李俊鵬

(北京市育英學(xué)校，北京 100036)

2016年9月發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》引起了廣大教師的關(guān)注．2018 年1月,教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 版)》．在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 版)》中提出了主要由“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個方面的要素構(gòu)成的物理核心素養(yǎng)．它是物理學(xué)科育人價值的高度概括,是“三維目標(biāo)”的提煉與升華,也是社會發(fā)展對學(xué)生培養(yǎng)的新要求和教育研究所取得的新認識綜合得到的結(jié)果．這將成為今后一段時間高中物理教學(xué)的指南．[1]

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》指出,物理教學(xué)應(yīng)根據(jù)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念、課程總目標(biāo)和物理核心素養(yǎng)的要求,結(jié)合教學(xué)的實際情況,創(chuàng)造性地開展教學(xué)工作,將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于物理教學(xué)活動的全過程．必須把核心素養(yǎng)作為物理教學(xué)的重要目標(biāo),將“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實于教學(xué)活動中．在教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施過程中要根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認知水平創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)探究,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,應(yīng)把物理課程中所形成的物理觀念和科學(xué)思維用于分析、解決現(xiàn)實生活中的各種問題,在解決問題中進一步提高探究能力、增強實踐意識、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度,促進核心素養(yǎng)的形成．[2]

從現(xiàn)實的物理教學(xué)現(xiàn)狀的分析可以發(fā)現(xiàn),多數(shù)地區(qū)、學(xué)校的物理教學(xué)大多從知識、技能、方法等方面考慮和設(shè)計教學(xué)的多,而從核心素養(yǎng)大的教育觀角度出發(fā)進行教學(xué)設(shè)計的少或者說是無意識．[3]對“知識點”、“考點”的過度關(guān)注,必定是以窄化教學(xué)視野、消解師生情感為代價的,這種代價的付出降低了教育質(zhì)量應(yīng)有的內(nèi)蘊．

科學(xué)規(guī)范的教學(xué)設(shè)計,是課堂教學(xué)改進的基礎(chǔ)．豐富的學(xué)科課程資源,是課堂教學(xué)改進的條件．恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù),是課堂教學(xué)改進的重點．新型的師生關(guān)系,是課堂深度互動的保障．素養(yǎng)導(dǎo)向的作業(yè)設(shè)計和學(xué)業(yè)檢測,是固化學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵．下面以人教版必修2“宇宙航行”為例,談?wù)勅绾位诤诵乃仞B(yǎng)導(dǎo)向進行教學(xué)設(shè)計,進而梳理總結(jié)基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計流程,提升課堂教學(xué)的質(zhì)量,切實落實新課改的育人目標(biāo)．

1 前期分析準(zhǔn)備

1.1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容主要介紹了萬有引力定律的應(yīng)用及航天事業(yè)的發(fā)展與其巨大成就．教材在介紹人造衛(wèi)星的一些基本理論的同時,還滲透了模型構(gòu)建、邏輯推理、類比法等物理方法．是學(xué)生進一步學(xué)習(xí)、研究天體物理問題的理論基礎(chǔ)．

人造衛(wèi)星是萬有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個實例,是學(xué)生了解現(xiàn)代科技和我國航天事業(yè)發(fā)展的極好素材．通過對人造衛(wèi)星發(fā)射原理、宇宙速度、變軌、對接等宇宙航行知識的學(xué)習(xí),學(xué)生可以對宇宙航行有一個更加系統(tǒng)和深入的了解,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,提升解決實際問題的能力,使學(xué)生產(chǎn)生對航天事業(yè)的熱愛,增強自信心和民族自豪感．

1.2 學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)并較好地掌握了物體做勻速圓周運動的規(guī)律,能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動,知道物體做向心運動或離心運動的條件．學(xué)習(xí)了萬有引力定律,能求解兩個天體間的萬有引力．

在衛(wèi)星繞行模型中,以萬有引力充當(dāng)衛(wèi)星繞行的向心力,運用牛頓運動定律深入分析衛(wèi)星的發(fā)射、穩(wěn)定繞行、變軌以及對接問題還存在困難．知道我國航天事業(yè)的一些成就,但對于衛(wèi)星發(fā)射的整個過程以及需要克服的困難不是很清楚,對于我國幾代航天人所付出的艱辛和努力了解的不多．

