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)疑激趣的原則展開(kāi)教學(xué),都有可取和改進(jìn)之處．教師H2設(shè)計(jì)“瘋狂原始人”的挑戰(zhàn)游戲創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,同時(shí)注重方法滲透,利用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)生則感到奇特不已,妙趣橫生,讓學(xué)生在自然、歡快、輕松的氣氛中學(xué)習(xí),在游戲活動(dòng)中學(xué)習(xí)新知識(shí)、運(yùn)用新知識(shí)．

當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)并不可能解決所有問(wèn)題,這一實(shí)驗(yàn)探究最多只能得到W與F、l正相關(guān),W=Fl、W=F2l、W=Fl2或是其他表達(dá)式?實(shí)驗(yàn)只是提供了定量探究功的計(jì)算式的一個(gè)橋梁,還有必要進(jìn)行邏輯推理,這正是教師W探究一個(gè)有趣問(wèn)題評(píng)估方案的必要性所在．蒸汽機(jī)能夠?qū)?t煤提升30m,根據(jù)等效思想,燃燒同樣多的燃料,蒸汽機(jī)能夠?qū)?t煤提升10m．這兩種情況,蒸汽機(jī)的效能相同,可以用Fl(=mgh)表示這個(gè)不變的物理量,而其他表達(dá)式不滿(mǎn)足等效思想．

同時(shí),我們還要注意到課堂教學(xué)的時(shí)間是有限的,如果不加指引,讓學(xué)生探究活動(dòng)信馬由韁,不僅探究目標(biāo)難以完成,而且對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)不利．兼顧開(kāi)放性與指導(dǎo)性的問(wèn)題情景設(shè)計(jì),是學(xué)生主體性和教師主導(dǎo)性綜合發(fā)力的有效載體,也是課堂探究效益得以實(shí)現(xiàn)的保障．教師W的問(wèn)題過(guò)于開(kāi)放,教師H2設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)過(guò)多,每個(gè)探究環(huán)節(jié)都以若干個(gè)問(wèn)題為指引,將探究任務(wù)和目的具體化,適時(shí)提醒學(xué)生在探究活動(dòng)中要注意的事項(xiàng),可以規(guī)避探究的盲目性．

基于以上分析,筆者建議設(shè)計(jì)以下教學(xué)流程:設(shè)置簡(jiǎn)單問(wèn)題情景(手托粉筆擦的運(yùn)動(dòng)回顧做功的兩個(gè)要素)→實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新定量探究(模擬“吹箭”游戲)→借助史料邏輯推理(比較量度蒸汽機(jī)的效能)→歸納得出功的概念(科里奧利定義功),突出創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景和開(kāi)展方法教育的重要性,有助于學(xué)生思維能力的發(fā)展．

這里,筆者產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題:高中知識(shí)的學(xué)習(xí)對(duì)概念的定義與理解更加深入,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)位移,對(duì)功的要素應(yīng)如何更加精確地描述?似乎很自然地實(shí)現(xiàn)從“距離”向“位移”的跨越．力和位移均為矢量,也為學(xué)生難以理解功是標(biāo)量留下隱患,因此對(duì)功不是矢量、沒(méi)有方向的認(rèn)識(shí)是本節(jié)的難點(diǎn),建議本環(huán)節(jié)暫不作強(qiáng)調(diào)．

3 功的一般表達(dá)式W=Flcosα的處理與設(shè)計(jì)

若力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向成某一任意角度α,該怎樣計(jì)算功呢?5位教師的設(shè)計(jì)思路基本相同,讓學(xué)生展開(kāi)討論,根據(jù)力的分解知識(shí),將F用垂直位移方向的分力F1=Fsinα和沿位移方向的分力F2=Fcosα來(lái)等效替代,由于分力Fsinα與位移l垂直,故不做功,而Fcosα與l的夾角為0°,故做功為W=Flcosα,進(jìn)而得出功的一般表達(dá)式．這個(gè)思路也是教科書(shū)中給出的方法．

