核心素养培养高中物理深度教学策略

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摘要：深度教学是一种新型的教学理念，核心素养下的高中物理深度教学较为注重知识建构的广度与深度，能够多维度呈现问题与情境、思维与探宄等的动态发展过程。同时，以学生的个性化学习为主的高中物理深度教学，克服了传统的表层教学的局限，强调学生的自主、合作、探究式学习，注重学生的高阶思维的训练，进而弓丨发学生的深度探究与自主建构。本文以《自由落体运动》（人教版必修1）的教学设计为例，讨论了基于核心素养培养的高中物理深度教学策略。

关键词：高中物理；深度教学；核心素养；教学策略

《高中物理课程标准（2017版）》从“物理观念与应用、科学思维与创新、科学探宄与交流、科学态度与责任”四个维度界定物理核心素养，为高中物理深度教学的探索与发展确立了新方向。

一、深度联系，渗透物理观念

物理观念不同于一般物理概念，它是一种系统而内化的科学认识，是人们从物理学角度对时空、物质、相互作用、运动、能量等的概括性理解，是对物理概念与规律的提炼与升华。而基于核心素养培养的高中物理深度教学，应以物理观念统领教与学，使学生深入挖掘物理概念及规律，通过对物理观念的渗透形成对知识的深度联系与深度加工。在自由落体运动教学中，教师引导学生简化研究对象，建立理想模型，以分析自由落体的要素：垂直方向上的运动，受到位移方向的同一种力即重力的作用（空气阻力忽略不计）。在此基础上将新旧知识融会贯通，建构知识网络深度联系，从时空角度确立运动观念：真空条件下自由落体是匀变速直线运动的特殊形式，匀变速直线运动的规律在自由落体运动中都成立。在深度联系中，学生明确匀变速直线运动的速度与时间的关系式为v，＋如。运用这一关系推理自由落体运动的公式，在自由落体运动中初速度v0＝Om／s，重力加速度为那＾速度为v，＝轵，位移即下落高度为A轵2。

二、深度质疑，培养科学思维

科学思维是一种深入事物本质的抽象概括式思维，而从核心素养角度出发的高中物理深度教学重在科学思维的训练，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等。［1］在物理课堂中以问题链为主线的活动设计能够引发学生的思考，然而对于形成深度质疑与批判性思考还远远不够。质疑是训练思维的有效方法，而模仿与提问是浅层次的设疑，它能够让学生对教材有基本的理解与把握。在高中物理深度教学实践中，教师应通过教学情境、科学动态等引导学生比较质疑、猜想质疑等，这对与培养学生基于事实提出科学假设、运用科学推理论证、得出创造性见解的思维过程的形成有重要意义。在《自由落体运动》教学中，教师创设情境以激趣设疑：从教学楼顶垂直抛下质量不等的两个重物，一个是质量10kg的重物甲，与一个是质量为lkg的重物乙，甲乙同时落下，哪个物体先落地？学生凭直觉经验判断，得出结论：质量为10kg的重物甲先落地。这时，教师将匀变速直线运动模型代入，引导学生思考：在匀变速直线运动中，物体的速度与加速度的大小与哪些因素有关？与该物体的质量有关吗？学生明确：物体的加速度的大小与运动方向上的受力大小有关，而与物体的质量无关。那么照此推理，作自由落体运动的两个不同质量的重物，其初速度相同，受重力（排除空气阻力）大小相同，等高意味着两物体的位移相同，因此应该同时落地。当学生发现直觉经验与逻辑推理相悖时，深度质疑与自主探究的兴趣被充分激发，也就有了进一步实验求证的动力。［2］这时，教师从旁提出疑问：有同学凭直觉判断质量不等的两重物从同一高度垂直抛下，质量大的先落地。事实上，这在我们生活中是可以找到例子来证明的，你能找出相关例子吗？学生将两片等质量的A4纸作为实验的对比材料，一张平铺展开，一张折成纸团，将二者同时从楼顶垂直抛下，观察到纸团先落地。这种现象又该如何解释？学生在质疑与探宄中发现：物理学中的自由落体运动是排除了空气阻力等因素的物体匀变速直线运动的一种理想化的运动模型，这种理想化的运动只有在真空中才会发生，而在现实中因为空气阻力的存在，物体下落时的加速度受影响，下落速度的快慢不同。

