从核心素养的养成，看教材的“二次开发”

苏剑军 杨杰

摘要：2014年3月，“核心素养”首次出现在《教育部关于全面深化课程改革  落实立德树人根本任务的意见》，2016年9月中国学生发展核心素养总体框架正式发布。它以培养“全面发展的人”为核心，六大素养其中之一是“实践创新”。为了符合新要求，对教材的部分实验有必要进行“二次开发”式的创新设计。

关键词：核心素养;物理;教材;二次开发

《物理》高中教材是普通高中课程标准实验教科书，作者是人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心的多名专家和中学一线教学名师经过精雕细琢编制而成，最大化的将物理思想、物理知识、研究方法以及物理历史等根据学生的学习规律编排而成，因为它面对的全国性的教育教学问题，当中的规律顺序、内容的目的性可谓是完美到不可挑剔。然而静态的文字和图片再怎么完美，呈现给学生的信息始终有限，并且各地各校学情和教师教学特点都是千差百异，在用教材上我们不可能一刀切，所以要求教师在用教材的时候要明确好我们是“用教材教学”而不是“教教材”。《普通高中物理课程标准》指出：“倡导不受某一种教科书的约束，吸收和利用有利于学生发展的课程资源，教师应根据本校特点和学生的需求，精选课程资源，充实物理课程的教学内容”，这就要求教师在根据自己的教学特点和学情灵活而有创造性的对教材二次开发，对教材内容和顺序适当的调整、对教材内容适当的补充、有条件的甚至替换教学内容和活动（实验）。

现在以高中物理人教版教材必修2第五章第1节《曲线运动》、人教版教材选修3-1第三章第二节《磁感应强度》为例介绍说明对教材的二次开发必要性和效果。

一、《曲线运动》

（一）教材内容：教材一开始直接给出本节课的任务是找出研究曲线运动的方法，所以本节课都是围绕着这条主线展开：

1.通过以平抛为例建立坐标系的方法来明确曲线运动的位移，方法是通过分析直角坐标两个方向上的位置来确定曲线运动的位移。从学生最简单熟悉的直角坐标入手符合学生的认知的学习规律。

2.关于曲线运动方向的研究，教材先通过观察一些常见的现象，得至曲线运动中速度方向是时刻改变的，且通过已学知识的迁移理论研究质点在某点的速度改变方向是曲线上该点的切线方向，再结合矢量的特点，给出曲线运动是变速 运动，紧接着举了平抛的实例分析了两个分速度与合速度的关系。

3.实例研究：通过观察和分析红蜡的运动得出了红蜡两个分运动的和合运动速度、位移的关系，并且用数学研究方法得出了运动轨迹方程。让学生通过实例体会研究曲线运动方法和加深了印象。

4.最后通过实验从力学角度总结归纳出物体做曲线运动的条件，最后从牛顿第二定律角度的理论上加以分析。本节教材的知识内容和能力因素，是对前面所学知识的补充和加深。是对运动和力的关的进一步理解和完善。

（二）《曲线运动》本节课教材的二次开发：

1.从学生认知过程和知识的迁移情况开展学习：学生感性认识到理性分析的升华。

（1）曲线运动方向的教学把教材中的图5.1-4演示实验改装为学习操作实验，先通过实验观察曲线运动的方向这是感性认识，再接着用已学知识“瞬时速度”的定义是当时间无穷小时平均速度就是瞬时速度的极限思维方法研究曲线运动的方向，这是知识的迁移从观察现象上升到理论研究。（如图1、图2所示为改装后轨道可拆除的学生实验）

（2）曲线运动的条件的教学：把5.1-11演示实验改装为学生实验，让学生通过观察现象总结曲线运动的受力规律。再接着用已学知识加速度定义是速度变化率来求曲线运动的加速度跟速度不共线从而理论验证了刚才的实验总结规律。（如图3、图4是学生研究曲线运动条件实验）

