核心素養(yǎng)培養(yǎng)高中物理深度教學(xué)策略

時(shí)間:2022-10-15 09:15:30

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核心素養(yǎng)培養(yǎng)高中物理深度教學(xué)策略

摘要:深度教學(xué)是一種新型的教學(xué)理念,核心素養(yǎng)下的高中物理深度教學(xué)較為注重知識(shí)建構(gòu)的廣度與深度,能夠多維度呈現(xiàn)問題與情境、思維與探宄等的動(dòng)態(tài)發(fā)展過程。同時(shí),以學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)為主的高中物理深度教學(xué),克服了傳統(tǒng)的表層教學(xué)的局限,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主、合作、探究式學(xué)習(xí),注重學(xué)生的高階思維的訓(xùn)練,進(jìn)而弓丨發(fā)學(xué)生的深度探究與自主建構(gòu)。本文以《自由落體運(yùn)動(dòng)》(人教版必修1)的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,討論了基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)高中物理深度教學(xué)策略

關(guān)鍵詞:高中物理;深度教學(xué);核心素養(yǎng);教學(xué)策略

《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》從“物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探宄與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)維度界定物理核心素養(yǎng),為高中物理深度教學(xué)的探索與發(fā)展確立了新方向。

一、深度聯(lián)系,滲透物理觀念

物理觀念不同于一般物理概念,它是一種系統(tǒng)而內(nèi)化的科學(xué)認(rèn)識(shí),是人們從物理學(xué)角度對(duì)時(shí)空、物質(zhì)、相互作用、運(yùn)動(dòng)、能量等的概括性理解,是對(duì)物理概念與規(guī)律的提煉與升華。而基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理深度教學(xué),應(yīng)以物理觀念統(tǒng)領(lǐng)教與學(xué),使學(xué)生深入挖掘物理概念及規(guī)律,通過對(duì)物理觀念的滲透形成對(duì)知識(shí)的深度聯(lián)系與深度加工。在自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生簡化研究對(duì)象,建立理想模型,以分析自由落體的要素:垂直方向上的運(yùn)動(dòng),受到位移方向的同一種力即重力的作用(空氣阻力忽略不計(jì))。在此基礎(chǔ)上將新舊知識(shí)融會(huì)貫通,建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)深度聯(lián)系,從時(shí)空角度確立運(yùn)動(dòng)觀念:真空條件下自由落體是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特殊形式,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律在自由落體運(yùn)動(dòng)中都成立。在深度聯(lián)系中,學(xué)生明確勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系式為v,+如。運(yùn)用這一關(guān)系推理自由落體運(yùn)動(dòng)的公式,在自由落體運(yùn)動(dòng)中初速度v0=Om/s,重力加速度為那^速度為v,=軹,位移即下落高度為A軹2。

二、深度質(zhì)疑,培養(yǎng)科學(xué)思維

科學(xué)思維是一種深入事物本質(zhì)的抽象概括式思維,而從核心素養(yǎng)角度出發(fā)的高中物理深度教學(xué)重在科學(xué)思維的訓(xùn)練,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。[1]在物理課堂中以問題鏈為主線的活動(dòng)設(shè)計(jì)能夠引發(fā)學(xué)生的思考,然而對(duì)于形成深度質(zhì)疑與批判性思考還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。質(zhì)疑是訓(xùn)練思維的有效方法,而模仿與提問是淺層次的設(shè)疑,它能夠讓學(xué)生對(duì)教材有基本的理解與把握。在高中物理深度教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)通過教學(xué)情境、科學(xué)動(dòng)態(tài)等引導(dǎo)學(xué)生比較質(zhì)疑、猜想質(zhì)疑等,這對(duì)與培養(yǎng)學(xué)生基于事實(shí)提出科學(xué)假設(shè)、運(yùn)用科學(xué)推理論證、得出創(chuàng)造性見解的思維過程的形成有重要意義。在《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中,教師創(chuàng)設(shè)情境以激趣設(shè)疑:從教學(xué)樓頂垂直拋下質(zhì)量不等的兩個(gè)重物,一個(gè)是質(zhì)量10kg的重物甲,與一個(gè)是質(zhì)量為lkg的重物乙,甲乙同時(shí)落下,哪個(gè)物體先落地?學(xué)生憑直覺經(jīng)驗(yàn)判斷,得出結(jié)論:質(zhì)量為10kg的重物甲先落地。這時(shí),教師將勻變速直線運(yùn)動(dòng)模型代入,引導(dǎo)學(xué)生思考:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,物體的速度與加速度的大小與哪些因素有關(guān)?與該物體的質(zhì)量有關(guān)嗎?學(xué)生明確:物體的加速度的大小與運(yùn)動(dòng)方向上的受力大小有關(guān),而與物體的質(zhì)量無關(guān)。那么照此推理,作自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)不同質(zhì)量的重物,其初速度相同,受重力(排除空氣阻力)大小相同,等高意味著兩物體的位移相同,因此應(yīng)該同時(shí)落地。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)直覺經(jīng)驗(yàn)與邏輯推理相悖時(shí),深度質(zhì)疑與自主探究的興趣被充分激發(fā),也就有了進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)求證的動(dòng)力。[2]這時(shí),教師從旁提出疑問:有同學(xué)憑直覺判斷質(zhì)量不等的兩重物從同一高度垂直拋下,質(zhì)量大的先落地。事實(shí)上,這在我們生活中是可以找到例子來證明的,你能找出相關(guān)例子嗎?學(xué)生將兩片等質(zhì)量的A4紙作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)比材料,一張平鋪展開,一張折成紙團(tuán),將二者同時(shí)從樓頂垂直拋下,觀察到紙團(tuán)先落地。這種現(xiàn)象又該如何解釋?學(xué)生在質(zhì)疑與探宄中發(fā)現(xiàn):物理學(xué)中的自由落體運(yùn)動(dòng)是排除了空氣阻力等因素的物體勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型,這種理想化的運(yùn)動(dòng)只有在真空中才會(huì)發(fā)生,而在現(xiàn)實(shí)中因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖冢矬w下落時(shí)的加速度受影響,下落速度的快慢不同。

