鐵元元 鐵志忠

[摘? ? ? ? ? ?要]? 物理學(xué)作為自然科學(xué)，與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重擔(dān)。以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以2017年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，以人教版高中物理必修1《加速度》為例，編寫基于核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計。但愿可為一線教育工作者提供較為新奇的講授參考，能夠使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到有效提升。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 核心素養(yǎng);高中物理;教學(xué)設(shè)計;加速度

[中圖分類號]? G633.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）27-0084-02

一、引言

“核心素養(yǎng)”自從提出以后，已經(jīng)慢慢成為一種國際共識，一些發(fā)達國家在教育中的運用已經(jīng)較為成熟。與發(fā)達國家相比較而言，我國對“核心素養(yǎng)”提出較晚，并且教育教學(xué)方面的運用較為稚嫩。我國是在2014年教育部提出“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”。在這種情況下，“核心素養(yǎng)”一詞在我國教育界激起較大漣漪，基于物理核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)應(yīng)運而生。

二、基于核心素養(yǎng)的課堂探究教學(xué)設(shè)計案例

教學(xué)內(nèi)容：《加速度》（人教版高中物理必修1）

（一）學(xué)習(xí)者分析

1.心理特征。本節(jié)知識安排在高一，高中學(xué)生的邏輯思維能力雖已逐漸成熟，但還是以形象思維為主，并且較為直觀的呈現(xiàn)方式及學(xué)生動手探究仍然可以幫助學(xué)生對知識的理解，更好地幫助學(xué)生完成自學(xué)任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.知識特征。高一學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)知識之前，已經(jīng)完成了初中階段的物理學(xué)習(xí)任務(wù)，掌握了基本的物理基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)物理的策略。本節(jié)內(nèi)容屬于本教材第一章最后一節(jié)，在前面四節(jié)中對運動的描述、位移和時間、速度等基本的運動學(xué)知識點做了介紹，并且也已經(jīng)學(xué)習(xí)了運動學(xué)中涉及的基本測量儀器“打點計時器”的使用?；诖?，對加速度的學(xué)習(xí)水到渠成。

（二）學(xué)習(xí)任務(wù)分析

1.《加速度》在高中物理體系中的地位和作用。學(xué)生除了在本章學(xué)習(xí)一些運動學(xué)知識之外，在初中也已經(jīng)學(xué)習(xí)了路程—時間圖像、速度—時間圖像等最基本的運動學(xué)知識，后面又將學(xué)習(xí)勻加速運動、自由落體運動等，故加速度在運動學(xué)部分具有承上啟下的作用。

2.知識課程內(nèi)容安排分析。本節(jié)課知識通過“問題”中以現(xiàn)實生活中的問題為例，引出“加速度”，對加速度的基本知識進行講解，進一步通過加速度方向與速度方向的關(guān)系示意圖講解“加速度的方向”，后面又設(shè)置“思考與討論”欄目，幫助學(xué)生通過類比位移與速度，將加速度與生活緊密聯(lián)系;接下來以“你認為由v-t圖象能知道物體的加速度嗎”的問題引發(fā)學(xué)生思考，借助v-t圖象講解“從v-t圖象看加速度”，并對運動物體的加速度近似值予以展示;下來是“科學(xué)漫步”，通過類比對變化率進行解釋，做到從生活走向物理;而STSE欄目，是以短文的形式講述交通工具與社會發(fā)展的關(guān)系，引發(fā)學(xué)生討論“交通工具的速度是不是越快越好”進而開闊學(xué)生的思維。最后是“練習(xí)與應(yīng)用”，提升學(xué)生對知識綜合運用的能力，使學(xué)生能更好地運用知識解決生活中的問題。

3.教學(xué)重點。對加速度的概念及其物理意義的理解。

4.教學(xué)難點。對速度與加速度區(qū)別與聯(lián)系的理解。

（三）學(xué)習(xí)目標(biāo)闡明

分析學(xué)情，在教學(xué)過程中以講授“物理觀念”為主線，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)思維”與“科學(xué)探究”能力，并滲透“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，本節(jié)教學(xué)目標(biāo)制定如下：

