王群 鄭慧玉 劉二虎

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，本文以高中物理必修1的“彈力”為例，談?wù)勅绾卧谡n堂教學(xué)實(shí)踐中踐行著“以人為本”的理念，關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)和核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、基于核心素養(yǎng)的教材和學(xué)情分析

《彈力》是人教版高中物理（必修1）第三章第二節(jié)的內(nèi)容，彈力概念形成及彈力方向的確定是本節(jié)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。對(duì)于胡克定律的教學(xué)，學(xué)生已知道彈力與其形變量的定性關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生在原認(rèn)知基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探究彈力的大小與伸長(zhǎng)量之間的定量關(guān)系”，構(gòu)建新知識(shí)，讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)，從定性認(rèn)識(shí)出發(fā)，猜想其定量關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)規(guī)律，讓學(xué)生親歷探究的過(guò)程，提高學(xué)生自主、互助意識(shí)，體驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

高一學(xué)生，在初中對(duì)彈力有了初步感性的認(rèn)識(shí)，了解彈力的具體表現(xiàn)。在高中教學(xué)中要進(jìn)一步幫助學(xué)生對(duì)彈力深層次的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學(xué)生普遍感到難以把握的問(wèn)題。本節(jié)課通過(guò)“知識(shí)內(nèi)容”“思想方法”兩條主線貫穿整節(jié)課，精選生活中實(shí)例，運(yùn)用形象直觀的實(shí)驗(yàn)降低難度，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。

二、教學(xué)目標(biāo)確定

1.通過(guò)認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的形變，構(gòu)建彈力概念及產(chǎn)生條件;

2.在典型事例中分析歸納彈力的方向，能正確畫(huà)出彈力示意圖;

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系，了解科學(xué)研究方法;

4.了解彈力在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，體會(huì)物理與生產(chǎn)和生活緊密聯(lián)系。

三、基于核心素養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

本節(jié)課以認(rèn)識(shí)形變、彈力的定義及產(chǎn)生條件、彈力的方向判斷、（彈力的大?。┖硕伤膫€(gè)任務(wù)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

環(huán)節(jié)1：游戲情境，引入新課，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

師：同學(xué)們的家鄉(xiāng)連云港是個(gè)美麗的港口城市（PPT展示圖片），近幾年發(fā)展很快，對(duì)外貿(mào)易需求量大，外語(yǔ)使用頻繁，今天我們來(lái)做個(gè)猜單詞小游戲，猜猜下面幾個(gè)單詞的中文意思：（從幾個(gè)物理詞語(yǔ)的英文表述入手）

1.force 力

2.limit 極限、限度

3.deformation 形變

4.elastic 有彈性的

elastic這個(gè)形容詞可以與其他幾個(gè)單詞組合，把它們組合在一起表示什么意思呢？

elastic deformation：彈性形變;elastic limit：彈性限度;elastic force：彈力，就是今天我們研究的主要內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：由港口圖片引入單詞辨析，激發(fā)學(xué)生的好奇心（物理老師怎么說(shuō)起了英語(yǔ)？），創(chuàng)設(shè)輕松愉快的情境，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷，也體現(xiàn)跨學(xué)科綜合教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力，教學(xué)中滲透育人理念。

環(huán)節(jié)2：創(chuàng)設(shè)情境，構(gòu)建概念，培養(yǎng)思想方法

教師演示1：分別一彈簧和一根舊電線它們施加力的作用，觀察到什么變化？

生：看到形狀或體積改變。

師：物體的形狀或體積的改變，叫做形變。

問(wèn)題1：動(dòng)手做一做，分別對(duì)彈簧、舊電線、橡皮泥、氣球等施加力的作用，觀察有什么不同？

學(xué)生實(shí)驗(yàn)后交流總結(jié)：

彈性形變：撤去外力后，能夠恢復(fù)原來(lái)形狀，這種形變叫彈性形變。如：彈簧、氣球、尺子等。

非彈性形變：撤去外力后，不能恢復(fù)原狀的，如橡皮泥、舊電線等。彈性形變有拉伸形變、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲形變。

設(shè)計(jì)意圖：重視親身體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的精神。

問(wèn)題2：彈簧發(fā)生形變一定能夠恢復(fù)嗎？

問(wèn)題3：如果你用手去壓桌面或推墻面，桌面和墻面會(huì)發(fā)生形變嗎？用實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷。

