聚焦核心素养的高中物理牛顿运动定律教学

郑裕明

(靖江市斜桥中学，江苏 泰州 214513)

0 引言

随着素质教育的不断深入，为了保障学生的德、智、体、美、劳全面发展，教师应当贯彻以人为本的教育原则，从多角度培养学生的物理综合能力。回顾以往的高中物理教育，教师普遍受“分数至上”理念的影响，以培养学生的做题能力、提高学生的考试成绩作为首要的教学任务。长此以往，很容易误导学生的学习心态，导致学生以功利性的态度来面对物理学习。基于核心素养的教育理念，传统的填鸭式教学、一刀切教学、满堂灌教学已经无法满足学生的成长需求。教师应当针对物理核心素养的四大维度“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任”，深入理解其中的内涵，让教学目标与核心素养相互呼应。由此，才能提高物理教学的效率，为学生营造和谐、高效的教育环境。

1 情境建模，融合物理观念

关于物理观念核心素养，主要要求学生能从物质、能量、运动、物体间的相互作用等角度，对物理现象产生科学的认识。培养物理观念，通常要让学生亲身体验或亲眼目睹某个具有代表性的场景，将这个观念印刻在学生的脑海之中[1]。对此，教师可以采用情境建模的方式，给学生带来优质的学习感受。所谓情境建模，顾名思义，是将创设情境与物理建模结合在一起的教学思路。教师可以借助信息技术，将某个物理现象直观展示在学生面前。随后，再使用软件完成建模，形象并准确地分析其中的物理知识，帮助学生从多个角度完成探究学习。

以牛顿第一定律的教学为例，教师可以展示一段提前制作好的GIF动态图片，图片呈现了一座宇宙中的航天站，有一个宇航员正在站外进行维修。突然，宇航员身上的保险绳断裂了，他不小心飘到了太空之中，离太空站越来越远，那么这个宇航员会不会遇到危险？如果遇到危险，他该如何自救呢？教师可以先让学生观察宇航员身上有什么样的装备，结合牛顿第一定律进行深入思考。根据牛顿第一定律的论述，在理想的环境下，任何物体都会保持静止状态或匀速直线运动，除非能受到外力改变这个运动状态。这名宇航员因为安全绳断裂，不小心滑到了太空。在太空这个环境，会失去空气阻力、重力、摩擦力的加持。所以，如果放任宇航员不管，他会离航天站越来越远，直到迷失在太空之中。当学生了解到宇航员的危机之后，教师再播放第二段GIF动态图片。图片中，宇航员拿出了随身佩戴的手枪，利用开枪产生后坐力，推动他向航天站的方向移动，成功脱离了危险。在此基础上，教师再通过软件，将两幅图片中的物理现象进行科学性的建模。用坐标系的方式，分析这名宇航员身上发生的物理现象。对比以往的教学方式，教师在讲解牛顿第一定律时，因为无法在课堂上建立理想的空间，物体只能表现出静止的状态，而不能长时间保持匀速运动的状态。所以，教师在讲解牛顿第一定律的定义时，教学过程总是缺乏一定的信服感。而通过情境建模的方式，可以解决传统教学的问题，呈现理想的运动场景，生动形象地揭示惯性定律的内涵。

2 案例分析，锻炼科学思维

关于科学思维核心素养，主要指学生在学习过程中，所表现出的质疑、验证、推理、假设等一系列的思考能力。一般来讲，教师培养学生的思维能力，通常会采用提问、做题的方式。但在实际教学中，单纯的提问只是教师对学生的单向输出，学生很难主动思考物理知识，只能在教师的引导下完成思考。而做题的方式又太过于机械，很容易让物理教学陷入“题海训练”的误区[2]。在这种情况下，学生会产生枯燥乏味的学习体验，降低探究物理知识的热情与乐趣。针对以上问题，教师可以采用案例分析的教学方式，为学生提供讨论的话题，丰富物理课堂的教学层次。同时，这也充分符合以生为本的教学原则，结合高一学生的学情和思维特点，刚刚进入力学，学生在脑海中形成的力学物理模型尚不完整，可以鼓励学生主动探究、积极互动，在挖掘问题、分析案例的过程中，起到良好的学习效果。