三、深度建构，促进科学探究

深度建构是一种个性化的学习行为，也是高中物理深度教学的终极目标之一。［3］科学探宄是学生在类似于科学家探索自然规律的探究行为过程中形成的综合性能力，因而其表现在学生进行探宄活动中，并在活动中的到发展。在《自由落体运动》教学中，教师将学生分组，学生小组合作，通过铁球与羽毛球从同一高度垂直抛下的对比实验，来验证自由落体属于匀变速直线运动，培养学生的观察分析能力与处理实验数据的能力。在此基础上，教师以情境问题的形式设疑，来推动学生的深度构建：有一物体自44．1m高楼从静止开始竖直匀加速落下，经4s到达地面，求此物体到达地面时的瞬时速度。不少学生看到这一问题，分析：垂直下落，初速度为零的匀加速直线运动，容易套用自由落体公式，据v，＝求出v，＝济＝9．8x4m／s＝39．6m／s。深入思考，便会发现自由落体运动是一种理想化的运动模型，在现实情境中空气的阻力需要考虑。［4］若该物体是自由落体运动，那么下落高度1，1，h＝—gt2＝—x9．8x42m＝78．4m22该结果与题目中的44．1m不相符，故该物体属于初速度为零的匀变速直线运动，但却不是自由落体运动。于是，可利用匀变速直线运动的位移公式s＝＋将s＝44．1m与f＝4s代入其中，求出下落时的加速度为a＝5．51m／s2，那么该物体到达地面时的瞬时速度可以根据公式v，求出。

四、深度拓展，培养科学态度

物理学科核心素养视域下的高中物理的深度教学，既要强调学思结合，也要强调学以致用，它要求学生在对物理概念、物理规律等物理知识全面理解与建构的基础上，将所学的物理知识运用于生活实践中，以推动物理教学的深度拓展，形成有益的反馈与积极的影响，同时培养学生的科学态度与责任。［5］当然，随着物理学的深入研究，人们关于物理现象及规律的认识及解释也将不断深入，这就要求学生在深度拓展中培养自身尊重实证、批判思考的科学态度。在《自由落体运动》教学中，教师引导学生回归到最初的教学情境中以深度拓展所学知识：假设教学楼足够高且空气阻力忽略不计，甲乙两个重物下落的时间足够长，重力加速度的作用会使物体下落的速度足够大，那么物体下落的速度会不会超过光速？在空气阻力忽略不计的前提下，重力加速度的作用导致的物体的下落速度趋近光速时，物体的质量发生变化，经典物理中的牛顿定律将不再适用。当然，学生探讨并不局限于此，随着自由落体运动的高度的无限增加，重力加速度也将生改变，那么自由落体运动的公式便不再适用。在高中物理深度教学中，教师通过类似的深度拓展，让学生学会猜想与假设，学会探宄与求证，从而培养自身的科学态度。

五、结语

总之，基于核心素养的高中物理深度教学策略，需要教师调动学生的思维，使其在自主、合作、探究式学习中不断内化方法与能力，从而将物理与生活、科学与应用有效贯通起来，在深度参与课堂中内化物理观念，在深度建构知识培养科学思维，在深度质疑形成自主创新品质，在深度拓展运用中培养科学态度。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（2017版）［M］．北京：人民教育出版社，2018．

［2］余华云？基于核心素养的高中物理教学探析［J］．中学物理教学参考，2016，45（19）：2－5＿

［3］林萍？基于学生核心素养的中学物理深度教学研究［J］？数理化学习（教研版），2018（04）：27－31．

［4］董彦．以“自由落体运动”为例谈基于核心素养导向的教学设计［J］．中学物理教学参考，2018，47（08）：14－17．

［5］吴炳光．浅谈核心素养背景下高中物理试题的编制理念——基于2017年高考理综物理试题的特点评析与改编［J］．课程教学研究，2017（10）：80－83．

作者:陆奕斌 单位:江苏省常熟中学