核心素养立意下的物理教学设计

核心素养下的物理教学设计惯性是高中物理中比较抽象的概念，学生最容易在惯性这里陷入抽象思考的泥潭而无法自拔。惯性的概念曾经引起许多物理学家深入思考和剖析，最终使物理学产生重大进展，其研究过程蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法，是培养学生科学思维能力的有效素材。学生在学习惯性的时候，经常会出现老师意料不到的奇思妙想，教师如果引导得好，会让学生掌握如何进行科学探究。物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。观察和实验表明，对于任何物体，当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。在同样的外力作用下，加速度较小的物体惯性较大，加速度较大的物体惯性较小。所以，物体的惯性在任何时候（受外力作用或不受外力作用）、任何情况下（静止或运动）都不会改变，更不会消失。由此我们得出结论：描述物体惯性的物理量是它们的质量。1．学生设计“假想实验”，对惯性与质量的关系发起“挑战”学生在学习惯性的时候效仿伽利略设计了下面的假想实验来支持自己的观点。把两个相同的弹簧分别固定在两个相同的物体上，图1是把弹簧固定在物体甲的左侧，图2是把弹簧固定在物体乙的上方，并把它们放在相同的地面上。然后，用相同的外力F分别作用在图1弹簧的左端与图2物体的左端。实验表明，在最开始的较短的相同时间内物体乙的加速度比物体甲的大。这个例子一方面是两个物体的总质量（包括弹簧）是相等的，说明两个物体的惯性是相同的；另一方面，作用了相同的外力F后在最开始较短的时间内两物体的加速度却不一样，说明两个物体的惯性是不相同的。上面的实验让学生理直气壮地对“衡量物体惯性大小的唯一尺度”发起了挑战。2.教师顺水推舟，点燃学生追寻“真理”的决心学生利用实验来证明自己的观点，本身就是一件非常值得肯定的事。这种情况下就需要教师的正确引导，让学生在此问题的探究过程中掌握研究物理问题的方法，并进一步激发对物理的兴趣。首先，教师提出以下问题，让学生自己去寻找问题的答案。问题：（1）研究对象是什么？（2）能把弹簧与物体看成一个整体吗？（3）惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“质点”吗？学生自己非常主动地去寻找答案，找到答案后显得很兴奋，因为他发现他找到的问题答案都是支持他的。针对教师的问题，学生回答：（1）研究对象是弹簧与物体这个整体；（2）能把弹簧与物体看成一个整体；（3）惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“任何物体”。教材中从来没有说过此物体是指可以看成“质点”的物体，且其强调惯性是物体的固有属性，则此物体是指生活中的“任何物体”。其次，教师又设问，引导学生自己“推翻”自己如果学生经历“推翻”自己的过程，那其对惯性的理解将会非常深刻。教师提出以下问题，让学生自己去寻找问题的答案。问题（4）：图1是把弹簧固定在物体甲的左侧，图2是把弹簧固定在物体乙的上方，把弹簧与物体看成一个整体，这两个整体只是质量一样，能说这两个整体一样吗？学生结合问题（4），寻找到了“推翻”自己的原因。图1是把弹簧固定在物体甲的左侧，图2是把弹簧固定在物体乙的上方，把弹簧与物体看成一个整体，但这两个整体是不一样的，是不同的“物体”。因此，把相同的力作用在“不同”的物体上没有办法比较物体的惯性大小。教师继续利用问题（5）引导学生：衡量惯性的物理量是质量，有没有要求是“相同的物体”才成立？学生结合问题（5），寻找到了支持自己的原因，即“描述物体惯性的物理量是它们的质量”。这句话说得非常明白，衡量惯性的物理量是“质量”，并没有要求是“相同的物体”才成立。再次，教师进一步设问，引导学生自己真正“推翻”自己问题（6）：把弹簧与物体看成一个整体后（自学质心的相关知识点），整体的加速度怎么计算？学生结合问题（6），寻找到了真正“推翻”自己_____的原因：物体甲（包括弹簧）的加速度计算有问题。由于弹簧与物体甲（不包括弹簧）不是相对静止，所以加速度不应该这样求，此时求加速度应该用质心加速度。当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。