演示2：重物壓薄塑料板，如圖示能觀察到明顯的形變。

若換成壓厚木板上，再觀察有形變嗎？

生：有，但形變不明顯。

師：重物直接壓桌面上，眼睛幾乎看不到變化，桌面有形變嗎？

（邀請(qǐng)學(xué)生參與演示微小形變，利用光學(xué)中光線反射原理放大，用力壓桌面，光線落點(diǎn)變化，說(shuō)明桌面發(fā)生微小形變）。

演示3：用手捏塑料瓶，觀察到明顯的形變。

師：換成玻璃瓶，眼睛幾乎看不到，若用力擠壓玻璃瓶，有沒(méi)有形變呢？

（學(xué)生上臺(tái)實(shí)驗(yàn)）在玻璃瓶中裝滿紅色水，用插有細(xì)管的塞子塞緊瓶口，用手?jǐn)D壓瓶身，觀察細(xì)管中液面變化情況。

總結(jié)：生活中有些形變?nèi)庋鄄灰卓闯?，但確實(shí)存在的，是微小形變。

設(shè)計(jì)意圖：回顧初中舊知，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階。通過(guò)有梯度的設(shè)置，減少思維障礙和認(rèn)知難度?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)微小形變。體會(huì)“放大法”，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)更要關(guān)注科學(xué)方法。

問(wèn)題4：物體發(fā)生形變后，會(huì)對(duì)與它接觸的物體有力嗎？用手拉彈簧或橡皮筋時(shí)，你有什么感覺(jué)？體會(huì)手與它們之間的相互作用，說(shuō)明了什么？

學(xué)生：手感覺(jué)痛，受到橡皮筋施加力的作用了。

教師演示4：小車壓彈簧，看到什么現(xiàn)象？小車壓橡皮泥呢？

生：小車被推出去了，說(shuō)明受到彈簧的彈力作用，壓橡皮泥小車沒(méi)動(dòng)。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：發(fā)生彈性形變的物體（彈簧），對(duì)與它接觸的小車施加力的作用，這種力叫彈力。

演示5：用手指腹壓桌面，發(fā)生形變的指腹，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的桌面會(huì)產(chǎn)生向下的壓力。

問(wèn)題5：你能從以上例子分析中發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？

學(xué)生分析交流總結(jié)出：（1）彈力由于施力物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的;（2）彈力產(chǎn)生的條件。

師：有些微小形變不易觀察，一可采用替換法分析，用較明顯的形變替代;二可采用假設(shè)法分析，即假設(shè)彈力存在，看假設(shè)的結(jié)果是否符合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)……

環(huán)節(jié)3：演繹推理，分析歸納，培養(yǎng)科學(xué)思維

問(wèn)題6：觀察實(shí)例從中分析彈力的方向，找找有什么特點(diǎn)？

PPT投事例：（1）重物放薄塑料板上;（2）水球置于水平桌面上;（3）金屬塊放置于帶有海綿的斜面上。

引導(dǎo)學(xué)生在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上從多個(gè)實(shí)例講解歸納出：壓力、支持力作用，兩物體接觸，彈力的方向垂直接觸面指向受力物體。

體驗(yàn)：

（1）觀察橡皮筋拉鉤碼，總結(jié)繩子、線對(duì)物體的彈力方向，總是沿繩、線指向繩收縮的方向。

（2）用竹竿撥動(dòng)物體，竹竿發(fā)生彈性形變，對(duì)物體產(chǎn)生彈力的方向不是沿桿子方向。

總結(jié)：輕桿等產(chǎn)生彈力的方向不一定沿桿子。

環(huán)節(jié)4：實(shí)驗(yàn)探究，數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

問(wèn)題7：你知道彈力的大小可能與哪些因素有關(guān)嗎？

體驗(yàn)：把橡皮筋套在手指上，用力拉橡皮筋，體會(huì)彈力大小與形變量的關(guān)系。（提醒控制好力度，避免受傷）

學(xué)生：形變?cè)酱?，越疼痛，說(shuō)明產(chǎn)生的彈力越大。

師：類似人類歷史發(fā)展情況，哪里有壓迫，哪里就有反抗，壓迫越重，反抗就越強(qiáng)烈。

下面我們來(lái)研究彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系：

（1）提出問(wèn)題，當(dāng)我們拉伸彈簧時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈力，那么彈簧彈力的大小可能與哪些因素有關(guān)呢？

演示7：兩個(gè)不同彈簧上分別掛一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼觀察說(shuō)明與什么因素有關(guān)？

生：形變量不同，與彈簧自身結(jié)構(gòu)有關(guān)。

（2）猜想假設(shè)，換成兩個(gè)相同的彈簧，其中一個(gè)掛兩個(gè)鉤碼。彈力的大小又與什么有關(guān)？猜想它們會(huì)是怎樣的關(guān)系？

