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        優(yōu)化課堂教學(xué) 培養(yǎng)核心素養(yǎng)

        2021-09-22 02:57:44潘明月
        關(guān)鍵詞:自由落體運(yùn)動(dòng)物理核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)

        【摘 要】本文以“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例,以發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn),探討如何在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)對(duì)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等的培養(yǎng),落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。

        【關(guān)鍵詞】物理核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì);自由落體運(yùn)動(dòng)

        【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437(2021)22-0072-02

        2019年6月23日,中共中央國(guó)務(wù)院《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見(jiàn)》指出,要堅(jiān)持立德樹(shù)人,著力培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。還強(qiáng)調(diào)要強(qiáng)化課堂主陣地作用,切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量,其中包括優(yōu)化教學(xué)方式[1]。

        《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的界定為:“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)而逐步形成的正確理念、必備品格和關(guān)鍵能力?!蔽锢韺W(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。要想更好地落實(shí)“立德樹(shù)人”的根本任務(wù),就要做好物理課堂教學(xué)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型。由“以知識(shí)為線索”轉(zhuǎn)為以物理“核心素養(yǎng)為導(dǎo)向”來(lái)開(kāi)展教學(xué),將物理核心素養(yǎng)的四個(gè)方面,自始至終貫穿在教學(xué)活動(dòng)中,使物理教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成過(guò)程。本文以“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例,探究如何優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)工作。

        1? ?使學(xué)生形成正確的物理觀念

        “物理觀念”包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等。“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)如下:

        環(huán)節(jié)一:由生活經(jīng)驗(yàn)引出落體問(wèn)題

        教師演示實(shí)驗(yàn):光盤(pán)比紙重,教師將光盤(pán)和紙水平放置,從同一高度,同時(shí)釋放,光盤(pán)先落地。(符合學(xué)生的預(yù)想)

        學(xué)生回顧生活現(xiàn)象:蘋(píng)果和樹(shù)葉從同一高度同時(shí)下落,蘋(píng)果先落地。

        學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究:“是不是重的物體一定比輕的物體下落得快?”

        方案一:光盤(pán)和團(tuán)起的紙下落情況比較。

        方案二:兩張一樣的紙,一張水平釋放,一張豎直釋放,比較下落情況。

        環(huán)節(jié)二:引導(dǎo)學(xué)生分析伽利略邏輯推理

        教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境:假設(shè)“重的物體下落得快”是正確的話,把光盤(pán)和紙連在一起,請(qǐng)學(xué)生思考“整體下落的快慢程度與原來(lái)光盤(pán)單獨(dú)下落情況進(jìn)行比較,會(huì)怎樣”。

        學(xué)生甲:下落過(guò)程中,紙會(huì)拖后腿,那么光盤(pán)和紙下落的速度比只有光盤(pán)下落時(shí)要慢。

        學(xué)生乙:光盤(pán)和紙合起來(lái),比光盤(pán)還要重,因此下落更快。

        教師點(diǎn)評(píng):同一假設(shè)下,得到兩個(gè)相互矛盾的結(jié)果。這就是伽利略從邏輯推理的角度對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)提出的質(zhì)疑,說(shuō)明重的物體下落不一定快。

        環(huán)節(jié)三:實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得結(jié)論

        學(xué)生猜想:空氣阻力是物體下落快慢的影響因素。

        驗(yàn)證猜想:

        視頻1:“加油向未來(lái)”欄目中真空管內(nèi)釋放羽毛與重球的實(shí)驗(yàn)視頻。

        演示實(shí)驗(yàn):牛頓管實(shí)驗(yàn),對(duì)比空氣和真空兩種情況,羽毛和鐵片的下落情況。

        視頻2:阿波羅號(hào)宇航員在月球上做的落體實(shí)驗(yàn)。

        師生總結(jié):物體只在重力作用下從靜止開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。

        設(shè)計(jì)意圖:把邏輯推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,得出自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)并建立相關(guān)物理觀念。

        2? ?提升學(xué)生科學(xué)思維能力

        科學(xué)思維是人們對(duì)客觀事物進(jìn)行分析、推理,從而概括、總結(jié)出事物的本質(zhì)及內(nèi)在規(guī)律的思維。

        2.1? 構(gòu)建物理模型的能力

        如果在有空氣的空間里,空氣阻力的影響很小,物體的下落也可以看做自由落體運(yùn)動(dòng)。如金屬片的下落可以看做自由落體運(yùn)動(dòng),羽毛就不行。在教學(xué)中,教師要向?qū)W生滲透物理研究需抓主要矛盾,忽略次要矛盾這一重要思想。