圖2

查閱蘇科版、滬科版8年級(jí)物理教材,定義功是力和物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積;人教版高中物理教材,定義功是力和物體在力的方向上移動(dòng)位移的乘積,但實(shí)際探究過(guò)程中,往往用位移和在位移方向上分力的乘積推導(dǎo)．人教版《教師教學(xué)用書(shū)》中指出,對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,在教學(xué)中應(yīng)活躍和開(kāi)闊他們的思路,可以介紹另一種方法,因?yàn)槲灰剖鞘噶?也可以分解為lcosα和lsinα,如圖2,同樣可以得出W=Flcosα,同時(shí)自主學(xué)習(xí)教科書(shū)中的思路和方法．

圖3

兩種方法本質(zhì)是相同的,但高一學(xué)生接觸矢量不久,第1種方法容易形成只能分解力不能分解位移的思維定勢(shì);第2種方法探究過(guò)程不直觀,學(xué)生較難理解,有把簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化的嫌疑．筆者嘗試重新構(gòu)建物理模型,如圖3,物體沿頂角為37°的斜面由頂端滑至底端,重力F與位移l成α=37°角,如何計(jì)算這一過(guò)程重力做的功?讓學(xué)生展開(kāi)討論,分解位移l,根據(jù)重力F和物體在力的方向上移動(dòng)位移lcosα的乘積,容易得到功的一般表達(dá)式W=Flcosα.

圖4

筆者進(jìn)一步構(gòu)建物理模型,如圖4,物體以某一初速度沿該斜面從底端沖上頂端的過(guò)程中,重力做了多少功?請(qǐng)比較這兩種過(guò)程做功的異同．

學(xué)生討論,這兩種過(guò)程中,重力的大小和力的方向上位移的大小相等,因此做的功相等,即W=Flcos37°;也有學(xué)生提出,根據(jù)力和分位移的方向關(guān)系,第二個(gè)過(guò)程中重力做負(fù)功W=-Flcos37°……

本環(huán)節(jié)的教學(xué)中,教師Z利用圖3模型以例題探究的形式理解鞏固功的計(jì)算和功的正負(fù);教師H1從分解力和分解位移兩個(gè)方面進(jìn)行比較探究功的一般表達(dá)式．值得肯定的是,教師H1設(shè)計(jì)了一個(gè)小實(shí)驗(yàn),圓珠筆內(nèi)被壓縮的彈簧將筆彈出的過(guò)程中,W=Flcosα就不適用了,因?yàn)閺椓的大小在彈出的過(guò)程中不斷變化,彈力所做的功,就是變力做功,指出該公式適用于恒力做功．如何研究變力做功,可以作為一個(gè)問(wèn)題提出,既作為激發(fā)學(xué)生思維的問(wèn)題,也為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)埋下伏筆．此外,筆者認(rèn)為,對(duì)功的單位焦耳,特別是1J的大小,需要讓學(xué)生再一次有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)和體會(huì),可以直接引入課堂．

3種教材分別設(shè)計(jì)了體會(huì)一些力做功估計(jì)值的活動(dòng)．蘇科版8年級(jí)物理教材,從地上拿起一個(gè)約50g的雞蛋,并把它緩緩舉過(guò)頭頂,在此過(guò)程中你對(duì)雞蛋做的功大約為1J．滬科版8年級(jí)物理教材,將兩個(gè)雞蛋舉高1m,做功約1J;將一瓶500mL的礦泉水從地上拿起并舉高,做功約為10J;將一袋10kg的大米從地面扛到肩上,做功約150J;體重600N的某學(xué)生從一樓走到二樓,做功約1800J．美國(guó)高中主流理科教材《物理原理與問(wèn)題》,一只蘋(píng)果重約1N,在你將它向上舉高1m的過(guò)程中,你對(duì)它做了1J的功．

