对“超重与失重”教学中如何落实学科核心素养的反思

曾乾桂

三亚市第一中学，海南 三亚 572000

笔者前不久上了一节关于“超重与失重”的公开课，课后与参加的老师们进行了对应的教学研讨。本文即以该节课教学为例，反思如何在高中物理常规课教学过程中落实学科核心素养。

1 基于核心素养的教学目标设计

教学目标是教学实践的应然目的与实际导向，是课堂教学过程中落实学科核心素养的重要保证。因此，在设计教学目标时，就应重点关注物理学科核心素养，并考虑如何将其有效融入教学过程之中，以更好地促进学生的发展。通过教师的精心设计，在具体的、真实的物理教学情境中，引导学生发现问题、解决问题，注意教学过程各环节的内容与逻辑，注意教学的有效实施与评价，可以有效促进学科核心素养在教学中落地。接下来，以一堂公开课——“超重与失重”为例进行讨论。

1.1 物理观念

（1）通过实验与理论推导，体验超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件。

（2）知道超重与失重的概念，理解超重和失重的本质。

1.2 科学思维

（1）通过纸带迅速向上提钩码的情境，发现所要研究的物理问题。

（2）通过对生活中与超重和失重有关的案例分析，总结超重和失重现象发生的动力学原因，提高分析、归纳、总结的思维能力。

1.3 科学探究

（1）通过人站在升降机中体重计上的实验，探究超重与失重现象产生的条件与原因。

（2）运用牛顿运动定律定量研究超重和失重，掌握通过现象看本质的物理分析思路，提高分析解决实际问题的能力。

1.4 科学态度与责任

发现并解释生产生活中的超重与失重现象，树立良好的科学态度与责任。

2 基于核心素养的教学过程反思

基于以上教学目标，笔者设计了对应的教学过程，接下来对教学设计与实践反思如下。

2.1 创设情境，巧妙提问，初步形成物理观念

本节课通过迅速提挂钩码纸带的实验（纸带上挂钩码，静止时纸带未断，迅速向上提纸带时，纸带断了）创设物理情境，引导学生参与课堂教学，在此基础上提出“为什么有的同学纸带断了，有的同学纸带没有断”，引导学生思考这和超重与失重的关系。然后，进一步讨论当一个人静止站在体重计上时，体重计示数与人的重力大小的关系，以及当人和体重计在竖直方向上同时有加速度时，体重计示数与人的重力大小的关系，从而引出超重和失重的概念。

上述教学活动中，教师引导学生在真实的生活情境中发现问题、分析问题，逐步构建了超重与失重的概念。其核心在于让学生基于已有知识和经验，在具体情境中形成物理概念。如此，能使学生对对应概念的理解更加深入和全面。

2.2 在问题解决过程中发展学生思维能力

引导学生观察电梯升降过程中体重计示数的变化，进一步研究超重与失重现象。将观察到的实验数据填写在设置好的表格里，分析表格得出超重与失重的概念［5］，分析实验数据可知，当物体处于加速度为零的平衡状态时，该物体既不会超重也不会失重。当物体处于不平衡状态时，即竖直方向上的加速度不为零时，该物体处于超重或失重状态。接下来，师生从不同层面和角度对该过程进行详细分析，并得出对应结论。

在上述教学活动中，笔者尽可能让学生自主开展探究活动，以掌握科学研究方法，感悟科学探究精神，尝试逐步分析、归纳产生超重与失重的原因，实现知识的意义建构。教师的引导和提示旨在训练学生发现问题、分析和解决问题的能力，促进其科学思维的发展。

2.3 理论分析与现代信息技术相结合，提高学生的实验探究能力

在上述实验探究及学生分析的基础上，运用牛顿运动定律从理论上进一步研究超重和失重的原因，引导学生归纳定性分析和定量处理实验数据的方法，提升其科学探究的能力。

理论分析之后，笔者又通过手机加速度传感器展示超重和失重时加速度的变化，旨在引导学生进一步探究并理解所学内容。具体做法是：在手机上安装Phyphox软件，选择电梯加速度计；教师把手机放在手上（图1），并模拟电梯上升和下降过程，加速度随时间变化的关系（图2）可以直接通过投屏呈现出来。在此过程中，如果将纵坐标的单位长度取小一些，加速度的测量将更加精确。为了加深学生理解，笔者还特意录制并呈现了某酒店电梯从二十三层下降到一层过程中加速度的变化情况，收到了很好的教学效果。

图1 模拟电梯升降

图2 模拟电梯升降的加速度

2.4 联系生产生活实际，培养学生的社会责任感

本节课最后部分，笔者和学生一起讨论：火箭发射时向上的加速度很大，由今天所学知识可知火箭底部所承受的压力就要比静止时大得多。如果是载人航天,在火箭发射阶段,航天员要承受数倍于自身体重的压力。这就要求我们要很好地研究材料、机械结构、人体自身所能承受的压力问题,才能使火箭成功发射，使航天员顺利进入太空。当航天器绕地球或其他天体运动时，航天器中的物体处于失重状态。此时，物体就可能会漂浮在空中，水滴则可能是理想的球形等。

该教学活动从生产生活经验入手，旨在引导学生挖掘所学知识的价值、拓展思维，以树立良好的科学态度与责任。

3 基于核心素养的教学总结

教学结束之后，笔者对本堂课的教学设计与实践进行了反思，并与听课老师进行了教学研讨，反思内容具体如下：

第一，笔者从物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个维度设置了教学目标，相比于原来的三维目标更加符合新课程标准的要求。从目标具体内容来看，如何在常规课教学过程中使核心素养要求真正落地依然是一线教师需要不断探索的主要问题。以教学目标中的“科学思维”维度为例，某一堂课能够促进学生科学思维哪些方面的发展，需要我们深入分析课标要求与学情，寻找其真正的“衔接点”与“生发点”，如此能够更好地提升教学效果。

第二，从教学过程来看，我们很难在每一个教学环节中同时落实核心素养的四个维度，因此，我们应该以核心素养为导向设计教学环节，在不同的教学环节分别落实对应的目标。例如，创设情境、提出问题、分析问题部分，有利于学生形成超重与失重的物理观念；探究超重与失重的条件的过程可以培养学生的科学思维；利用手机传感器探究真实情境中电梯的加速度可以提高学生的科学探究能力；迁移应用与生产生活相联系，可以引导学生形成社会责任意识。

第三，为了更加全面地了解教学效果，笔者采用了课前、课中和课后的多元化评价模式。评价过程中尽可能搜集了学生、同行的评价意见。从评价效果来看，相关评价更多是从定性角度展开，如何从定量角度评价教学过程中核心素养落实的情况依然需要我们进一步探索。