物理觀念：（1）能夠說出加速度的物理意義、定義、公式、符號和單位，可以靈活運用加速度的相關(guān)知識解決習(xí)題或生活中遇到的問題。（2）可以說出加速度方向與速度方向之間存在關(guān)系的原因，加速度與速度改變量的區(qū)別。（3）可以作出速度—時間圖像，并根據(jù)速度—時間圖分析有關(guān)加速度的問題。

科學(xué)思維：（1）可以通過分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)得出加速度。（2）經(jīng)歷將生活實際上升到物理概念的過程，可以將物理與生活聯(lián)系起來。

科學(xué)探究：（1）學(xué)生通過引導(dǎo)自行動手進行探究實驗，提高動手能力，以及有合作探究的意識。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：有將知識靈活運用于日常生產(chǎn)生活的意識。

（四）教學(xué)策略

教學(xué)方法：實驗演示法、分組實驗法、討論法、講授法。

教學(xué)媒體：教材、教學(xué)參考書、網(wǎng)站、課件、實驗儀器等。

（五）教學(xué)過程

1.新課導(dǎo)入。PPT展示計時帶、火花計時器、小車的圖片。用火花計時器分別記錄小車勻速運動和變速運動的運動狀態(tài)。提問：“這兩條紙帶分別表示什么運動？大家是如何看出來的？”以此使學(xué)生對本節(jié)課有一定的學(xué)習(xí)興趣。（5分鐘）

2.探究實驗。根據(jù)課前按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則對學(xué)生進行四人一小組的小組分配，組織學(xué)生進行探究實驗。提出：“物體勻速運動與加速運動紙帶上的點有什么不同？”學(xué)生根據(jù)實驗器材和要求設(shè)計實驗步驟、數(shù)據(jù)記錄表格并且予以展示。教師對學(xué)生的完成情況進行評價，給出最終的實驗步驟。學(xué)生進行實驗，得出實驗結(jié)論，回答教師提出的問題。旨在通過學(xué)生自行動手實驗，提高學(xué)生的實驗技能，可以自主建構(gòu)知識。（13分鐘）

3.加速度。提出問題“在表示運動的紙帶上選擇3個點，計算小車在這三點的瞬時速度，并做出小車的速度—時間圖像”。小組匯報算出來的瞬時速度和做出的v-t圖象。小組間比較小車三點的瞬時速度，從而引出加速度，進一步在小組間比較v-t圖象，發(fā)現(xiàn)速度變化越快，v-t圖象斜率越大。同時引導(dǎo)學(xué)生類比位移—時間圖象中斜率表示運動快慢，引出v-t圖象斜率可以表示加速度，繼而引導(dǎo)學(xué)生自行根據(jù)斜率的計算引出加速度的定義、公式及單位，并且講解其表示符號為。旨在學(xué)生主動學(xué)習(xí)加教師講解，可以使學(xué)生更好地理解加速度的定義。（7分鐘）

4.加速度方向。教師根據(jù)=Δv/t，同時與速度的矢量性相類比，引導(dǎo)學(xué)生探究加速度的矢量性，教師細致講解加速度的矢量性旨在加深學(xué)生對加速度的理解。（5分鐘）

5.速度方向與加速度方向的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)五位運動者的v-t圖象判斷他們加速度的大小及方向。旨在通過學(xué)生自行分析，加深學(xué)生印象。（5分鐘）

6.趁熱打鐵。旨在通過習(xí)題考查學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)情況，同時對每小部分知識進行綜合，并且這兩道習(xí)題與日常生活緊密聯(lián)系，可以提高學(xué)生將物理知識靈活運用于生產(chǎn)生活的意識。（10分鐘）

（六）課堂評價

1.課堂教學(xué)效果評價設(shè)計。學(xué)生根據(jù)五位運動者的v-t圖象判斷他們加速度的大小及方向，以此來檢驗學(xué)生根據(jù)v-t圖象判斷加速度的掌握情況;設(shè)置“趁熱打鐵”教學(xué)過程，利用兩道習(xí)題解答來檢驗學(xué)生對整體知識的掌握情況。