4 用等效思想進(jìn)行總功的計(jì)算與難點(diǎn)突破

實(shí)際物體會(huì)受到多個(gè)力,如何求多個(gè)力作用下的總功呢?教師W、教師Z、教師H1等3位教師均以物塊滑下粗糙斜面為例,求重力、彈力、摩擦力分別對(duì)物體所做功的代數(shù)和,即為總功．用這種方法求總功的前提是,在本環(huán)節(jié)前通過(guò)功和能的聯(lián)系說(shuō)明功是標(biāo)量．結(jié)論當(dāng)然是正確的,但從物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程看,功和能概念的建立過(guò)程是相對(duì)獨(dú)立的,之后在具體的物理過(guò)程中“匯合”時(shí),人們才進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到功的重要意義在于它可以決定能量的變化,才把它們聯(lián)系在一起．

教師繼續(xù)引導(dǎo),由于合力與分力是等效替代關(guān)系,所以合力做功與分力做功也是可以替代的．分別用上述兩種方法求解,得到求總功的兩種方法,即W總=W1+W2+W3+…+Wn=F合lcosα.

圖5

另一種教學(xué)設(shè)計(jì),如圖5,在光滑的水平面上,物體受兩個(gè)沿水平方向、互相垂直的大小分別為3N和4N的恒力,從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)10m,求每個(gè)力做的功和合力做的總功．

兩種不同的教學(xué)設(shè)計(jì)都體現(xiàn)等效的思想方法,筆者認(rèn)為,第2種教學(xué)設(shè)計(jì)更符合物理學(xué)史的發(fā)展,更接近科學(xué)探究的思想．在發(fā)現(xiàn)規(guī)律、提出物理量的表達(dá)式的過(guò)程中,我們不僅告訴學(xué)生結(jié)論,而且告訴學(xué)生結(jié)論是怎樣得出來(lái)的,這就是重視科學(xué)過(guò)程的做法．這既是一種教學(xué)思路,也是一種科學(xué)思維之路,因而對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和研究方法是有益的．

5 指向思維發(fā)展構(gòu)建研學(xué)物理課堂的思考

2016年9月,教育部下發(fā)的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(征求意見(jiàn)稿)》指出,物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力,是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì),主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個(gè)方面構(gòu)成．“科學(xué)思維”作為4要素之一提出,并在《標(biāo)準(zhǔn)》中58次出現(xiàn)“思維”這個(gè)關(guān)鍵詞,可見(jiàn),指向思維發(fā)展的培養(yǎng)對(duì)形成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要作用．

“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素．以物理核心素養(yǎng)的大教育觀為導(dǎo)向,對(duì)科學(xué)思維、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過(guò)程等進(jìn)行深入分析和合理設(shè)計(jì),把握教學(xué)原則、優(yōu)化教學(xué)策略、彰顯育人價(jià)值,構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng),著力學(xué)生終身發(fā)展的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)．筆者提出以“問(wèn)題→研究→展示→評(píng)價(jià)”為主線的研學(xué)物理課堂教學(xué)模式．研,即研究——以研究的方法;學(xué),即學(xué)力——提升學(xué)習(xí)能力,研學(xué)物理課堂即是構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生以研究的方法,提升學(xué)習(xí)能力的物理課堂．

問(wèn)題:創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,建構(gòu)物理觀念．建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下,借助其他人的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得．創(chuàng)設(shè)的情境能否激發(fā)學(xué)生探究欲望的關(guān)鍵是問(wèn)題,沒(méi)有問(wèn)題就難以激發(fā)和激起學(xué)生的欲望,學(xué)生也就不會(huì)深入思考,那么學(xué)習(xí)只能是表面和形式的．通過(guò)來(lái)自接近物理現(xiàn)象本身的“原始物理問(wèn)題”抽象為理想化的“物理模型問(wèn)題”,建構(gòu)物理觀念,有利于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力．教師W借助史料“比較量度蒸汽機(jī)的效能”引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)視角解決實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)邏輯推理用“乘積法”建立功的概念．

