第15卷总第期中学理科园地教学探讨基于物理核心素养的高中物理生活化教学—以——“向心力”概念的建立为例云南师范大学物理与电子信息学院陈华生彭朝阳摘要：如何将教学与学生生活实际紧密联系，实现从传统课堂教学到高效生活化课堂教学的变革，真正做到通过生活化教学培养和提升学生的物理核心素养，是当前高中物理教师面临的重大课题。本文从培养学生物理学科核心素养的角度，结合生活化教学，以“向心力”概念的建立为例，阐述了如何通过生活化教学将物理核心素养渗透到课堂教学之中。关键词：物理核心素养；生活化教学；高中物理引言高中物理难学尧对高中物理缺乏兴趣是大多数高中生都难以逃脱的野紧箍咒冶袁究其根源在于当前的高中物理课堂教学未能充分地将生活元素融入其中遥为了改变高中物理教学脱离生活实际的现状袁生活化教学模式受到了国内众多教育研究者的热切关注遥生活化教学要求教师通过捕捉生活中的学科知识和探索学科知识的生活内涵袁将抽象的教学建立在学生丰富的生活经验之上袁引导学生通过探究尧合作等学习方式获得有活力的学科知识袁并能创造性地解决生活中的实际问题[1]在理论和各学科的教学实践方面都对生活化教学进行了遥我国教育界相关的研究袁例如:华东师范大学的郑金洲教授在叶基于新课程的课堂教学改革曳中袁指出加强生活化教学在教学理念上袁应从科学认识论转向生活认识论曰在教学内容上袁应注重从科学世界到生活世界的过渡曰在教学过程上袁应加强从授受到体验的转变遥刘仲彬结合生活情境袁设计出了激活学生物理探究动力的生活化教学模式遥但是袁在已发表的文献中却较少涉及将生活化教学与野物理核心素养冶这一我国新课改中最突出的亮点相结合的研究遥1物理核心素养视角下高中物理生活化教学的分析在新修订的叶高中物理课程标准曳中袁将物理教学的三维目标深化为物理核心素养袁物理核心素养作为学生通过接受物理教育内化而来的带有物理学科特性的品质袁主要由野物理观念冶尧野科学探究冶尧野科学思维冶尧野科学态度与责任冶等4个方面的要素组成[2]教学而言袁高中物理生活化教学最大的优势在于将生活遥相较于传统的课堂现象和生活问题作为教学素材融合到课堂教学之中袁利用情景化的教学方式将教材中抽象的物理概念转化为真实可感的生活实际袁达到生活与教学的高度结合袁使学生能够利用所学的物理知识分析和解决问题遥生活化教学的这些特点符合物理核心素养所要求的学生通过物理教育形成能从物理学角度发现问题尧思考问题以及解决问题的富有个性的心理品质遥因此袁在课堂教学中袁教师通过联系学生的生活实际袁设定符合教学目标尧适应教学要求的生活化情境袁让学生在熟悉的生活化情境中袁学习和应用物理知识袁是培养学生物理核心素养的重要方式遥基于此袁笔者站在高中物理教师的视角袁以野向心力冶概念的建立为例袁从关联生活情境构建物理观念尧自制生活化教具培养科学探究能力尧建构生活中的物理模型锻炼科学思维尧回归生活实际彰显科学态度与责任这四个环节出发袁探讨了如何通过生活化教学将物理核心素养渗透到课堂教学之中遥2物理核心素养视角下高中物理生活化教学的应用案例2.1关联生活情境构建物理观念所谓的物理观念袁通俗地讲即是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华袁是运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力[3]人已有的生活经验对其后续学习具有极其重要的影响遥心理学的研究表明院一个袁这种影响甚至超过其他任何因素的影响遥由此可见袁注重学生已有的生活