1.3 課標(biāo)分析

會計算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．了解牛頓力學(xué)對航天技術(shù)發(fā)展的重大貢獻．觀看人造衛(wèi)星等的發(fā)射錄像,了解我國和世界航天事業(yè)的發(fā)展歷史和前景．了解人類對宇宙天體的探索歷程,從萬有引力定律的普適性認識自然界的統(tǒng)一性．

2 學(xué)習(xí)目標(biāo)研制

2.1 發(fā)展運動與相互作用觀念、能量觀念

(1) 計算人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度,體會衛(wèi)星所受萬有引力與所需向心力間的關(guān)系．

(2) 了解人造地球衛(wèi)星的變軌操作,理解力與運動間的關(guān)系,會分析變軌前后衛(wèi)星能量的變化．

(3) 能運用力與運動的關(guān)系,設(shè)計操作方法,完成不同軌道上天體間的對接．

2.2 發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究能力

(1) 計算人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度,體會近地繞行模型的建立．

(2) 分析人造地球衛(wèi)星軌道的特點,實驗?zāi)M,進而能確定并分析同步衛(wèi)星軌道的特點．

2.3 發(fā)展科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

(1) 了解衛(wèi)星發(fā)射需要克服的實際困難,了解我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的組網(wǎng)情況,知道我國幾代航天人所付出的艱辛和努力,樹立報國的志向．

(2) 了解我國空間站的建設(shè)步驟及構(gòu)想,知道我國航天發(fā)展動向,認識所肩負的使命與責(zé)任．

3 學(xué)習(xí)過程設(shè)計

3.1 學(xué)習(xí)資源整合

(1) 以“和平號國際空間站”即將退役,我國空間站即將建成對比引入．

(2) 以神舟十一號飛船的發(fā)射、變軌以及與天宮二號對接為背景展開探究過程．

(3) 以同步衛(wèi)星軌道的分析,體會北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的困難．

3.2 學(xué)生活動設(shè)計

(1) 利用地球儀及玻璃珠,兩人配合模擬人造地球衛(wèi)星的繞行．

(2) 穿針引線,體會神舟十一號飛船與天宮二號對接時需要解決的巨大困難．

(3) 操作神舟十一號飛船模型與天宮二號模型運動中的對接,進一步體會難度的巨大．

3.3 多媒體和教學(xué)用具

(1) PPT教學(xué)演示課件、神舟十一號飛船發(fā)射視頻及動畫模擬、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)動畫模擬、牛頓發(fā)射衛(wèi)星原理模擬動畫．

(2) 地球儀、玻璃珠、神舟十一號飛船模型、天宮二號模型．

(3) 自制畫圓及畫橢圓教具．

4 教學(xué)流程

教學(xué)流程如表1所示.

表1

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

5 基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計流程圖

圖1

教學(xué)設(shè)計流程圖如圖1所示.通過案例可以發(fā)現(xiàn),指向?qū)W生核心素養(yǎng)提升的學(xué)習(xí)目標(biāo)研制是教學(xué)設(shè)計的核心．明確了核心素養(yǎng)框架,我們就可以基于目標(biāo),有意識地充分整合教學(xué)資源,精心設(shè)計學(xué)生活動,通過有效的探究活動和問題鏈設(shè)計,引導(dǎo)學(xué)生進行正確的科學(xué)思維,經(jīng)歷科學(xué)探究過程,在學(xué)習(xí)過程中讓學(xué)生浸潤在科學(xué)知識與思想方法進階的過程中,逐漸形成科學(xué)態(tài)度,明確自己的責(zé)任,從而立志有所擔(dān)當(dāng)．[4]也就是說,基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計,對教師的教學(xué)方式、教學(xué)能力以及教學(xué)素材的掌握與整合提出了更高的要求．在教學(xué)實踐中,我們要轉(zhuǎn)變思想觀念,以學(xué)生核心素養(yǎng)的提升為核心,有意識的優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,真正地使“素養(yǎng)”教育落到實處．