核心素养下高中物理高效课堂的构建——以“摩擦力”一课为例

浙江省诸暨市浬浦中学 许云飞

核心素养视角下的高中物理教学，是针对当前全面发展教育理念背景下的教学策略。高中物理是研究生活中、自然界中一切物体的运动变化规律的学科，大到宏观的天体星球的运动，小到微观的电子运动，都是物理的研究对象。因此，核心素养视角下的高中物理对学生的思维要求非常高，对实验模型构建、通过模型将抽象化概念转化为直观概念也作了一定要求。新课程背景下的高中物理更为重视培养学生的综合能力，不再仅仅是通过机械式的题海战术来达到熟能生巧。

一、以生活情境为主导，培养学生生活素养

高中物理主要研究生活中物体的运动变化，生活和物理密切相关，因此在教学中教师可以将生活中学生感兴趣的物理现象作为物理教学情境。很多生活情境都是学生接触较多且感兴趣的，将这些情境导入课堂中，不但可以作为新知识学习的主要途径，同时还可以激发学生学习兴趣，将学生的注意力吸引至物理新课中。

例如在讲授“摩擦力”这一节时，虽然学生在初中阶段已经学习过摩擦力，但所学知识也仅仅是皮毛，高中物理将对摩擦力进行进一步的学习。为了激发学生对摩擦力学习的热情，教师可以借助信息技术，向学生播放世界上著名的赛车赛事视频。视频首先播放的是赛车在水平面上滑行，教师询问学生：“这时候汽车是依靠什么力向前运动呢？或者说汽车水平面上所受的力是什么力呢？是发动机产生的牵引力，还是轮胎和地面接触所产生的摩擦力？”学生陷入了沉思。随后视频继续播放，展示停在水平地面上的汽车和停在斜坡上的汽车，这两辆汽车都是静止的，那这两辆车是否受了摩擦力呢？最后视频中有一个人在推水平面上的车，并没推动，随后又来了两个人这才推动了汽车，在推车的过程中，汽车是否受了摩擦力呢？汽车被推动后的摩擦力是多少呢？这些都是学生好奇的问题。

通过本次视频导入，学生感受到原来物理知识和生活联系如此密切，同时对视频中的物理现象充满好奇心，迫切希望自己能够快速知道答案，能够有效地解答物理现象，这在一定程度上激发了学生的学习兴趣。

二、以实验为导向，培养学生物理实验素养

高中物理虽然研究的对象大多数是生活现象，但是并不是仅仅停留在表面现象的研究上，而是从深层次上对物理现象进行分析研究。为了让学生更高效地理解物理知识，将物体的运动过程迁移至课堂上就非常有必要。所以高中物理实验教学，成了高中物理教学中一项重要的教学任务，学生在课堂上通过自主实验也能够提高物理学习的兴趣，提高动手操作能力，培养物理实验素养。

例如在讲授静摩擦力和滑动摩擦力的影响因素时，单纯依靠PPT 或者教师口头的讲解，很难让学生理解相对运动、最大静摩擦力、相对运动趋势等概念。因此本，堂课的教学主要通过实验来进行。教师可将学生分好组后带至实验室，准备好弹簧测力计、斜面、小车、砝码等器材，学生在教师的演示指导下进行实验。首先，教师将小车放置于实验室讲桌上，发现此刻小车是静止不动的，将弹簧测力计连接小车，并轻微拉动弹簧测力计，发现此刻弹簧测力计有一定的数值，但是小车仍然没有运动。教师要求学生停下实验思考：为什么明明在水平面上给予了小车一个向前的拉力，但是小车就是不会向前运动呢？很快有学生回答：肯定是有一个力能够和拉力平衡。这个力是什么力呢？教师引导学生观察物理和桌面的接触面，进行思考。学生发现讲桌非常粗糙，因此断定此刻一定受了摩擦力。最后，教师围绕小车被弹簧测力计拉动，产生向前运动的趋势，将静摩擦力的概念传授给学生，并指导学生理解，当拉力逐渐增大的时候，静摩擦力也会渐渐增大；而当小车刚好运动时，此刻的静摩擦力和拉力大小刚好相等，这时候的静摩擦力为最大静摩擦力。在讲授滑动摩擦力时，主要是通过实验来分析滑动摩擦力和哪些因数有关。首先，教师准备两个不同的木板，一个光滑，一个铺有少量沙子，通过弹簧测力计先让小车在光滑平面上做匀速运动。根据之前讲授的二力平衡知识可知，此刻物理所受的拉力正好等于物理的滑动摩擦力，并记录好滑动摩擦力。随后在铺有沙子的木板上进行同样实验，发现滑动摩擦力增大了。同样运用控制变量法，指导学生在同一平面，通过增加小车砝码的数量，来研究物体所受摩擦力的大小与小车质量之间的关系。