三、深度建構(gòu),促進(jìn)科學(xué)探究

深度建構(gòu)是一種個(gè)性化的學(xué)習(xí)行為,也是高中物理深度教學(xué)的終極目標(biāo)之一。[3]科學(xué)探宄是學(xué)生在類似于科學(xué)家探索自然規(guī)律的探究行為過程中形成的綜合性能力,因而其表現(xiàn)在學(xué)生進(jìn)行探宄活動(dòng)中,并在活動(dòng)中的到發(fā)展。在《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中,教師將學(xué)生分組,學(xué)生小組合作,通過鐵球與羽毛球從同一高度垂直拋下的對(duì)比實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證自由落體屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力與處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。在此基礎(chǔ)上,教師以情境問題的形式設(shè)疑,來推動(dòng)學(xué)生的深度構(gòu)建:有一物體自44.1m高樓從靜止開始豎直勻加速落下,經(jīng)4s到達(dá)地面,求此物體到達(dá)地面時(shí)的瞬時(shí)速度。不少學(xué)生看到這一問題,分析:垂直下落,初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),容易套用自由落體公式,據(jù)v,=求出v,=濟(jì)=9.8x4m/s=39.6m/s。深入思考,便會(huì)發(fā)現(xiàn)自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型,在現(xiàn)實(shí)情境中空氣的阻力需要考慮。[4]若該物體是自由落體運(yùn)動(dòng),那么下落高度1,1,h=—gt2=—x9.8x42m=78.4m22該結(jié)果與題目中的44.1m不相符,故該物體屬于初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),但卻不是自由落體運(yùn)動(dòng)。于是,可利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=+將s=44.1m與f=4s代入其中,求出下落時(shí)的加速度為a=5.51m/s2,那么該物體到達(dá)地面時(shí)的瞬時(shí)速度可以根據(jù)公式v,求出。

四、深度拓展,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的高中物理的深度教學(xué),既要強(qiáng)調(diào)學(xué)思結(jié)合,也要強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用,它要求學(xué)生在對(duì)物理概念、物理規(guī)律等物理知識(shí)全面理解與建構(gòu)的基礎(chǔ)上,將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)踐中,以推動(dòng)物理教學(xué)的深度拓展,形成有益的反饋與積極的影響,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。[5]當(dāng)然,隨著物理學(xué)的深入研究,人們關(guān)于物理現(xiàn)象及規(guī)律的認(rèn)識(shí)及解釋也將不斷深入,這就要求學(xué)生在深度拓展中培養(yǎng)自身尊重實(shí)證、批判思考的科學(xué)態(tài)度。在《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生回歸到最初的教學(xué)情境中以深度拓展所學(xué)知識(shí):假設(shè)教學(xué)樓足夠高且空氣阻力忽略不計(jì),甲乙兩個(gè)重物下落的時(shí)間足夠長,重力加速度的作用會(huì)使物體下落的速度足夠大,那么物體下落的速度會(huì)不會(huì)超過光速?在空氣阻力忽略不計(jì)的前提下,重力加速度的作用導(dǎo)致的物體的下落速度趨近光速時(shí),物體的質(zhì)量發(fā)生變化,經(jīng)典物理中的牛頓定律將不再適用。當(dāng)然,學(xué)生探討并不局限于此,隨著自由落體運(yùn)動(dòng)的高度的無限增加,重力加速度也將生改變,那么自由落體運(yùn)動(dòng)的公式便不再適用。在高中物理深度教學(xué)中,教師通過類似的深度拓展,讓學(xué)生學(xué)會(huì)猜想與假設(shè),學(xué)會(huì)探宄與求證,從而培養(yǎng)自身的科學(xué)態(tài)度。

五、結(jié)語

總之,基于核心素養(yǎng)的高中物理深度教學(xué)策略,需要教師調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維,使其在自主、合作、探究式學(xué)習(xí)中不斷內(nèi)化方法與能力,從而將物理與生活、科學(xué)與應(yīng)用有效貫通起來,在深度參與課堂中內(nèi)化物理觀念,在深度建構(gòu)知識(shí)培養(yǎng)科學(xué)思維,在深度質(zhì)疑形成自主創(chuàng)新品質(zhì),在深度拓展運(yùn)用中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。

參考文獻(xiàn):

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

[2]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,2016,45(19):2-5_

[3]林萍?基于學(xué)生核心素養(yǎng)的中學(xué)物理深度教學(xué)研究[J]?數(shù)理化學(xué)習(xí)(教研版),2018(04):27-31.

[4]董彥.以“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例談基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2018,47(08):14-17.

[5]吳炳光.淺談核心素養(yǎng)背景下高中物理試題的編制理念——基于2017年高考理綜物理試題的特點(diǎn)評(píng)析與改編[J].課程教學(xué)研究,2017(10):80-83.

作者:陸奕斌 單位:江蘇省常熟中學(xué)