所以，当作用在物体甲（包括弹簧）与物体乙（包括弹簧）的外力不为零且是相同的外力时，物体运动状态改变的难易程度对应的应该是质心加速度。最后，教师提出终极问题，引起学生再次思考问题（7）：图1是把弹簧固定在物体甲的左侧，图2是把弹簧固定在物体乙的上方，把弹簧与物体看成一个整体，这两个整体只是质量一样，这个质量指的是什么质量？是引力质量？还是惯性质量？学生带着问题，通过查阅资料，找到了问题（7）的答案，对质量的理解有了质的飞跃。质量分引力质量与惯性质量。引力质量与惯性质量之间的唯一差别是测量方法。将未知质量的物体与已知质量的物体分别受到的引力进行测量比较，就可以得到未知物体的引力质量。通常可以使用天平来测量。这个方法的优点是，只要在有引力的地方，都可以用天平来测量，因为对于同一个地方，引力场都一样。只要引力场不改变，天平会测量出可信的引力质量。但是，在超质量星体附近（例如，黑洞或中子星），就不能采用这种方法，因为在这区域里，引力场的梯度太过陡峭，在天平的左右两个托盘位置的引力场差异量太大，超过误差允许的范围。在失重环境，也不能采用这种方法，因为天平在这一环境下不能做比较。施加已知作用力于未知质量的物体，测量产生的加速度，然后应用牛顿第二定律方程，就可以得到惯性质量，其误差只限制于测量的准确度。物体甲（包括弹簧）与物体乙（包括弹簧）只是引力质量相同。当把相同的外力作用在物体甲（包括弹簧）与物体乙（包括弹簧）上时产生的加速度不同，所以物体甲（包括弹簧）与物体乙（包括弹簧）的惯性质量不同。教师可借此机会，引导学生自己去寻找答案而不是直接告诉其答案，那么学生在寻找答案的过程中经历了真正的科学探究。这样的过程培养了学生的科学思维与科学探究能力，体现了物理学科的核心素养。这样的教学互动才是现在的教育需要大力发扬和提倡的。规律、乱套公式的现象。教师要精选试题，引导学生在实践中总结运用物理规律解决实际问题的方法与技巧，从而提高学生运用物理规律解决物理问题的能力。所以，教师要加大教研的力度，对不同的教学内容采用不同的教学方式，最大限度地提高教学效果，使学生在课堂上得到最大的满足。3.提高课堂教学的效果课堂设计要切实落实三维目标，突出重点、难点。在课堂上开展的所有教学活动要以目标为导向，以学生为主体，以合作探究为主要学习方式，通过教师创造的有效情景氛围激活课堂，有效提问引领学生的思维，让大家在高兴、愉快的氛围中获得知识。教师还要积极推行小组互助式学习制度,把学生划分为若干个学习小组，让组长带领大家积极讨论，找出解决问题的最佳方案。小组间可以进行比赛，创造全员参与的氛围，让每位学生都积极投身到课堂学习中。同时，教师通过对小组的学法进行指导和激励性评价，进一步提高学习小组的自主学习效果。4.教师要研究教参，熟悉新课标和课本学生考试成绩好不好，除了与平时是否认真学习有关之外，还与考前复习时教师的引导有关，教师要能把握重点，突破易错点，这点能力很重要，而这需要教师在平时多看书，多研究，多总结。时间久了，自然教师的功底就深了，教学也就得心应手了。5.阶段检测要跟进教学效果好不好，教学任务完成没有，我们要通过检测才能知道，所以我们在进行检测前一定要精心设计试题，既要能检测到所学的重点，又能突出教学的难点，还要体现出一定的区分度，让中下学生考得满意，优秀学生考得兴奋。对于错题的处理，同学们要养成摘抄错题的习惯，抄上原错误答案，注明错误原因，备注好易错知识点，最后写上准确的答案。考试前再回过头来看看错题本，就会大大减少失分的机会。6.课后教师要及时反馈矫正，注重课后反思没有完美的课堂教学过程，所以课后要及时反思。主要包括在教学过程中，课题的引入是否能激发学生的兴趣；教学目标的设定是否科学；定律、公式的概括与推证是否严谨；概念的分析是否准确、透彻；例题的讲解是否突出本课重点；小结是否能起到画龙点睛的作用；作业的布置是否有针对性，能否体现出分层训练的特点。最后，结合学生理解和掌握的程度，对原有的教学设计进行审视和修订，扬长避短，使教学更科学、更完善，切实提高课堂教学质量。综上所述，物理教学应以关注每位学生的发展为根本，教师要为学生创造良好的学习环境。在上课过程中要深入到学生中去，努力引领学生全员参与并能做到及时反馈和个别有效辅导，在充分发挥学生的主体地位的基础上，促进学生学习方法的优化。在这样的课堂下，相信我们的教学会收到更好的效果。