核心素养导向下物理课堂生成性资源的开发与应用

明泽荣

［摘 要］新时代背景下学科核心素养的培养成为重中之重，课堂教学中生成性资源对培养学生的核心素养有着突出的作用。因此，在实际教学中，教师应因势利导开发物理课堂教学中的生成性资源，为物理教学服务。文章结合实际教学过程分析生成性资源在物理教学中的开发与应用。

［关键词］核心素养；生成性资源；高中物理

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）20-0050-03

传统课堂教学主要体现为教师基于预设的教案一成不变地实施教学，对生成性资源的开发、学生学习主体性的体现重视不够。核心素养理念下，教师应充分了解生成性资源的重要性，感受生成性资源以及学科素养之间的有机关联，灵活地促进、捕获课堂中的动态生成，促进学生形成学科观念，提升科学探究以及科学思维素养。

一、指向学科观念，做生成性资源的发现者

发现生成性资源是开展生成性课堂教学的第一步，在这一环节中教师应强化课堂互动，在师生以及生生互动中动态捕捉生成性资源，把握学生在物理观念理解过程中的灵感、误解，了解学生对生活现象的联想，基于动态资源顺势引导学生开展课堂深度探究，助力学生形成完善的学科观念。

（一）捕捉一时灵感，顺势而导

个体思维的独立性是产生生成性资源的关键所在，教师应鼓励学生在课堂活动中发散思维，及时诱发并捕获学生的一时灵感，并顺势引导学生基于一时灵感深入分析，从物理学角度深入理解现象本质，建立学科观念。

鼓励学生互动交流是诱发学生灵感的有效措施。比如，在教学“圆周运动”这一小节时，教师提出问题：“如果对一个运动的物体持续施加一个大小不变，并与其运动方向保持垂直的力F，那么该物体的运动轨迹如何？”针对该问题组织学生开展小组讨论，并注意聆听学生的想法。在这个过程中可以及时了解学生的认知状态，并且捕获学生的灵感。比如，某位学生在讨论中提出根据力与运动的关系可以知道“如果力F与初速度[v0]保持垂直，那么物体的速度大小不变，而方向在[F]的作用下发生改变，如果这个[F]时刻垂直于[v]，会不会出现物体沿一个圆不断运动的状态”，该学生的灵感很好地揭示了圆周运动的现象，此时，教师可顺势给出几个圆周运动模型，让学生进行深度认知。

（二）抓住错误思路，逆向建构

学生的“错误”思路是重要的生成性资源，它可以直接暴露学生的真实思维，展现学生的错误理解，针对这一资源开展逆向建构，可以有效渗透正确物理观念，取得意想不到的效果。

比如，在教学“动量守恒定律”时，教师提出问题：“从相同高度h下落的玻璃杯掉到水泥地上容易打碎，而落到草地上不容易打碎，原因是什么呢？”有位学生认为水泥地较草地坚硬，对杯子的作用力也强，而物体的动量变化为[Ft]，所以作用力越大动量变化越大，杯子落到水泥地上易碎。针对这一理解，教师可顺势引导学生基于动量守恒定律分析问题，尝试探究最初始的动量从何而来。通过分析，学生发现：初始动量即为玻璃杯落地前的瞬间动量[p=m2gh]，在接触时间内的动量变化[ΔP=FΔt=m2gh]，所以两种地面的动量变化相等。然而接触时间不同，水泥地的接触时间明显较小，所以导致作用力较大。相等大小的动量变化在极短的时间内完成，所以从作用力大小以及动量变化快慢两个角度可以分析出玻璃杯易碎的原因。

可见，基于学生的思路引导学生逆向建构，可以有效把握学生的真实想法，引导学生发现自己的错误原因，形成正确的力与相互作用观念。

（三）观察生活现象，深度探究

物理是一门与生活联系十分紧密的学科，因此与教学内容相关的各种生活现象都可以作为有效的生成性资源加以利用［1］。利用观察动态的生活现象引导学生深度探究，可以有效调动学生探究的积极性，促进学生在探究中了解物理观念。

结合教学中偶然发现的生活现象，可以有效建立生活问题与物理知识之间的关联，帮助学生建立完善的物理知识体系。比如，在教学“光的偏振”时，教师注意到：有个学生佩戴的眼镜上安装有偏振镜片，这时可以鼓励学生观察分析通过一片、两片偏振镜片的光线与未通过偏振镜片的光线具有怎样的差异。学生在这一生成性问题的指引下，以偏振片为实验器材，探究不同条件下光线的差异，如尝试转动两片叠加在一起的偏振片，观察现象。在探究中学生发现当两片镜片转动到某一角度后没有光线通过，并且通过偏振镜片后光线的强度明显比正常光线减弱。