        2.2? 融合傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)手段

        步驟一:學(xué)生分組完成教科書(shū)上的實(shí)驗(yàn),研究自由落體運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)并動(dòng)手繪畫(huà)v-t圖像。

        步驟二:教師用計(jì)算機(jī)Excel表格做數(shù)據(jù)處理,得到v-t圖像成一條傾斜的直線,與學(xué)生手繪的v-t圖像做對(duì)比,相互驗(yàn)證,得出斜率是9.84。即當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.84 m/s2(如圖1)。

        步驟三:教師使用手機(jī)中的“加速度傳感器”軟件,讓手機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)(將手機(jī)水平放置舉過(guò)頭頂由靜止釋放,掉到提前準(zhǔn)備好的、平鋪在桌面上的厚海綿上,以防止手機(jī)摔壞),估測(cè)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.84 m/s2(如圖2),與前面測(cè)得的數(shù)值作對(duì)比,幾乎相等,達(dá)到了相互驗(yàn)證的效果。再拿住手機(jī),讓手機(jī)沿其他方向運(yùn)動(dòng),觀察“加速度傳感器”圖像的變化。

        設(shè)計(jì)意圖:每個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣,讓學(xué)生通過(guò)教學(xué)過(guò)程感受先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)加速度大小的感性認(rèn)識(shí);同時(shí)使用常用的工具做物理實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

        2.3? 設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題

        思考:為什么地球表面不同地方的重力加速度大小一般不同?

        要求學(xué)生課后查閱資料,了解相關(guān)內(nèi)容,將知識(shí)由課上延伸到課下。

        3? ?科學(xué)探究的設(shè)計(jì)

        科學(xué)探究是探究者通過(guò)自身主動(dòng)參與,發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題的過(guò)程。科學(xué)探究應(yīng)該體現(xiàn)在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中。本節(jié)課在科學(xué)探究方面的環(huán)節(jié)如下:

        實(shí)驗(yàn)探究1:物體的質(zhì)量是影響下落快慢的因素嗎?

        猜想:空氣阻力是物體下落快慢的影響因素。

        實(shí)驗(yàn)探究2:用真空管做實(shí)驗(yàn),播放宇航員在月球做實(shí)驗(yàn)的視頻。

        猜想與假設(shè):自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

        實(shí)驗(yàn)探究3:學(xué)生分組完成教材上的實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,分析、總結(jié)規(guī)律。

        在每一個(gè)環(huán)節(jié)的講解中,教師都要以問(wèn)題為導(dǎo)向,向?qū)W生滲透科學(xué)探究的意識(shí),培養(yǎng)其邏輯思維能力。

        4? ?態(tài)度與責(zé)任的滲透

        在科學(xué)研究中,嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是、持之以恒的科學(xué)態(tài)度非常重要。如伽利略采用邏輯推理的方式推翻了亞里士多德的觀點(diǎn),既是批判精神的彰顯,同時(shí)也是實(shí)事求是精神的體現(xiàn)。在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理也是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是態(tài)度的過(guò)程。

        5? ?加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(shí)的培養(yǎng)

        在學(xué)以致用環(huán)節(jié),創(chuàng)設(shè)如下情境,天津科技館(如圖3)不包括球形建筑大約有5層樓高,一個(gè)蘋(píng)果從樓頂做自由落體運(yùn)動(dòng),問(wèn):①下落的時(shí)間?②落地的速度是多少?與汽車(chē)60 km/h行駛速度比較,哪個(gè)大?

        設(shè)計(jì)意圖:將物理知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合,有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的親切感,培養(yǎng)其運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí),通過(guò)體會(huì)落地速度的大小,教育學(xué)生不要高空拋物,增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)。

        物理核心素養(yǎng)的四個(gè)方面并不是孤立存在的,而是相互聯(lián)系、相互融合。筆者希望通過(guò)以“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,在創(chuàng)設(shè)情境、問(wèn)題引領(lǐng)、實(shí)驗(yàn)探究、融合現(xiàn)代科技等方面進(jìn)行創(chuàng)新,以促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

        【參考文獻(xiàn)】

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

        【作者簡(jiǎn)介】

        潘明月(1981~),女,滿族,河北承德人,本科,中教一級(jí)。研究方向:高中物理教學(xué)。

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