在实验教学中，学生跟着教师的节奏和步伐一步步进行实验操作，将原本抽象化的高中物理摩擦力知识，瞬间转化为非常直观生动的实验过程。实验的精细化操作，锻炼了学生的耐性和分析问题的能力，有利于培养学生的综合实验素养。

三、以自主训练为导向，培养学生物理思维素养

高中物理教学主要是为培养学生的思维能力，也就是学生对知识的应用以及解释自然规律和现象的能力。在教学物理知识和方法的过程中，教师需要及时对学生进行指导和点拨，但是最后知识和方法的运用必须要通过学生的自主练习来落实。在自主练习中，学生将会体验到高中物理研究的深度和内涵，以及其对思维素养的要求。因此在自主练习的时候，要特别注意方式，可以改变题目陈述方式、小组学习、自主阅读归纳等。

例如摩擦力这一节中，课本还有一个阅读材料是关于“滚动摩擦”的，这部分知识教师可以让学生以课后自主阅读的方式进行学习。在练习静摩擦力的知识时，教师可以展示一道关于人站在电梯的台阶上随着电梯缓缓上升的题目，要求学生分析此刻人有没有受摩擦力。有的学生考虑问题不仔细，认为这时候人在向前运动，肯定受到一个向前的拉力，根据摩擦力和拉力相反的知识，可以知道此刻摩擦力一定是向后，这是典型的没有理解相对位移和相对运动的概念。学生需要在研究物体是否运动、朝哪个方向运动，以及物体所受摩擦力的方向时，确定好物体的参照物。本题研究的是站在电梯台阶上的人，人与电梯台阶是相互接触的，因此我们应该要以台阶为参照物进行研究分析，可以知道人是静止的，再经过受力分析可以知道，人受到垂直向下的重力，竖直向上台阶对他的支持力，二者相互平衡。既然人相对台阶是静止的，而且水平方向无拉力，所以此刻台阶上的人不受摩擦力影响。

通过教师循序渐进对题目进行讲解，学生对什么是参照物、二力平衡、受力分析、静摩擦力等概念有了进一步的理解，在分析问题的过程中，学生懂得了要紧扣概念知识深入分析问题，从物体的接触面、相对参照物的运动状态等来培养物理思维。

四、以课外兴趣小组活动为主导，培养学生科学态度与责任素养

物理是一门自然科学，自然科学需要非常严谨的思维态度和学习方式。在教学的过程中，教师要告诉学生在利用物理知识解决实际问题的过程中，应该要思考如何利用知识来化解难题，如何利用知识来突破难题，如何一步步地将知识应用在实际问题情境中。笔者将班上学生分成不同的兴趣小组，随后根据每一组学生的学习特点，设计相关探究性活动，以期能够在探究性活动中培养学生的科学态度和科学责任感。

例如，其中一组的学生对受力分析知识的掌握还不够好，因此该组学生的课外兴趣小组探究性活动就是围绕受力分析展开。辅助他们学习的是导学案，课外他们自主查阅相关资料，完善导学案中对受力分析概念的要求、方法要求，以及适用情境。首先，学生需要完成导学案中的概念学习，其中包括了牵引力、压力、重力、支持力等概念，学生不仅需要通过文字来描述这些概念，还需要通过画图来描述这些概念。其次，是对受力分析相关的两个重要应用情境的学习，学案中设置了两道习题，要求学生分别用整体法和隔离法来化解问题，最后在练习中应用隔离法和整体法来解决问题。还有一组学生对圆周运动的知识不熟悉，特别是对如何构建表示向心力的模型不是很清楚。为此，教师在导学案中设计的问题都是关于“牛顿第二定律”“向心力”“向心加速度”的知识。在补充概念的基础上，设置了很多问题情境，要求学生找出这些问题情境中什么力提供向心力，是否需要通过力的合成和分解，一步步思考问题，从而利用牛顿第二定律构建向心力，提供向心加速度的模型。

将学生按照四人一小组的形式分成不同的学习兴趣小组，根据学生的学习特点和薄弱环节设置一些探究性问题，让学生跟着导学案的要求去学习和探究。秉持着严谨的学习态度和学习要求，先突破对概念的学习，随后根据教师创设的问题来思考概念的应用情境，最后再深化对问题的理解。整个过程既重视基本概念学习，同时也重视基本方法的学习，让学生时刻秉持着严格的学习态度和要求，有助于培养学生科学态度和责任素养。

综上所述，培养学生核心素养是高中物理教学中一项重要的教学任务，物理知识和自然生活联系密切，教学方式和形式上有很多素材都可以直接迁移至课堂。但是对情境和素材的分析，教师应该结合物理实验来进行，在实践的过程中，将直观化操作迁移至课堂上，或者设置各类问题，引导学生在解决问题的过程中，培养物理思维素养。