通过生成性的生活现象，拓展了学生的思维空间，使学生在新的思路引领下展开深度探究，从而帮助学生建立起生活现象与物理知识间的逻辑关联，进而引导学生有效建构物理观念。

二、基于实验教学，做生成性资源的缔造者

实验探究不仅是物理学科的核心素养之一，同时也是生成性资源产生的主要方式，在實验探究过程中学生会发现许多细节，并针对细节提出各种各样的问题，将这些疑问作为生成性资源可以有效培养学生的实验探究能力，提升课堂教学效率［2］。

（一）给予时间空间，引导学生互动探索

学生在发现实验问题后需要经过一定时间处理相关信息，才能有针对性地提出问题，因此，教师应在实验教学中适当留白，为学生提供思考时间，让学生在自主实验中发现问题，并通过互动探索提出问题，从而促进生成性资源的产生，也有效提升实验学习效率。

实验过程中发现的问题是生成性资源的重要来源。比如，在学习“探究加速度与力、质量的关系”时，某个学生绘制好的当物体质量[m]一定时加速度[a]与力[F]的关系图中，需要在[F]大于某一数值[F0]的情况下才会有加速度，当[F]小于该值时加速度为0。针对这一生成性问题，教师为学生留出适当的时间，引导学生分析探索。学生在交流的过程中发现可以通过受力分析，寻找该问题产生的原因。通过受力分析，学生发现[F0]极有可能是物体受到的摩擦力，当砝码给予的拉力小于摩擦力时物体处于静止状态，所以加速度为0。通过分析，教师进一步引导学生探究，让学生理解加速度是与物体所受合力相关的量。

（二）分析意外情况，追本溯源

在高中物理实验中，影响实验的因素是多种多样的，所以在实验中经常会出现意外情况。针对这一现象，教师应顺势引导，将意外情况作为生成性资源，引导学生分析意外出现的原因，从而让学生对该实验所蕴含的物理规律有更深刻的理解，同时提升学生的实验探究意识。

比如，在学习“力的合成”时，通过等效替代法验证平行四边形定则，用两个弹簧测力计的合力替代单个弹簧测力计的弹力，在实验过程中学生发现按照平行四边形定则绘制出的合力[F]的大小和方向与单个弹簧测力计的弹力[F1]的结果不吻合，合力[F]明显偏向某一弹簧测力计并且大小比等效力大。针对这一情况，引导学生结合实验探究原理，对问题追本溯源，探究出现问题的原因。通过对实验思路的进一步分析，并认真检测实验器材，反思实验过程，学生发现是因为某一个弹簧测力计的读数出现问题，在没有受力时指针已经有了读数，这就使得读数结果比实际力的大小要大，从而导致计算出的合力偏向该弹簧测力计并且数值变大。

在上述实验分析中，教师及时就学生实验过程中的意外情况进行分析，引导学生追本溯源，不仅锻炼了学生的实验探究能力，还促进了学生对力的合成有更深刻的理解，促进学生建构知识体系。

（三）调整预设方案，优化设计

生成性资源的运用往往会对课堂教学产生一定的影响，需要教师结合课堂中出现的变化对预设的实验方案进行优化，使其更加满足学生的需求，提升学生的实验能力以及学生对物理知识的理解程度。

演示实验难以满足学生的学习需求是常见的实验教学问题，结合学生的生成性需求进行优化调整是很有必要的。比如，在教学“超重与失重”时，预设方案是通过演示电梯中电子秤的读数来观察超重和失重的现象，但是学生提出问题：怎么才能让自己在课堂实验中观察到这一现象？对此教师进行优化改进。设计新的实验方案，以弹簧测力计、定滑轮A和B、不同的砝码为器材，用F拉起质量为[m1]的砝码，上端连接绳子绕过定滑轮A和B，在B端的绳子上分别系上不同质量的砝码，观察在质量为[m1]的砝码上升或者下降的过程中弹簧测力计的读数，分析读数变化的原因。通过实验探究，学生可以发现当物体的加速度向上时，出现超重现象，即[F]大于[m1 g]；当物体加速下降时出现失重现象，即[F]小于[m1 g]，从而使学生对两种现象有了直观的体验。