學(xué)生：可能成正比。需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究它們的定量關(guān)系。

（3）設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出草圖。（學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

教師提示好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)注重研究對(duì)象、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模踩ㄈ松砗蛢x器）、誤差小等，探究彈簧的彈力大小與伸長(zhǎng)量的定量關(guān)系。

（4）分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分工合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師個(gè)別指導(dǎo)，隨時(shí)解答學(xué)生遇到的問(wèn)題。

（5）處理數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生常用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理有計(jì)算法、圖像法。并讓學(xué)生體會(huì)圖像法形象、直觀的優(yōu)點(diǎn)。

得出結(jié)論：胡克定律，彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)量x成正比。其中，k為勁度系數(shù)，由彈簧自身結(jié)構(gòu)決定的。

設(shè)計(jì)意圖：注重物理問(wèn)題的探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題能力及嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究法、數(shù)據(jù)處理的圖像法等。

環(huán)節(jié)5：聯(lián)系生活，學(xué)以致用，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感

簡(jiǎn)單介紹“彈力”在日常生活中的應(yīng)用。

教室開(kāi)關(guān)、自動(dòng)傘、自動(dòng)筆等用品，十分方便。各種按鈕、按鍵也少不了復(fù)位彈簧，如電腦鍵盤等。物流運(yùn)輸中易碎物品包裝很“嚴(yán)密”，增加緩沖功能。音樂(lè)盒等內(nèi)部的發(fā)條儲(chǔ)能功能。（播放音樂(lè)）

設(shè)計(jì)意圖：體會(huì)物理與生活的緊密聯(lián)系。從生活走向物理，從物理走向生活，強(qiáng)化對(duì)核心概念的掌握，鞏固對(duì)概念的理解。

環(huán)節(jié)6：回顧總結(jié)，主動(dòng)參與，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)

最后引導(dǎo)學(xué)生本節(jié)課學(xué)到了哪些內(nèi)容？我們了解到了哪些研究物理問(wèn)題的方法和思想？

本節(jié)課所學(xué)的形變;彈力的概念及產(chǎn)生的條件;胡克定律等知識(shí)以及放大法、替代法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想方法等方面進(jìn)行總結(jié)歸納。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生自己總結(jié)，加深對(duì)知識(shí)系統(tǒng)的理解，強(qiáng)化物理思想方法的掌握，培養(yǎng)學(xué)生自主、主動(dòng)性學(xué)習(xí)意識(shí)。

四、教學(xué)反思

本節(jié)《彈力》是參加在海邊城市連云港舉行的省級(jí)優(yōu)質(zhì)評(píng)比課。教學(xué)主張?bào)w現(xiàn)以“人”為教育教學(xué)中心，注重以“人”為本，重視培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，將發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)滲透于課堂教學(xué)中。

首先，重視蘊(yùn)含在知識(shí)背后的思維方式培養(yǎng)，本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)厘清教學(xué)邏輯，突出重點(diǎn)，由認(rèn)識(shí)形變到彈力概念建構(gòu)，再到彈力的方向分析，最后彈力大小的定性分析到探究定量關(guān)系并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的定量計(jì)算。思路清晰明了，將科學(xué)思維培養(yǎng)于潛移默化中。

其次，本節(jié)課注重學(xué)生自主體驗(yàn)，合作探究，將物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)融入平時(shí)貼近生活的小實(shí)驗(yàn)，將物理生活化，注重物理思想方法教育，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

再次，本節(jié)課關(guān)注興趣激發(fā)、重視學(xué)科間綜合教學(xué)和育人理念的滲透;加強(qiáng)家國(guó)情懷、責(zé)任感教育，注重物理學(xué)科育人價(jià)值的體現(xiàn)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

教師在課堂教學(xué)中，圍繞學(xué)生為中心，通過(guò)精心的設(shè)計(jì)滲透學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，抓住學(xué)科教育的本質(zhì)，才能更好地落實(shí)“立德樹(shù)人”，發(fā)展“核心素養(yǎng)”的教育根本任務(wù)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 普通物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京：人民教育出版社，2017.

[2] 普通物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)必修1[M]. 北京：人民教育出版社，2017.

[3] 物理必修1教師教學(xué)用書(shū)[M]. 北京：人民教育出版社，2017.

【本文系宿遷市中小學(xué)教學(xué)研究微型課題“物理競(jìng)賽“主題式”協(xié)同教學(xué)研究”（課題編號(hào)：SQWK2020-080）的階段性成果?！?/p>

（作者單位：江蘇省泗洪中學(xué)）