例谈落实物理学科核心素养的教学准备

吴茂赢 刘艳洁

【摘要】物理课堂教学是落实核心素养的主阵地。本文以物理经典案例“自由落体运动”为例，阐述新课标下培养关键能力落实核心素养课前需要思考的问题，有助于理清教学思路，提高教学效果。

【关键词】教学准备;核心素养;自由落体运动

普通高中物理课程标准（2017年版）指出：普通高中物理课程是普通高中自然科学领域的基础课，旨在实现立德树人的根本任务，旨在落实立德树人根本任务，进一步提出学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承与社会的发展。本次课程的修改完成从“知识点”到“核心素养”的转变。教学内容要实现教学生“解题”向“解决问题”转变。使学生在教育过程中逐步形成适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力。根据物理学科素养的要求，笔者对粤教版“自由落体运动”的课前准备进行了以下思考建议。

一、课程标准解读与分析

1.新旧课标内容要求的变化

新课标：

1.1.4 通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。

例6 查阅资料，了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。

例7 查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。

旧课标：

（3）经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。

例4 用打点计时器，频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。

例5 通过史实，了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。

从以上的对照当中可以发现，旧课标没有在内容标准中对自由落体运动提出要求，只是在举例中提到，而且要求很低，通过史实，“了解”而已，对自由落体运动的规律没有提出任何要求。新课标对自由落体运动的要求明显与旧课标的不同，而且提高了不少，明确提出：

（1）要通过实验，即要经历实验过程;

（2）是认识而不是了解，即要经历人脑反映自由落体的特性与联系的思维活动;

（3）认识规律，即经历实验和思维活动，发现并掌握自由落体运动的规律。

2.内容要求变化的目的

2.1新课标就是希望高中物理的教学，要选取物理学史上在认识自然过程中经典的、已取得成功的案例或素材，让学生：

（1）模拟、经历类似的认知过程

（2）通过心理历程，感悟道理、内化品质、提升能力

（3）会应用，最后能迁移到别的领域，解决新问题，形成必备的品质和创新能力。

2.2“自由落体运动”就是经典的、已取得成功的素材，现在的高中学生沿着这个思路和方法，可以完成“自由落体运动”知识的构建。

（1）落体运动是生活中常见的运动;

（2）学生经过质点和匀速直线运动的模型建构过程，具备将落体运动抽象为自由落体运动模型的能力;

（3）经历匀变速直线运动特点及规律的学习，学生可以完成自由落体运动特点及其规律的实验探究。

二、教学对象分析

1.学生兴趣分析

学生在生活和学习中积累了大量的经验，对落体运动已经有了初步的感性认识。他们不但有好奇心，而且有相当的求知欲。但是对自由落体运动没有形成完整的概念，特別是还存在观念上的一些错误如：重的东西落得快。所以在课堂上不仅要用实验激发他们对新奇事物的兴趣，还应该注重学生自己动手动脑进行实验的技能培养。

2.学生知识基础分析

学生已经学习了匀变速直线运动的规律，掌握了一般匀变速直线运动规律的获得方式;掌握了测量匀变速直线运动的加速度的方法。

三、依据教学内容确立教学目标

1.依照课标要求，比较课表变化，分析教材设计意图本节课内容可分解为以下：

（1）从落体运动的认识到分析物体下落快慢的原因;

（2）从求证物体下落的原因到建立自由落体概念;

（3）通过实验认识什么是自由落体;

①自由落体运动的特点和性质是什么;

②自由落体运动的规律是什么。

（4）应用自由落体规律解决生活实际问题。

2.教学目标（核心素养）

（1）物理观念：分析和求证物体下落快慢的原因，改变原有认识建立自由落体概念。培养学生“运动与相互作用”观念。

（2）科学探究：通过学生实验，找寻物体下落快慢与质量因素无关以及自由落体是特殊匀变速直线运动的证据，培养学生科学探究的方法和能力。

（3）科学思维：通过思考、质疑、比较、猜想、验证等活动培养学生建立物理模型，应用数学方法形成对探究的理论支撑。

（4）科学态度及责任：利用实验和生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。养成实事求是、严谨认真的科学态度。能说明生活、生产中采用应用自由落体运动的实例，发展观察、归纳等能力。

四、思考设计理念及思路

1.设计理念

1.1要注重科学素养，重视科学精神、提升人文内涵与建立正确的物理知识体系、培养物理思维能力的统一。本节课采用贴近生活的生活实例视频引入，用身边的实验来探究，体现物理就在我们身边，科学发展离不开物理。

1.2要重视学生现在，着眼学生未来，突出思维方法要求，提高了探究力度。本节课大部分时间都是以学生自主探究为主，使学生感受物理规律的发现过程，并着重培养学生发现问题，解决问题的能力。从而形成自身技能。

2.设计思路

立足解决生活实际的问题，从解决问题的过程中让学生：经历观察，发现问题，做出假设，进行实验，得出结论，解决问题，形成应用、判断的能力。

2.1解决自由落体运动概念

课堂开始可以创设物理情境切入新课，使学生在情境中遇到问题，该怎么解决问题？通过学生思考提出怎样解决简单又方便？这样很容易调动学生积极性和热情。通过讨论发现问题带着问题进入课堂。体现“从生活走进物理”的新课程理念，也激发了学生求知欲。通过引导，很容易将现实情境抽象为课堂实验模型，学生通过观察现象发现了落体运动的一些特点，通过比较发现下落物体有快有慢，形成初步结论。再通过牛顿管的比较与原有概念形成冲突，在同化的过程中形成对比。从而形成客观的、统一的认识。

2.2解决自由落体的性质和规律

在自由落体运动的概念基础上提出假设，寻找自由落体运动是特殊匀变速直线运动的证据。使学生经历了假设——实验求证——再假设——再实验求证的科学思维。养成科学的思维习惯。通过实际应用，思考公式的适用情境，并分析起合理性。从而形成了统一的、科学的解决问题的方法。即学生将蕴含在知识载体中的观念，思维和态度转化为个人的行为准则。

参考文献：

[1]教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018年1（2018.2重印）.

[2]王希希.“自由落体运动”教学观摩的思考与教学优化探索[J].中学物理教学参考，2019（8）：71-72.