李桂旺

摘 要：基礎(chǔ)教育課程是國(guó)家意志和社會(huì)主義核心價(jià)值觀的體現(xiàn)，承載著教育思想、教育目標(biāo)和教育內(nèi)容。2014年教育部全面啟動(dòng)普通高中課程材料的修訂工作，深化改革以突出它“立德樹(shù)人”的根本任務(wù)。在新課改中，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)成為重點(diǎn)目標(biāo)，如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)以落實(shí)目標(biāo)成為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；物理核心素養(yǎng)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）8-0064-4

1 依據(jù)與背景

在新一輪的課改中，學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力，學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，以及科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，這就形成了物理核心素養(yǎng)，它主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四方面構(gòu)成。

核心素養(yǎng)一詞來(lái)自西方，英文是“Key Competencies”，Key為關(guān)鍵或必不可少的，而Competencies 也可以直譯為“能力”，但從內(nèi)容看表述為素養(yǎng)更為恰當(dāng)。核心素養(yǎng)就是關(guān)鍵素養(yǎng)，它包括了現(xiàn)行課標(biāo)中的三維目標(biāo)。

在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，必需要清楚——面對(duì)復(fù)雜的、不確定的現(xiàn)實(shí)生活情境時(shí)，能夠綜合運(yùn)用特定學(xué)習(xí)方式下孕育出來(lái)的學(xué)科觀念、思維模式和探究技能，在分析情境、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、探討交流的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的綜合品質(zhì)。因此，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)將顯得尤為重要。2 在物理課堂進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐

以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課堂教學(xué)中應(yīng)該基于學(xué)生的特點(diǎn)，考慮學(xué)生的實(shí)際情況，遵循學(xué)生的發(fā)展規(guī)律和個(gè)性差異，充分關(guān)注學(xué)生的內(nèi)心需求，注重學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)探究、合作及創(chuàng)新意識(shí)，關(guān)注科學(xué)發(fā)展及學(xué)科文化意識(shí)，在學(xué)習(xí)中掌握物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，樹(shù)立正確的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。

2.1 溫故知新，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)求知欲，形成物理觀念

情境是根據(jù)教學(xué)所需創(chuàng)設(shè)的實(shí)際問(wèn)題場(chǎng)景。恰當(dāng)?shù)那榫衬芤l(fā)學(xué)生的情感共鳴，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)緊迫感、社會(huì)責(zé)任感與使命感。好的情境設(shè)計(jì)可以引起學(xué)生的有效注意與興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)求知欲，使學(xué)生融入到課堂學(xué)習(xí)中來(lái)。情境內(nèi)容的設(shè)計(jì)要尊重事物發(fā)展的客觀規(guī)律，不能太理想化，既要通俗又要有一定的刺激性（在安全的前提下）。

案例環(huán)節(jié)1 在進(jìn)行人教版高中《物理》教材選修3-1第三章第6節(jié)《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮研究問(wèn)題的背景。第5節(jié)《運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力》與第6節(jié)《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)角度。前者是因運(yùn)動(dòng)而受到的力，后者是研究“這個(gè)力”對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，從而形成物理觀念，讓學(xué)生理解這2節(jié)課的相互性，而不至于將知識(shí)與規(guī)律理解得支離破碎。

在復(fù)習(xí)了第5節(jié)的基本知識(shí)——洛倫茲力的方向（如圖1所示）與大小，了解到電視機(jī)畫(huà)面的成像原理后展示顯像管原理圖與實(shí)物圖，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖2所示。

通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變電壓，觀察電視顯示屏畫(huà)面的變化情況（電視的額定電壓為12 V，直流電）：電壓由12 V逐步減小，顯示屏畫(huà)面逐步減小。由此激發(fā)思考：畫(huà)面為什么減小，從而激發(fā)學(xué)生探知問(wèn)題根源的熱情。

2.2 以“問(wèn)題”為主線，以情景為依托，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

學(xué)起于“思”，“思”源于疑，質(zhì)疑是思維的火花。恰到好處的問(wèn)題，可以建立起師生思維上的聯(lián)系，情感上的認(rèn)同，達(dá)到教與學(xué)的統(tǒng)一。無(wú)論是知識(shí)的講授、還是規(guī)律的探究都離不開(kāi)“問(wèn)題”。老師的提問(wèn)可以激發(fā)學(xué)生思考，既是師生互動(dòng)的重要手段，也有利于增加學(xué)生的參與意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

案例環(huán)節(jié)2

問(wèn)題1：一帶電粒子平行于磁場(chǎng)射入到勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)？（如圖3所示）