2.教材内容的删减和顺序调整：

（1）本节课重點内容是探究曲线运动方向以及条件，这是对曲线运动的了解和认识。接着才是用运动的分解方法来研究曲线运动的规律，所以将把运动的分解分析放到第二节课，并结合平抛特例来研究这样更适合我们的思路。也避免了第一节课研究了平抛的位移、方向后到第二节《平抛运动》再来研究一次的重复性。

（2）图5.1-3思考讨论内容改为视频的形式调到课堂的引入环节，提高学生学习曲线运动兴趣。图5.1-23思考讨论内容改为曲线运动的方向学习的验证环节，学生理论研究后再用真实中的砂轮飞出的火星现象来验证学生的理论结果。所以突破曲线运动的方向这个重难点上的顺序是：学生实验—总结规律—理论分析—实验验证。

3.对教材内容适当的补充：

（1）学生从力的角度分析曲线运动的条件是力和速度不共线后再顺着这个思路（力和速度有夹角）讨论分析投篮时篮球运动速度变化，让学生自己画图分析得到结论力和速度夹角是钝角则加速;力和速度夹角是锐角则减速。这也为今后学习圆圆运动的向心力和动能做铺垫。如图5所示。

（2）课后作业环节：回顾生活，让学生应用所学知识解决生活上的问题。如图所示给一辆少了挡泥板的自行车让学生思考：所示的自行车，指出车上 缺少什么装置？该车在泥泞的道路上行驶，有什么不便？请各位同学根据自己的喜爱为自己的爱车画上缺少部分。

二、《磁感应强度》实验二次开发

（一）教材实验内容：

三块相同的蹄形磁铁并列放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁铁的两级见，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上），有电流流经导线将摆动一个角度，通过摆动角度的大小可以比较受力大小。

（二）实验设计：

1.力的测量：

传统实验中，利用通电导线摆动的角度来定性分析受力大小。如图7

3.通电导线长度的改变：

传统实验中，通过接通蹄形磁铁的“2.3”、“1.4”接线柱来改变通电导线长度，只能有3个长度，如图7所示。

创新方法：

金属杆放在导轨上，通过改变导轨宽度来改变通电导线的长度，可以达到多组数据。如图9所以。

根据以上设计方法，汇总成如图10所示的电路图

根据电路图做出的实验器材如图11所示

5.实验方法：控制变量法：

（1）保持其他因素不变，改变长度（L）的大小，记录L，F;

（2）保持其他因素不变，改变电流（I）的大小，记录I，F;

（3）改变改变磁板的间距来改变磁场强弱，重复1、2。

6.数据处理：金属杆M=0.005kg    d=0.006m

（1）保持其他因素不变，改变长度（L）的大小，记录L，F;如表1所示。

根据表1数据画F-L图，得到的图象如图12所示：

结论：a相同的磁板高度，图象斜率相同;b斜率大磁板间距小而磁性强。

引导学生像电场一样用 来定义磁场强弱。从而突破重难点。通过设计，实验效果明显，能做到学生定量探究，更具说服力;并且实验稳定性强，成功率高;探究过程完整，助于学生思维发展提升科学探究能力;学生用已学知识探究新知识，进一步促进学生核心素养的养成和发展。

结语：高中物理教师想要从平时教育教学中提升学生的物理核心素养，必须对教学教法进行创新性改革，必须对高中教材的进行二次开发，开发目的是服务教学，最大限度的激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识，从而达到提升学生的物理学科核心素养，满足教师和学生的需要，从而高效的完成教学任务。

参考文献：

[1]罗星凯.中学物理疑难实验专题研究[M].桂林：广西师范大学出版社，1998.

[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017

[3]普通高中课程标准实验教科书.人民教育出版社，2004

作者简介：

苏剑军（1983-），男，广西博白;大学本科;中学一级;主要研究物理高中课程实验研究。

杨杰（1984-），男，广西桂平;大学本科;实验师;物理学。