3 改进实验，培养探究能力

关于探究能力核心素养，主要指学生在学习过程中，必须要具备优秀的实践操作能力，能结合以往的研究经验，提出具有创新性的看法。并将自己的想法转化成科学的研究计划，完善好实验流程，在获取信息、得出结果的基础上，进行综合性的归纳总结。实验是高中物理的重要组成，这不仅是考试的重点，也是理解物理知识的主要途径[3]。由此可见，想要深入培养学生的科学探究核心素养，教师必须要立足于实验课程，鼓励学生在原有实验步骤的基础上尝试改进，以促进学生探究能力的成长。

以牛顿第二定律的教学为例，在探究加速度a 与那些因素有关系时，按照传统的实验，一般会采用图一的思路，通过打点计时器来记录数据。但图一的实验方式很容易造成误差。首先，本实验将吊盘与砝码的重力之和转化成了小车的拉力F，但前者的数据通常会大于后者，给之后的计算工作造成误差。其次，纸带在小车运动的过程中很容易因为外界气流的影响而造成偏移，导致打击点之间的间距测量不够精确。其三，小车运动过程中，摩擦力很难保持平衡的状态，很容易给小车的运动趋势造成影响。其四，一旦纸带、细绳、木板三者之间有任意两者不平行，均会导致实验数据出现变化。因此，教师可以带领学生拓展实验思维，通过小组合作的方式进行合作交流，在原来实验的基础上完成相应的改进。如图二所示，该实验的思路明显更加灵活，用弹簧测力器测定小车在移动时所受的拉力，可以免除吊测定砝码质量、滑轮质量的过程，也不需要排除钩码质量所带来的误差影响。再比如图三的实验设计，使用光电门代替传统实验的打点计时器是其中的点睛之笔，可以避免纸带摩擦、纸带不规则移动所产生的实验误差。由此，通过教师的精确指导，学生们的集思广益。物理实验教学可以改变“教师示范——学生模仿”的沉痼习惯，转变为“开放思考——大胆创新”的自由学习模式。在此过程中，教师应当充分发挥自身的教育引导作用，在学生遇到难题时，能及时启发学生，帮助学生突破难关。由此，不仅能营造良好的师生合作关系，对学生科学探究核心素养的发展也能起到积极性的促进作用。

（图一）传统实验思路

（图二）灵活实验思路

（图三）教师指导思路

4 联系生活，激发责任意识

关于科学态度与责任意识核心素养，是在指导思想：为谁培养人？培养怎样的人才？怎样培养人才？需要我们在指导学生学习过程中，对物理学科的一种学习态度。学生需要了解物理科学对社会发展、建设国家能起到哪些积极性的影响作用。探究物理容易对自然、环境造成什么样的影响，学生应当以什么样的方式来正确探究物理难题。简而言之，教师需要通过物理教育，培养学生热爱祖国、热爱民族的精神，认识到科学的可持续发展、绿色研究的重要性。能对物理学习抱有健康的思想，抱有良好的拼搏信念，为祖国的繁荣富强、人民的幸福美满而不懈努力[4]。针对以上目标，教师应当联系学生的日常生活，通过生活中的真实事迹落实物理教学，从而有效激发学生的责任意识。

5 结语

加强核心素养教育，对学生未来的成长发展意义深远。教师应当通过情境教学、生活教学等多种方式，有效渗透物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。由此，才能提高物理教育的质量与效率，有效强化学生的自主学习意识，激发学生的探究热情，培养学生良好的独立思考能力，为促进学生物理综合素质的成长打下坚实的教育基础，教师在教学过程中展示的实验教学和学生实验探索的过程必须本卓建模的思想，但是如何具体到某一点的实施还是我们不断想象、探索、挖掘的过程，我们任重而道远！