三、聚焦科学思维，做生成性资源的应用者

科学思维是从物理学视角理解事物本质规律的思维方式，是一种十分重要的分析应用能力。在生成性课堂教学中培养学生的科学思维，要求教师引导学生成为生成性资源的应用者，要能够结合生成性资源探索物理知识的应用方式，从而有效提升学生的科学思维素养。

（一）营造氛围，探寻内在规律

生成性资源往往蕴含丰富的情感因素，结合生成性资源营造顺应学生心理特点的学习氛围，可以有效促进学生探究能力的提升。实际教学中，教师应着重引导学生从物理学视角分析问题，探寻内在规律，形成严密的物理分析習惯。

例如在教学“多普勒效应”时，教师首先给出多普勒效应在生活中的案例，如迎面而来的火车鸣笛声的尖锐变化，引导学生分析出现这一现象的可能原因，通过分析，学生认为是因为在运动过程中声音的频率发生了变化，所以才导致声音听起来更加尖锐，针对这一理解，创设问题引导学生合作探究。在探究过程中，学生首先思考的是声音的尖锐与否是由耳膜的振动频率决定的，之后思考由于火车驶近导致的变化。经过讨论分析，学生提出猜想：当火车快速靠近时，发出的声波会更迅速地到达人耳，与相对运动的概念类似，即使喇叭的振动频率没发生变化，但是由于人耳决定了感受到的声音，观察者在单位时间内接收到的声波数目增多了，所以感觉频率提高了，导致感觉声音变得尖锐。

可见，课堂教学中的生成性资源用于营造氛围，可以有效提升学生探究的主动性，让学生在更轻松的氛围中深度探索，从而有效提升学生的科学思维素养。

（二）发散思维，解决具体问题

运用物理知识解决实际问题是物理学科科学思维素养的重要体现，在实际应用中教师应鼓励学生发散思维，从不同的角度思考问题，促进生成性资源的产生，引导学生了解多种问题解决方案。

比如，在学习了“机械能守恒定律”后，教师引导学生回顾自由落体运动概念，首先分析这一运动是否符合能量守恒定律，之后思考自由落体运动的速度除可利用匀加速直线运动公式计算外，还有什么计算方法。对于这个问题，学生可先基于所学的能量守恒知识分析该问题的能量变化，发现在自由落体运动中物体只受重力作用，也就是势能转化为了动能，所以可以从能量角度分析物体最后时刻的速度。可以列出能量守恒表达式为[mgh=mv2/2]，将两边的[m]消去后，根据物体的下落高度，即可计算得到最后时刻的速度大小，实现了对同一问题的不同解决方案的探索。

（三）比较综合，形成认知模型

基于比较综合，建构物理模型是一种重要的科学思维方法，在课堂教学中教师应有意识地引导学生比较分析不同知识点之间的差异，鼓励学生大胆地提出自己的想法，进而及时捕获在这一过程中出现的生成性资源，助力学生构建完善的物理认知模型。

分析不同知识点的差异，通过对比分析进行建模是一种十分高效的物理学习方法。比如，在学习“库仑定律”时，需要学生理解电荷之间相互作用力的关系，鼓励学生联想之前所学的描述两物体之间作用力的理论分析。在思考过后学生提出问题：万有引力定律阐述了两个物体之间的引力作用，电荷之间是否也满足这一关系呢？针对这一生成性问题，教师展开深度分析，首先让学生列出万有引力定律的表达式，再分析电荷之间的作用关系应该如何表达，学生通过对比分析认为需要将两物体的质量替换为电荷量大小，引力常量[G]也应替换为与电荷作用力相关的系数。基于这一分析为学生引入电荷间库仑定律的概念，给出静电力常量k以及库仑定律表达式[F=kq1q2/r2]。

综上所述，物理教学是一个动态的过程，充满偶然性的生成，仅靠预设的教学方案难以应付这些突如其来的动态变化，忽略这些偶然性生成会降低课堂互动交流的有效性。因此，教师应结合核心素养的培养要求，灵活开发与应用课堂中的生成性资源，使课堂教学充满活力。

［   参   考   文   献   ］

［1］  王书琴，杨子林.立足核心素养 促进能力培育：核心素养视域下高中物理教学策略研究［J］.求学，2021 （36）：13-14.

［2］  李明.高中物理教学中科学思维的培养策略［J］.新智慧，2022 （24）：115-117.

（责任编辑 易志毅）