物理核心素养视域下“牛顿第二定律”教学设计

林志强

摘 要：培养学生的核心素养是社会发展的迫切要求，本文以牛顿第二定律的教学设计为例，阐述如何改善物理教学，提升学生的物理核心素养，希望能对一线教师在实际教学中培养学生物理核心素养有所帮助。

关键词：牛顿第二定律;物理核心素养;教学设计

一、物理课堂的教学现状

传统的物理教学，教师枯燥的传授课本知识，大搞题海战术，学生被动的接受知识，缺乏探索的欲望，课堂活跃度不足，师生之间缺乏有效的互动，那么即使是精心准备的教学也无法取得理想的效果。物理学科一直都是很多学生的薄弱科目，枯燥的教学，抽象的理论，极易让学生产生厌学情绪。所以让物理教学走近学生，让学生在学习中提升物理的核心素养，成了摆在广大物理教师面前的难题。

二、培养学生物理核心素养的重要性

物理学习不能局限于让学生被动的接受知识，而是要鼓励学生主动学习知识、探究知识、思考问题。2016年我国提出的物理核心素养包括以下四点内容：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。核心素养本质上是对应教学三维目标。合理的教学设计要培养学生探究精神，让学生积极探究更多新的物理学知识，并用物理学知识解决实际问题。教师引导学生掌握知识，提升个人综合能力的同时，还要全方位培养学生科学品德，提升学生科学素养。

三、物理核心素养的教学设计

1、培养学生科学思维，灵活应用课堂实验

学生客观的看待问题，验证问题的真实性需要科学思维。教师教学过程中物理公式还应该采用直观的教学，科鲁版牛顿第二定律的公式推导，教师可先简单温习旧知识例如：第二章运动描述中第三节的速度与加速度，以及第五章中力的分解等相关知识，让学生做好新旧知识的衔接。然后实验开始时让学生组成4人小组做传统的“小车实验”，教师引导学生利用木条搭设一个可调节的简易长斜面，把小车放在斜角倾斜的上方后，准备好计时器和米尺。准备完成后，分步完成实验第一步：A同学让小车在静止状态下从上端A点滑落至底端B点，然后B同学记录所用时间。第二步：让C同学测量移动距离s并算出小车的加速度a。第三步：最后让D同学设小车质量为mg，然后测量斜面垂直高度，最后设合外力为F=mgh/s，同时引导学生在倾斜的滑板上灵活的使用正交分解法来分析合外力。教授正交分解时应提醒学生要确定好斜板的直角坐标系，再把竖向的力设Fy，水平方向的力设为Fx，这种方法求共点力非常简便。三步骤准备好后只需要调整斜面倾斜角度就能得出实验数据，由此验证“质量一定时，物体运动的加速度和合外力是否成正比”。这样的实验简单易懂，通过学生的合作、探究，让学生自己发现变量规律，一定程度上提升物理学习兴趣，培养学生的物理逻辑思维和科学探究精神。实验之后，教师把推导步骤及推导方式用幻灯片演示，可用动画图像演示公式F=ma变量关系。

2、鼓励学生科学探究，掌握物理公式变式

“小推车”这种传统简易的实验知识点过于单一，教师还可以在传统实验基础上进行改善，比如在光滑的水平板上，放置具有一定摩擦力的长布条，在控制其他变量不变情况下，记录小车的速度，再对比光滑面的数据，观察合外力因受到摩擦力而产生变化后是否会对小车的速度产生影响。教师用实验方法让学生推导出公式变式。通过改进实验，学生掌握牛顿第二定律基本公式和公式变式，能举一反三，灵活解题，还有助于培养学生创造性思维和解决生活实际问题的能力。

教师在讲解科鲁版高中物理必修一118頁中的例题“求列车从启动到达最大运行速度需要多少时间”时，指导学生先思考，是否存在阻力导致合外力产生变化，再把题目中存在的摩擦力进行方向分析，简单的画出摩擦力方向，通过和牛顿第二定律公式结合应用求得F-f=ma，再由运动学公式V-V0=at，最后求的所需要的时间t。教师在教授课本中例题的教学一定要循序渐进，因为学生在初次接触新知识时，对课堂教学内容还不够熟悉，教师每个知识点，每个公式都要在课堂上剖析出来，只有多次的解读，才能让学生在解题过程中加深理解掌握牛顿第二定律的知识。

3、从生活观念入手，养成问题推理意识

物理教学还应走出课堂，要让学生在生活中进行物理推理。科鲁版高中物理必修一中牛顿第二定律“实验与探究”课本实例是煤矿车，教师可将加速度、力和质量的关系用生活中的事例进行阐述，例如：学校公园推垃圾车的清洁工，在垃圾车装满垃圾和空车两种情况下，用相同的外力推车是否会影响垃圾车的推动速度。以及在装满垃圾的情况下，学生和清洁工分别推垃圾车，在外力不同的情况下速度是否有区别。这样的实景教学让学生感受生活中处处有物理，结合实际生活应用更能激发学生学习乐趣，帮助学生形成问题推理的意识，以及培养学生解决实际问题的能力。

4、培养学生科学态度和社会责任

通过物理教学不仅让学生掌握物理知识，发展科学能力，还要让学生通过物理学习养成了严谨的科学态度和高度的社会责任感，如：科鲁版高中物理必修一P121作业中的题目3，要求结合牛顿第二定律，以我国自行研制的“长征二号乙”捆绑式火箭升天为题，根据题目数据计算出火箭起飞的加速度。这种与我国科研相关的综合题型，不仅让学生在读题过程中科普了火箭长度、直径以及每个推进器的规格，还能激发学生探究精神和为国家的强大而读书的社会责任意识。笔者建议教师在课程结束后布置的作业，可以多以此类综合题型为主，为提升我国公民的整体科学素养和培养高素质的科研储备人才打下坚实的基础。

参考文献

[1]庞茜.基于核心素养下高中物理教学实践研究，2017.5

[2]赵志成.培养高中学生物理核心素养的教学设计研究，2018.4

[3]郑丹.高中物理牛顿运动定律教学研究[D].华中师范大学：2010.

[4]邢红军胡扬洋.高中牛顿第二定律的高端备课[J].湖南中学物理，2016