基于核心素养的高中生物理自主学习策略研究

魏铁道

（甘肃省永登县第一中学，甘肃 兰州 730300）

2020 年新修订的《普通高中物理课程标准》在课程基本理念第四条提出了高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境，培养和发展学生的自主学习能力。可见自主学习对高中学生学科核心素养的提升有着极其重要的作用。对于一线物理教师的教学也具有非常重要的指导意义，这就要求一线物理教师必须改变传统的“一言堂”式的教学方式，采取灵活多样的教学方法，培养学生自主学习能力，为学生终身发展奠定基础。

所谓自主学习是指在教师的指导下学生积极、主动地去学习，并获得知识的学习过程。显然，自主学习是离不开教师的指导的，自主学习中教师为主导，学生为主体的地位依旧没有发生变化。本文将以新人教版高中物理必修2 第七章第七节《动能 动能定理》为例，就我在本节课的教授过程中如何引导学生自主学习进行研究。

一、课前预习，带着问题上课

凡事预则立，不预则废。预习，就是要请求学生在教师没有讲授新课之前，通过自学了解本节课教授哪些内容，学习哪些知识，并通过通读课本，找出自己模糊或者不懂的问题，带着问题去上课，以提高课堂效率。预习不仅仅是预习本节课的内容，要及时回顾过去学过的相关知识，并充分了解与本节相关的知识衔接。

《动能 动能定理》这节课，是在前一节《探究功与速度的关系》的基础上学习的，上节课利用倍增法通过实验探究了功与速度的关系，得出的结论是:功与速度地平方成正比，同时，在初中学生也已学习动能的初步定义，即：动能是物体由于运动而具有的能，这些知识是同学们学习本节课的知识基础，在预习之前有必要复习一下。

为了预习效果更好，一般我都要给学生提前一天下发本节课的学案，将本节课的学习目的，重、难点都发给学生，并给出预习计划和安排。让学生在学案的指导下先将本节课概念、规律掌握清楚，然后去通读课本，在学案相应的地方记下自己的疑惑或问题。《动能 动能定理》这节课，我要求学生首先对动能的定义、表达式、单位及特点做一总结；其次，要求学生能根据牛顿第二定律及运动学的知识推出动能定理；第三，要求学生能利用动能定理解决简单的运动学过程；最后，让学生把预习过程中的疑惑记录下来，以便在课堂上解决。

二、创设物理情境，激发学生兴趣

创设好的物理情境，有利于学生快速理解抽象的物理过程，有利于培养学生学科核心素养，提高学生的物理学习能力，激发学生对物理学科的兴趣。在物理课教授过程中，我首先了解学生的学情，根据学生能力和层次创设物理情境，同时选择有意义、实效性强并适合于将知识顺利迁移的情境呈现给学生。我通常创设的情境以生活经验、物理学史、物理实验、物理图像等为主。

在《动能 动能定理》的教授过程中，我创设了许多情境，一开始，我先截取电影“彗星撞地球”的片段，通过放映彗星撞击地球并引发海啸这段精彩而震撼的场景，并提出问题：彗星和海啸的这种碰坏性来自那种能量？让学生初步感知动能。接着，我以杂技表演中扑克穿木板和飞针穿玻璃两张图片为情境，并让学生解释原因，让学生进一步加深对动能的理解。

为了最终得出动能的大小与那些因素有关，我在结合学生初中学习动能的定义和上节学习功与速度地关系的基础上，先得出动能与速度的平方成正比的关系。并再一次创设情境，这次，我以实验为情境，采用控制变量法，先用质量较小的小球从某一高度由静止释放，在最低点碰撞小滑块，记下小滑块滑动的距离，再以质量较大的小球从同一高度由静止释放，在最低点碰撞滑块，记下滑块滑动的距离，通过两次距离比较，学生很容易地得出了动能与质量的小有关的结论，即，质量越大，动能越大。

三、理论推导，得出结论

通过创设物理情境，我们最终只能获得有关动能的定性关系，要得到动能的表达式和动能定理，还要进一步通过数学推理，这就要回归到“去情境化”的物理习题中。去情境化是情境化的逆过程，就是将物理情境模型化，建立物理模型，通过数学知识，得到物理规律的过程，很多教师重视情境教学，但容易忽视去情境化的教学，使学生无法建立物理模型，使得学生在解决具体问题时往往无从下手。

为了得到动能表达式和动能定理的内容，结合课本我设置一道习题,即：一质量为m 的物块置于光滑水平面上，在水平外力F 的作用下，速度由v1变到v2，发生的位移为s,请推导力对物体做的功与速度的关系。这道习题，就是在去情境化后，让学生通过建立物理模型，并根据功的计算公式、牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律，得出功与速度的关系。