经验与新知识之间的联系袁能够帮助学生在知识结构上把握新旧知识之间的衔接袁易于引出较为抽象的物理概念遥因此袁教师应根据学生已有的生活经验来分析学情和教材袁并以此对课堂的设计进行调整曰采取知识与情境相关联的生活化教学作为课堂教学的引入方式袁在激发学生学习兴趣的同时袁加强学生对物理概念的理解和应用袁建立以物理核心概念统领物理教学的野物理观念冶遥笔者选取人教版叶高中物理曳第六章的野向心力冶一节为授课内容袁本节内容是野力是改变物体运动状态的原因冶在曲线运动中的体现袁同时也是后续教学内容野万有引力定律冶及其应用的知识基础遥因此袁本节具有承上启下的作用遥学生在本章节中袁第一次接触到野向心力冶这个较为抽象的物理概念袁然而袁在学生已有的生活经验中已经接触过大量关于物体做圆周运动的生活实例遥所以袁如何巧妙地运用学生已有的生活经验尧生活实例尧生活资源进行生活化教学袁让学生切身体会到物体做圆周运动的29第15卷总第期中学理科园地教学探讨原因袁得出野向心力冶的概念与来源袁并在此过程中培养学生的物理核心素养是本节课的重难点所在遥针对野向心力冶概念的引出袁教师可以做以下的课堂导入院师院通过前面几节课的学习袁同学们已经清楚了圆周运动的运动性质和特点袁接下来请同学们观看一段小视频袁然后我们根据这个视频片段一起来探讨几个问题渊教师播放链球比赛的微视频冤遥师院在链球比赛中袁链球做的是什么运动钥生院先做圆周运动袁最后飞出去遥师院链球为什么会做圆周运动钥最后袁链球为什么又会飞出去呢钥今天这节课我们就来探究这两个问题遥2.2自制生活化教具培养科学探究能力中提出物理问题野科学探究冶是指具有科学探究的意识,形成猜测和假设并对实验探究过程与结,能在真实情境果袁进行交流和反思的能力[4]的各个方面袁在课堂教学中采用生活化的自制教具遥物理知识隐含于现实生活袁学生通过亲手实验袁模拟真实的问题情景袁能够使课堂的探究氛围更为活跃袁让学生感受到野物理源于生活冶的同时袁培养他们的探究意识遥师院在现实生活中袁还有着许多像链球这样做圆周运动的物体袁那我们应该采取怎样的方法来分析这些物体做圆周运动的原因呢钥学生思考讨论后院可以把它简化为最简单的平面圆周运动来分析遥师院很好浴接下来咱们就利用生活中一些常见的物品来制作简易的教具袁模拟物体做平面圆周运动的过程袁分析物体做圆周运动的原因钥生活化实验器材院小钢球渊2个冤尧细线渊1根冤尧圆形透明塑料杯渊1个冤师院在同学们的桌子上都有两个小钢球袁其中一个一端系有一根细线袁我们可以手持细线的另一端使钢球在桌面上做平面圆周运动遥现在请同学们思考如何利用桌上的一个圆形塑料杯和另一个小钢球袁使小钢球也做平面圆周运动钥学生思考讨论后院把小钢球罩在圆形塑料杯中袁再以画圆形的方式袁紧贴桌面平稳地晃动塑料杯也可使其做圆周运动遥师院非常好浴那么袁现在问题来了院当我们把突然松开手中的细线或者是把塑料杯取走袁钢球还能继续做圆周运动吗钥学生进行实验操作后院不能遥师院为什么钥学生疑惑并猜想院可能之前存在着某种作用力迫使小钢球做圆周运动遥师院接下来袁请同学们继续利用生活化的自制教具进30行实验探究来验证你们的猜想是否正确遥1所示学生分组进行实验探究冤袁并派代表上台汇报探究结论袁完成探究任务工作表遥渊如表表1探究任务工作图表探究任务探究内容钢球受力示意图探究结论用塑料杯罩住小钢球袁再以画圆小钢球在杯中做形的方式袁紧贴圆周运动时袁在1光滑的水平桌面FN平稳地晃动塑料F弹杯袁使钢球绕0O竖直方向上受到自身重力和地面点做圆周运动袁mg对其的支持力这并分析钢球的受一对