紧扣教材，深层加工

昌春香

【摘要】物理课程改革要求通过课堂教学实现物理学科素养的培养，本文以人教版高中物理必修2第五章第一节“曲线运动”为例，以课堂教学的形式渗透物理学科素养的教学，同时对本课题的一些课后反思进行总结.

【关键词】高中物理；教学设计；曲线运动

物理学科核心素养的培养过程实现了从传统的物理教学到基于核心素养的物理教学的转变.首先物理课堂教学通常是以知识为线索展开，这很容易导致教师把教学重点仅仅放在知识的讲授上，而忽视物理课程的育人功能.所以设计和开展物理课堂教学时必须以课本教材为中心，以物理核心素养的培养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任贯穿在课堂教学活动之中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程.

1 研究背景

在第五届苏州市市级乡村骨干教师培训的活动中，笔者选择的开设课题为人教版高中物理必修2中第五章第一节“曲线运动”，本课题的学习目标是认识曲线运动现象、运动性质及其运动学物理矢量的特征，能理解曲线运动的产生条件和受力特点；能够用极限思想理论分析曲线运动的速度方向；能从推理和实验两个方面分析曲线运动的产生条件.从而可以明确本节内容的学习重点是曲线运动的速度方向和条件.

2 对“曲线运动”教学设计的重构

现打破传统的以知识传授为本位的教学流程，设计以核心素养为导向的“曲线运动”教学流程.

课堂开始通过复习直线运动的研究过程，让学生回忆并总结出研究直线运动的方法.紧接着通过观察视频和图片：（1）高速公路上行驶的汽车；（2）投掷出去的篮球在空中的运动；（3）过山车；（4）天体运动.通过直观观察导入新课，得到与直线运动不同的另一种运动——曲线运动，从研究直线运动的方法入手研究曲线运动的速度、加速度（受力）、位移.

教师开始给学生呈现如图1的两张图片，让学生观察两者的运动方向.

创设情境 以上为静态的图片，学生没有直观的动态感受，在此情境下，笔者设计如图2的实验.

实验设计 投影观察滴在陀螺边缘上的红墨水的运动轨迹.

学生通过观察和已有的认知，提出猜想，然后教师用自制的薄膜轨迹切线验证猜想（如图3）.

接下来按照课本的要求进行演示实验，让学生观察一般曲线的速度方向是不是也满足以上的猜想（如图4）.

创设情境 笔者设计了如图5的实验装置，通过设计多级轨道来观察实验结果，设计让小球沿着固定的轨道运动，观察小球离开轨道时的轨迹，同时可以改变小球离开轨道的位置，观察一般曲线运动的速度方向.

实验探究前提出3个问题，让学生带着问题观察并思考：

（1）如何使小球做曲线运动？

（2）怎樣留下小球的运动轨迹？

（3）如何得到曲线上某点的速度方向？

紧接着通过理论探究，回忆速度的概念定义，通过极限思想方法理论验证得到曲线运动的速度方向.

以上从实验探究和理论探究两种方式都能得到一致的结论：曲线运动某点的速度方向沿该点的切线方向.

最后，课本呈现如图6实验图象，通过演示实验让学生观察做曲线运动的条件.

笔者采用分组实验的方式让学生进行如图7的探究实验，在学生分组探究前，提出实验目的，让学生作如下探究：

（1）当磁铁放在何处时观察到小球做曲线运动？

（2）对比总结出曲线运动的条件.

（3）根据实验的观察，画出物体做曲线运动的轨迹，分析运动轨迹与速度方向、合外力方向三者的关系.

得出结论 曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上.

到此继续通过理论探究的方式证明以上条件，通过前面的学习学生已经知道做直线运动的条件是合力方向与速度方向在同一条直线上，由此也能反证以上结论的正确性.通过多次实验并大致描绘出物体运动轨迹、速度方向以及合外力方向，并归纳总结出三者的位置关系，同时课本呈现人造卫星做曲线运动的受力方向、速度方向和轨迹图（如图8），紧接着通过课本上的例题（如图9）检查学生对学习知识的掌握情况.

课本在结束部分安排了“做一做”（如图10），笔者同样设计了一个“做一做”，每组学生拿到的器材（如图11），该实验模拟了链球的实验原理，根据链球的比赛规则设计了一款趣味游戏与课程的开始相呼应，同时也让学生体验到实验的乐趣.

在课程结束之前，给学生观看一段视频《我的牛顿教练》，在视频中介绍了曲线运动在体育生活中的运用及掷铁饼的原理和比赛规则，还有在圆周运动中的运用，为接下来进一步的探究做铺垫.

3 核心素养的体现

以上以核心素养为导向设计的课堂教学，选用的实验器材很普通，贴近学生的生活，实验现象明显，同时增加学生的动手机会，进一步拉近了学生与科学探究的距离，加强了学生的科学体验，培养了学生的创新精神.同时在探究过程中学生能够在真实情境中提出物理问题，形成猜想与假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论.此课的设计方案符合新课标对物理核心素养的要求，受到了专家和同行的一致好评.

本次课题教学在专家的点评中重点突出创设情境，紧扣教材的思维加工，在经历教学过程中获得规律，利用趣味实验让学生在玩中学，学中悟.整节课前后呼应，具有趣味性、探究性、创新性、挑战性.当然也提出了一些不足，笔者重新反思课堂的教学流程觉得收获非常大，主要体现在以下几方面：

（1）课堂的语言需要精炼，坚持做到学生看得懂的无需讲，让有限的课堂时间用于高效的互动交流，设计层次性的问题让不同层次的学生都能有事情做，有问题思考，充分发挥学生的独立思考能力和自主学习能力.

（2）本节课在探究速度方向和运动条件时都采用了留迹法，设法让探究过程留下痕迹，回顾高中的学习过程留迹法还有频闪照片、打点计时器，这些方法都是相通的，在使用的时候要考虑实验的可行性，在探究速度方向时运用留迹法可行，但是在探究曲线运动条件时可视性很差，小球的轨迹不是很明显.可以采用一些新型的方法让实验过程慢放，让微变放大，让学生能够清晰地看到实验现象.

（3）“新教材”对于实验设计提出了更高的要求，可以利用一些现代化的技术增强实验的可观性，比如计算机传感器、希沃助手、几何画板、手机小视频等可以采用多种方式实现教学的互动.

（4）课堂应该加强对真实情境的研究，让学生在情境中产生问题，与已有的知识经验发生碰撞，从而激发对新知识的学习欲望，在这样的心理下进行探索学习更有利于激发学生学习物理的兴趣和对科学探究的追求.

4 结语

通过本次课题的研究，笔者对教材的设置有了更深的理解，同时对课程设计的过程有更加深层次的认识，对笔者个人的成长也有很大的激励，希望自己能够多参加这些活动快速成长.

【《PCK视野下高中物理课堂范式的构建与实践探究》苏州市教育科学“十四五”规划2021年度立项课题，立项课题批准号为：2021/LX/02/223/06】

参考文献：

［1］人民教育出版社.普通高中教科书教师用书必修第二册[M].北京：人民教育出版社，2021（6）：5-8.

［2］人民教育出版社.普通高中课程标准实验教科书物理必修第二册[M].北京：人民教育出版社，2010（4）：2-4.

［3］中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订版）[S].北京：人民教育出版社，2020（5）：19.