研究:引導(dǎo)科學(xué)探究,激活科學(xué)思維．建構(gòu)主義認(rèn)為,學(xué)習(xí)活動(dòng)不是由教師向?qū)W生傳遞知識(shí),而是學(xué)生根據(jù)外在信息,通過(guò)自己的背景知識(shí),建構(gòu)自己知識(shí)的過(guò)程,教師要從前臺(tái)退到幕后,要從“演員”變成“導(dǎo)演”,在“演員”最需要的時(shí)刻,提供適度的支持．教師H2設(shè)計(jì)“瘋狂原始人”的挑戰(zhàn)游戲——模擬“吹箭”,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)類(lèi)比法、控制變量法等,體現(xiàn)高中物理方法教育的重要性．需要指出的是科學(xué)探究是否會(huì)有實(shí)驗(yàn),不是其本質(zhì)特征．筆者從物理概念建立的過(guò)程,沿著思維發(fā)展的方向,完成本課由“距離”到“位移”的思維跨越等知識(shí)的科學(xué)探究,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)．

展示:追求多維互動(dòng),強(qiáng)化探究活力．基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)優(yōu)化教學(xué)要素及其相互關(guān)系并形成多維互動(dòng)．教師扮演學(xué)生的學(xué)術(shù)顧問(wèn),成為教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)者、學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和意義建構(gòu)的促進(jìn)者;學(xué)生通過(guò)同伴間的監(jiān)督指正、展示互動(dòng),不僅會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的不足,是自我反思糾正的過(guò)程,而且也會(huì)發(fā)現(xiàn)、甄別和利用展示過(guò)程中的生成性資源,發(fā)揮生成性資源對(duì)培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的作用,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)探究活力和科學(xué)思維的形成．在突破本課難點(diǎn)之一“功是標(biāo)量”時(shí),教師和學(xué)生始終是合作者的關(guān)系,改變教師告知學(xué)生“功是標(biāo)量”,進(jìn)而利用結(jié)論求總功的傳統(tǒng)教學(xué)方法,而是通過(guò)用等效思想進(jìn)行總功計(jì)算的兩種途徑,探究發(fā)現(xiàn)“功是標(biāo)量”的結(jié)論,也體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的自洽性．

評(píng)價(jià):多元發(fā)展評(píng)價(jià),形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．課堂教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生活動(dòng)有導(dǎo)向、診斷、激勵(lì)、改進(jìn)和交流協(xié)調(diào)等功能．建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào),師生之間是一種平等、互動(dòng)的關(guān)系,要改變傳統(tǒng)的一元化、終極性評(píng)價(jià)方式．在過(guò)程性評(píng)價(jià)中,以物理核心素養(yǎng)發(fā)展為標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)教師評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、學(xué)生自評(píng)等多元化、發(fā)展性評(píng)價(jià),既能幫助學(xué)生暴露錯(cuò)誤又能保護(hù)學(xué)生的自尊心,也能在教師指導(dǎo)、同伴幫助下糾正錯(cuò)誤,從而形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展．

創(chuàng)新教育的目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力,教會(huì)學(xué)生探索未知、挑戰(zhàn)未知,從而養(yǎng)成開(kāi)拓進(jìn)取、勇于冒險(xiǎn)的求知精神,提升學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力和學(xué)科核心素養(yǎng)．基于核心素養(yǎng)的物理創(chuàng)新教學(xué)應(yīng)該圍繞真實(shí)而復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)思維方法聚焦核心概念,設(shè)計(jì)核心問(wèn)題,展開(kāi)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、展評(píng)學(xué)習(xí),還需要一線教師繼續(xù)開(kāi)展實(shí)踐研究．

1 韋葉平.基于實(shí)驗(yàn)探究下的規(guī)律課教學(xué)實(shí)踐研究——以創(chuàng)新建構(gòu)“牛頓第二定律”為例[J].物理教師,2016(8):14-17,21.

2 耿宜宏,王志剛.基于問(wèn)題探究式教學(xué)在高中物理課堂的實(shí)踐與思考——以“牛頓第三定律”一課的教學(xué)為例[J].物理教師,2015(11):27-30.

3 張曉紅,張靜.以培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的“電壓”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2016(6):50-51.

4 余華云.基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)探析[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2016(10):2-5.

2017-02-12)