候林

摘 要：我國(guó)2017年出版的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中要求：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面[1]。本文以人教版普通高中物理選修3-3《分子的熱運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，淺議一下基于核心素養(yǎng)視角下的高中物理教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高中物理;核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì);分子的熱運(yùn)動(dòng)

高中物理學(xué)習(xí)階段，觀察研究布朗運(yùn)動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)分子的熱運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)分子運(yùn)動(dòng)的最佳實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生間接的理解分子在永不停息的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)具有重大的作用。目前，教師在講授這節(jié)課時(shí)，由于演示實(shí)驗(yàn)時(shí)難以成功等因素，只能結(jié)合靜態(tài)圖片或者動(dòng)畫(huà)模擬來(lái)講授。但對(duì)學(xué)生進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生并不能很好的理解布朗運(yùn)動(dòng)并不是固體分子的運(yùn)動(dòng)和液體分子的運(yùn)功，而是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而不易認(rèn)識(shí)到液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。鑒于這種情況，本文就布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，結(jié)合普通高中物理核心素養(yǎng)從創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理概念情景，滲透物理觀念、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法建立物理概念、選擇具體問(wèn)題運(yùn)用物理概念，關(guān)注實(shí)際應(yīng)用，內(nèi)化為物理核心素養(yǎng)等視角探討如何寓核心素養(yǎng)于教學(xué)設(shè)計(jì)之中[2]。

一、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)物理概念情景，滲透物理觀念

物理觀念不是物理概念、規(guī)律，而是人們對(duì)于研究物理問(wèn)題或現(xiàn)象的一種思維方式和理解方式。在教學(xué)中，教師需要通過(guò)巧妙的實(shí)驗(yàn)演示，構(gòu)建恰到好處的物理學(xué)習(xí)情境，提出具有啟發(fā)性的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望、學(xué)習(xí)物理知識(shí)與探究物理規(guī)律的興趣和有意義思維活動(dòng)，以便于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透培養(yǎng)[3]。

在《分子的熱運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)中，教師將分子熱運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含的物理觀念滲透在所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境中，如日常食用的茶蛋，就是調(diào)料中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)到了雞蛋中。教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行思考：金片和鉛片壓在一起，無(wú)論金片放在上面還是放在下面，金都會(huì)擴(kuò)散到鉛中。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？大部分學(xué)生會(huì)將這個(gè)現(xiàn)象解釋為是人為壓迫所導(dǎo)致的現(xiàn)象，此時(shí)教師繼續(xù)發(fā)問(wèn)設(shè)疑：這種解釋是否正確，有沒(méi)有一定的科學(xué)理論支持？學(xué)生通過(guò)對(duì)教師提出的問(wèn)題結(jié)合可視化的生活情境進(jìn)行辯證性的思考，樹(shù)立重視科學(xué)實(shí)證觀念。

二、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法建立物理概念

在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生們的猜想是由于外力存在導(dǎo)致的“金中有鉛，鉛中有金”。

因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)的時(shí)效問(wèn)題，不便于演示該實(shí)驗(yàn)，教材則是引入布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)解釋分子的熱運(yùn)動(dòng)。但在實(shí)際教學(xué)中，存在以下問(wèn)題：

1.教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)顯微鏡觀察布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象不方便、不明顯。

2.適合觀察布朗運(yùn)動(dòng)的懸濁液的配比比例不明確。

3.未體現(xiàn)出溫度變化對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的影響。

4.學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中平面式載玻片觀察不到分層的布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。

改進(jìn)建議：

1.利用同步影像設(shè)備將顯微鏡中的畫(huà)面進(jìn)行同步拍攝，并回傳至屏幕上播放。以克服學(xué)生不能實(shí)時(shí)觀察、討論、分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

2.將碳素墨水滴入稀釋的顏料懸濁液中，使用1000倍的顯微鏡可以觀察到大小不一的顆粒，便于學(xué)生觀察到大小不同的顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3.利用恒溫加熱設(shè)備對(duì)載玻片加熱，探究不同溫度下布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。

4.將一個(gè)挖去中央的載玻片與一個(gè)完整的載玻片粘合在一起，并使蓋玻片不完全遮蓋凹槽，避免產(chǎn)生氣泡影響觀察。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中了解布朗運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而從運(yùn)動(dòng)觀念的角度對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)有深刻理解。

三、選擇具體問(wèn)題運(yùn)用物理概念，關(guān)注實(shí)際應(yīng)用，內(nèi)化為物理核心素養(yǎng)

基于核心素養(yǎng)下的普通高中物理教學(xué)，評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是知識(shí)的掌握，能力的提升，還有崇尚科學(xué)的情懷和勇于擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?huì)責(zé)任。因此，在我們高中物理學(xué)習(xí)中，要把知識(shí)的學(xué)習(xí)與生活實(shí)際緊密的聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，了解科學(xué)發(fā)展水平，也要思考環(huán)境問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)問(wèn)題及社會(huì)問(wèn)題等，作為社會(huì)主義現(xiàn)代化的未來(lái)建設(shè)者和接班人應(yīng)該明確肩上的責(zé)任與使命。

在本節(jié)課的教學(xué)中，教師與學(xué)生共同探究學(xué)習(xí)主干知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)做適當(dāng)?shù)耐卣?，以便于幫助學(xué)生拓寬視野，鞏固升華學(xué)生的知識(shí)內(nèi)容，練習(xí)題設(shè)計(jì)為：

【典型例題】霧霾是各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的表述，霧霾中懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可以看成密度相同、直徑不同的球體，用PM10、PM2.5表示直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物。

在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布不隨時(shí)間變化。則以下描述正確的是（ ）

A. PM10表示直徑小于或等于的懸浮顆粒物

B. PM10受到的空氣分子作用的合力始終大于所受到的重力

C. PM10和大懸浮顆粒物做布朗運(yùn)動(dòng)

D. PM2.5的濃度隨高度的增加增大

學(xué)生的思路是PM10表示球體直徑小于或等于10μm的顆粒物，由于，A項(xiàng)錯(cuò)誤。PM10懸浮在空中，說(shuō)明空氣分子作用力的合力一直等于重力，B項(xiàng)錯(cuò)誤。PM10為固體顆粒，懸浮在大氣中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是布朗運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確。因?yàn)镻M10與PM2.5的密度相同，故PM2.5的濃度隨高度的變化與PM10一致，即PM2.5的濃度隨高度的增加而減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

針對(duì)于以上分析，學(xué)生不僅要明白其中滲透的物理知識(shí)，更要知道當(dāng)今的環(huán)境問(wèn)題也日益突出，影響包括動(dòng)植物甚至人類(lèi)的生存，明確保護(hù)環(huán)境的重要性和緊迫性。

四、結(jié)束語(yǔ)

新形勢(shì)下，普通高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)要符合核心素養(yǎng)的要求，教師要在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維，在實(shí)驗(yàn)探究、建構(gòu)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用中，從物理的學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，將理論與實(shí)際緊密結(jié)合，不斷深化核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人名共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.物理（選修3-3）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[3] 閆金鐸，郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)概論（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2009.12.