2.小組討論。以小組為單位在表示運動的紙帶上選擇3個點，計算小車在這三點的瞬時速度是多少？學(xué)生做出速度與時間圖象。

（七）課后作業(yè)

問題與練習(xí)（第29頁 第1題，第3題，第4題）;查閱資料，了解現(xiàn)代交通技術(shù)的發(fā)展。

（八）加速度教學(xué)反思

1.教學(xué)設(shè)計分析。根據(jù)普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）對本節(jié)課的要求設(shè)計了六個教學(xué)目標(biāo)，這里之所以制定這些目標(biāo)主要是因為課程標(biāo)準(zhǔn)中對課程目標(biāo)的要求，并且加速度雖然在生活中處處存在，但又是一個較為抽象的物理量，通過實驗將抽象化為具體，可以讓學(xué)生更容易理解。

在教學(xué)時間安排上，課時為45分鐘，新課引入為5分鐘，學(xué)生探究實驗安排了13分鐘，主要因為本部分內(nèi)容包括實驗步驟和表格的設(shè)計以及實驗過程、實驗結(jié)果討論等多個環(huán)節(jié)。對加速度基本概念的學(xué)習(xí)安排時間為7分鐘，加速度矢量性及速度方向與加速度方向之間的關(guān)系安排時間均為5分鐘。最后趁熱打鐵，安排時間10分鐘，這部分時間較長是考慮到利用習(xí)題幫助學(xué)生將各個知識點結(jié)合起來，并且引導(dǎo)學(xué)生對知識進行靈活運用。

2.教學(xué)過程反思。本節(jié)課的導(dǎo)入是教師演示實驗，演示實驗屬于直觀教學(xué)，是物理教學(xué)中重要的手段之一，可以引起學(xué)生對知識的好奇。同時也對后面學(xué)生分組實驗起到引導(dǎo)和示范的作用，能夠幫助學(xué)生更好地完成后期的探究實驗，實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

本節(jié)課涉及分組實驗。學(xué)生根據(jù)教師所給的器材及相應(yīng)提示設(shè)計完成實驗，得出實驗結(jié)論。因為高中學(xué)生已經(jīng)有兩年的物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，學(xué)生的動手實驗?zāi)芰托〗M合作能力較強，分組實驗教學(xué)的可行性較高，同時可以進一步提高學(xué)生的合作探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。并且在學(xué)生實驗過程中得到的實驗成果“加速運動紙帶”是本節(jié)課后面學(xué)習(xí)的主要工具。

在對加速度的學(xué)習(xí)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生用“加速運動紙帶”做出速度—時間圖象，從而根據(jù)速度—時間圖象講解加速度的定義、物理意義、單位等基本知識。在這一過程中，學(xué)生利用自己所完成的實驗成果，直觀展示初速度的變化，讓抽象的學(xué)習(xí)過程變得形象具體，幫助學(xué)生更深刻地理解加速度。

本節(jié)課對加速度方向的講解是用類比法，引導(dǎo)學(xué)生類比速度的矢量性，學(xué)習(xí)加速度是一個既有大小又有方向的物理量，幫助學(xué)生更好地理解加速度，不過其缺點是使部分學(xué)生無法清晰地區(qū)分加速度和速度的異同。為使學(xué)生更清晰地區(qū)分加速度與速度，需要教師在課后習(xí)題講解過程中進一步加深學(xué)生對加速度與速度的理解。

三、總結(jié)

高一學(xué)生剛剛步入高中校園，思維方式主要還是以形象思維為主，而在物理教學(xué)過程中，探究式教學(xué)是最重要的教學(xué)方式之一。所以在教學(xué)過程中應(yīng)注重實驗的引入，演示實驗和探究實驗并行，在教師的指導(dǎo)下學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維以及科學(xué)探究能力。再通過生活現(xiàn)象舉例，靈活運用課堂知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。讓物理課堂生動有趣，使教學(xué)成為培育符合時代需要的新型人才的必要手段。

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編輯 馮永霞