問(wèn)題2：一帶電粒子垂直于磁場(chǎng)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做什么運(yùn)動(dòng)？（如圖4所示）

依次通過(guò)這兩個(gè)問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生從已有的知識(shí)（主要是“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”與“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”）來(lái)思考兩種情況下帶電粒子運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，讓學(xué)生在理論探究的過(guò)程中深刻理解“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”的特點(diǎn)，點(diǎn)燃學(xué)生“科學(xué)思維”的火花。通過(guò)認(rèn)識(shí)洛倫茲演示儀（如圖5所示），深化所學(xué)知識(shí)，同時(shí)合理地運(yùn)用“問(wèn)題”可以將課堂效率最大化，使得課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的推進(jìn)順理成章，也有利于物理學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

在動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)上，由問(wèn)題3探究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的定量關(guān)系：帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑以及周期與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系。

2.3 加強(qiáng)小組合作交流，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和習(xí)慣

在課堂教學(xué)中，師生之間以及學(xué)生之間的互動(dòng)交流是非常重要的手段。也可以根據(jù)問(wèn)題的類型或?qū)W生的類型采用小組合作方式，這樣更有利于分類討論探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力與習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)。

案例環(huán)節(jié)3

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，理論需要經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)的驗(yàn)證。由理論探究得到“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”規(guī)律是否成立可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究，而且可以嘗試探究當(dāng)速度與磁場(chǎng)方向有一定夾角時(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并探究：

驗(yàn)證1：速度方向平行于磁場(chǎng)方向——直線運(yùn)動(dòng)；

驗(yàn)證2：速度方向垂直于磁場(chǎng)方向——圓周運(yùn)動(dòng)；

驗(yàn)證3：速度方向與磁場(chǎng)有一定夾角——螺旋運(yùn)動(dòng)。

在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中需要更多的討論交流，分組合作實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，需要更多碰撞的火花，形成共識(shí)。

2.4 回歸STSE，關(guān)注課堂文化，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任意識(shí)

科學(xué)源于生活并服務(wù)于生活，無(wú)論是理論探究還是實(shí)驗(yàn)探究得到的概念、規(guī)律必將促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。學(xué)習(xí)的過(guò)程也需要在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）關(guān)系的基礎(chǔ)上逐步形成對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度和責(zé)任感，更應(yīng)該尊重科學(xué)。

案例環(huán)節(jié)4

通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)探究得到帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在控制變量的基礎(chǔ)上，可以得到，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與m、v、q、B有關(guān)。在生活中確實(shí)有類似的模型存在，因此可以從生活中取得幾個(gè)重點(diǎn)模型幫助理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

模型1——顯像管成像原理以及課堂引入實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論分析：電流變小，B變小，畫(huà)面變小。（如圖6所示）

模型2——?dú)馀菔遥Ｗ游锢硌芯款I(lǐng)域）工作原理并設(shè)問(wèn)討論分析：速度變小，半徑變小，螺旋縮近。（如圖7所示）

模型3——質(zhì)譜儀（同位素的研究領(lǐng)域）工作原理并設(shè)問(wèn)討論分析，質(zhì)量小，半徑小。（如圖8所示）

同時(shí)，關(guān)注質(zhì)譜儀發(fā)明的過(guò)程以及發(fā)明的意義，讓學(xué)生了解阿斯頓發(fā)明質(zhì)譜儀的艱辛歷程，使得學(xué)生更加明白尊重科學(xué)的價(jià)值，懂得自己的歷史使命，明確自己對(duì)科學(xué)應(yīng)有的態(tài)度和責(zé)任。（如圖9所示）

3 教學(xué)設(shè)計(jì)反思

本教學(xué)案例是按“創(chuàng)設(shè)情境，由電視機(jī)成像原理，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)展示電壓變化得到畫(huà)面變化的現(xiàn)象產(chǎn)生疑問(wèn)—激發(fā)學(xué)生的興趣—理論探究得到粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑與周期的關(guān)系式—實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證—回歸生活應(yīng)用”進(jìn)行設(shè)計(jì)。在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。體現(xiàn)了對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生通過(guò)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系來(lái)認(rèn)識(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與規(guī)律，有效幫助學(xué)生建立與已學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，有效減輕認(rèn)知負(fù)荷。在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中讓學(xué)生充分參與體驗(yàn)，交流討論，既能幫助學(xué)生暴露自己的錯(cuò)誤，也可以讓學(xué)生在同學(xué)的幫助下糾正錯(cuò)誤，從而形成科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。

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（欄目編輯 鄧 磊）endprint