四、小组讨论，答疑解惑

在得出功与速度的关系后，学生就要讨论得出动能的具体定义以及动能的表达式，同时要知道动能的单位及特点，并要总结出动能定理的内容。我组织学生进行下组讨论，通过小组间相互合作，并讨论得出最终结果。我的小组分组是按物理成绩分的，将成绩高、中、低的学生各分两组，每组4 到6 人不等，然后讨论，讨论后先让成绩低的小组提出问题，由中等组的同学回答，并由高等组的同学补充回答，再让中等组提出问题，由高等组回答，最后让高等组提出问题，由我来回答。

在推导出功与速度的关系后，学生提出的问题都由他们自己回答解决了，我没有回答任何问题，只对学生表述不规范的地方做了补充。最后在我的引导下，学生很快总结出动能的定义、表达式、单位、特点以及动能定理的内容。

五、设计课堂练习，巩固知识

为了进一步巩固学生所学知识，适当的安排课堂练习，是必不可少的，本节课我安排了三部分课堂练习，一部分是在总结完动能的定义、表达式和特点之后，设置两个比较简单的选择题，其中一个题是考察学生对动能表达式的直接应用，该题给出物体质量和速度，计算其动能，另一题是对动能的特点的理解，难度较大，让学生通过分组讨论得出正确答案。

第二部分课堂练习是为了考察动能定理而设定的，分为两个题，两题在难度上都在推导动能和动能定理的习题设置基础上逐步加深，在形式上由推导动能和动能定理的习题研究水平方向的问题依次变为竖直方向和沿斜面运动。其中第一题研究竖直方向上的质量为m 的自由落体运动下降高度h 后重力做功和速度的关系；另一题目是研究倾角为θ 的光滑斜面，物体从斜面上某一点以速度v1释放，沿斜面滑动距离L 后，速度变为v2，求其合外力做的功与速度的关系。两题难度依次增大，并从竖直方向变到倾斜方向，不但巩固了动能定理的应用，同时训练了学生科学思维，有利于培养学生的核心素养。

第三部分训练便是课本上关于动能定理应用的两个例题，这两个例题由老师和学生共同分析，共同研究，分别用运动学知识和动能定理两种方法去解答。这样解答的目的有两个，一是比较利用牛顿第二定律和动能定理解答动力学问题的优劣，使学生懂得由于动能是标量，且动能定理只考虑运动物体的初末状态，在解决动力学问题时应优先选用。二是顺便让学生进一步加强对牛顿第二定律两类应用的理解，并巩固对动力学知识的应用。

六、课后作业，分层布置

课后作业是课堂的有效组成部分，是课堂的延伸和拓展，它是学生进一步获取物理知识，提升核心素养的重要途径，也有利于学生物理思维的突破和对已学物理知识的巩固。因此，布置适量的、有效的物理知识是必要的。我布置物理作业的标准有三点，第一，要有利于学生提高物理思维、物理能力，使学生所学知识能得到巩固和发展；第二，有利于不同层次的学生保质保量完成，不搞“一刀切”，分层布置，但同时也要注意，不能过于简单，要让学生“站着够不着，跳一跳刚合适”；第三，作业要有适当创新，要对那些课上“吃不饱”的同学有引导和辅助。

基于以上三点，结合《动能 动能定理》的特点我给成绩较低的同学布置的作业是完成课后问题与练习中的习题；给成绩中等的同学的作业是完成课后思考与讨论中的问题，以日志形式记录生活中有关动能和动能定理的问题，并能合理解释；对成绩较好的同学，我要求他们利用生活中的物体设计并完成有关动能和动能定理的实验，并记录数据，得出科学合理地实验结论，同时撰写实验报告，此过程能够全面提升学生的学科核心素养，让学生在灵活、有趣的环境中获得知识。

七、反思与总结

在组织学生自主学习《动能 动能定理》过程中学生很好地掌握了动能的定义、单位、特点，同时学生也能准确的推导、理解动能定理，并能够对有关动能定理的简单问题及时解决，看似达到了预期的教学目的。实际上，由于动能定理是本章的重点，也是高中物理知识应用上的一个难点，在引导学生自主学习的过程中也存在一些棘手的问题。第一，在情境创设上并不到位，特别是动能定理的应用中几乎没有创设情境，学生对动能定理的应用还没有达到应用自如的地步；第二，学生小组探讨阶段，由于时间关系，对学生提出的问题没有及时深入的讨论，浅尝辄止，同时，个别学生因没有很好预习，提出的问题过于简单，也达不到预期目的，失去了问题的意义；第三，设置的课堂练习层次还不够，应再增加有关摩擦力作用下的运动，这样学生在学习上就有了深度，有利于学生发展。