基于核心素养的教学设计

祝劼

摘要：围绕“使学生的身心发生积极、健康的变化”这一根本落脚点，结合“STSE”的教育理念，基于“PBL”教学策略，通过情境创设、任务驱动、问题引导和知识迁移等教学手段，以求在“波的形成与传播”教学中全面落实物理学科核心素养目标。

关键词：核心素养;教学设计;波的形成与传播

教材分析：

本节教学内容是高中物理的重要基础，既要用到前面学过的动力学知识，还与后面要学习的光、物质波等知识具有很多的共性规律，有着承上启下的地位作用。同时，本节也是上一章的深化和延伸，在理解波动和振动的区别与联系方面具有较高的抽象性，是本章的难点之一。

教学理念：

STSE

教学目标：

1、物理观念与运用：认识常见的波动现象，知道横波与纵波。

2、科学思维与创新：分析波动与振动的区别和联系。

3、科学探究与交流：探讨波动的基本特征与规律。

4、科学态度与责任：感受波在日常生活中的广泛应用。

教学重、难点：

重点：了解波的形成过程。

难点：理解波的特征规律。

学情分析：

学生已经学习了运动学的基本知识和质点振动的特点和规律，而且在生活中对波也有了常识性的认识，但还没有真正理解波的概念和传播规律，尤其涉及到大量质点的空间分布随时间改变的规律方面，学生的理解力和空间想象力有限，需要在教学中重视引导生活认知对于物理学习的正向迁移。

教学策略：

PBL——问题导向式教学

学法指导：

任务驱动、现象观察、分析判断、类比归纳

教学资源：

多媒体课件、平板电脑、水波发生器、扬声器、机械波演示器、长绳、长弹簧等。

教学内容：

创设情境：播放2008年北京奥运会开幕式“活字印刷”节目视频。

引导思考：多个彼此关联的质点按照一定规律发生振动会形成什么情景？

一、认识波动现象

展示地震波、水波、声波等常见波情景，设置递进式问题链进行引导：

问题1：你认识的波是怎样的？

问题2：你身边的波动现象有哪些？

问题3：波能传递了什么？

素养目标：唤醒学生对生活中波的常识性认知。

二、探析波的形成与传播

共同演示模拟水波、绳波、弹簧波和“人浪”等情境，设置递进式问题链进行引导：

问题1：平静的水面上如何才能产生水波？

素养目标：知道机械波的产生条件。

问题2：握住长绳一端，抖动后长绳的其他部分是否也会振动起来？

素养目标：理解波传播中需要介质。

问题3：如果手沿水平面分别向左和向右抖动，你看到了什么现象？

素养目标：知道波上各质点的起振方向与波源的关系。

问题4：人浪的形成需要几个条件？

问题5：组成人浪的同学们为什么要手肩互搭？

問题6：前后同学相比，运动有何异同？

问题7：同学们有没有“随波逐流”？

素养目标：通过观察和概况，从波的形成出发，认识波的传播规律和特点。

问题8：通过flash动画操作，你发现了振动与波动有何关系？

素养目标：通过观察、思考、概括和亲身参与，认识机械波的产生条件，理解波的形成机理，了解波的传播规律，初步掌握振动与波的区别和联系。

三、区分波的类型

共同演示模拟横波和纵波的产生与传播情境，设置递进式问题链进行引导：

问题1：为什么波源的振动形式能传递出去？

问题2：波在传播的过程中，质点会随波一起迁移吗？

问题3：在波的传播方向上，所有质点的起振方向都一样吗？前后质点的振动有何关系？

素养目标：认识到虽然波的形态不同，但形成和传播的规律都相同。

问题4：从波的形态上看，弹簧上形成的波有何明显特征？

问题5：疏部和密部分别是如何形成的？

问题6：绳波（横波）与弹簧波（纵波）在形态上一样吗？

问题7：形成疏密相间或凹凸相间的这两种形态的本质原因是什么？

素养目标：能从波的形态上认识横波和纵波;能从质点振动方向和波的传播方向的关系来认识波峰和波谷、疏部和密部的形成原因;能从本质上认识横波和纵波的相同点和区别。

问题8：声波是如何形成的？是横波还是纵波？

素养目标：了解声波作为一种纵波的形成过程。

四、定义机械波

共同回顾前三个教学内容，设置递进式问题链进行引导归纳：

问题1：机械波形成的条件是什么？

问题2：质点不随波迁移，那波到底传递了什么？

问题3：波到底传递了哪些信息？

问题4：波为什么能传递信息？

问题5：如果我们把振动比喻成“单人舞”，那么波动就可以比喻成什么？

素养目标：能从能量和振动形式的角度来认识信息的本质，提升对科学本质的理解。

教学评价：

本节课以四个教学节段为任务驱动，教学任务环环相扣，问题链设计深浅合理，学生的合作与交流丰富。通过引入了大量生活中的波动情景，唤起了学生的原有认知，激发了学生进一步认知的欲望，同时通过创设丰富的实验情境，设置层层深入的问题链，引导学生亲身参与，形象直观地突破了教学难点，完善了运动与相互作用的观念，并最终通过提炼和归纳，突出了对学生核心素养培养的落实。

在新旧知识正向迁移方面留有遗憾，学生对于圆周运动和波的形成之间的联系不能很好地理解，学生限于生活经验，对纵波的特点掌握也有一点困难，后面学习中应注重补缺拾遗。

参考文献：

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材开发中心，物理3-4教师教学用书

[2]韦松英 夏向荣 朱海英 基于核心素养的教学设计 物理教学 2020年3月42卷第3期