平衡力袁在力情况水平方向上受到指向圆心的弹力小钢球在塑料杯作用曰当撤去塑中做圆周运动料杯时袁弹力消2时袁突然撤去塑FN失袁钢球不再做料杯袁观察钢球圆周运动袁所以的运动状态并分钢球做运动的原析钢球的受力情mg况因是受到指向圆心的弹力作用细线一端系在钢手持细线的一端球上袁手持细线使钢球做圆周运的另一端袁使钢3球在光滑的水平FNT动时袁在竖直方桌面上绕0点O向上受到自身重做圆周运动袁并分析钢球的受力mg力和地面对其的支持力这一对平情况衡力袁在水平方向上受到指向圆心的拉力作用曰小钢球水平桌面当松开手中细线上中做圆周运动FN时袁拉力消失钢4时袁突然松开手中的细线袁观察球不再做圆周运钢球的运动状态并分钢球的受力mg动袁所以钢球做运动的原因是受情况到指向圆心的拉力作用生院探究任务1中袁小钢球做圆周运动是因为受到了塑料杯杯壁对它的弹力作用曰探究任务3中袁小钢球做圆周运动是因为受到细线对其的拉力作用遥师院这两个力在方向上有什么共同特点袁它们能改变小钢球的速度大小吗钥渊教师引导学生画出探究任务1和3中的钢球受到的弹力尧拉力与其速度方向的俯视图冤遥生院两个力的方向始终指向圆心和钢球的运动方向垂直遥因此袁它们可以改变钢球的速度方向袁但不能改变钢球的速度大小遥教师顺势给出野向心力冶的物理概念院和小钢球一样袁物体作圆周运动的原因在于它受到了一个方向始终指向圆心的等效力的作用袁物理学中把这个力定义为野向心力冶遥2.3建构生活中的物理模型锻炼科学思维第15卷总第期中学理科园地题的能力遥教学探讨强调野科学思维冶的物理课堂教学应该为学生创设真实的问题情境袁引导学生剖析问题尧简化问题尧建立物理模型袁并运用适当的方法解释问题[5]遥在课堂教学中袁教师通过引导学生对生活中物理模型的建构袁将实际问题中的对象和过程转换成物理模型袁有利于学生发现生活中的各类物理原型袁加强学生对客观事物本质属性尧内在规律及相互关系的认识袁使学生的科学思维能力得到锻炼袁解决学生因在头脑中勾勒不出与问题相对应的物理模型而产生的困境袁进而增强他们运用物理知识解决实际问师院做圆周运动的物体需要向心力来改变速度的方向袁是什么力提供的向心力钥你能在生活中的圆周运动实例里分析出物体向心力的来源吗钥教师根据学生列举的生活中圆周运动的物理原型袁引导学生利用模型建构的方先确定物体做圆周运动的轨道平面袁以及圆心尧半径等袁再对研究对象进行受力分析袁建立物理模型袁确定向心力的来源渊如表2所示冤遥生A院不是袁向心力是一种效果力袁任何性质的力都可表2建构生活中的物理模型生活实例赛车在水平路面转弯过程过山车经过轨道的最高点游乐场的野旋转秋千冶FN模型建构FfFNR0R0mg0兹TRTsin兹Tcos兹mgmg向心力来源分析过山车经过轨道最高点时袁光滑轨秋千受到的拉力T指向圆心0方向地面对赛车的摩擦力Ff提供赛车转道对过山车的支持力FN与过山车的分力Tsin兹提供秋千绕圆心0转弯所需的向心力自身重力mg的合力提供过山车所动所需的向心力需的向心力以充当向心力遥生B:向心力可以是某由种性质的一个力提供袁也可以由某个力的分力提供袁还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力提供遥师院清楚向心力的来源之后袁请同学们试着解释一下袁为什么在链球比赛中袁链球会先作圆周运动袁最后又飞出了钥生院链球做圆周运动是因为链球自身的重力与运动员对它的拉力组成的合力袁提供了其作圆周运动的向心力曰当运动员松手后链球受到的拉力消失袁只受竖直向下的重力作用袁故链球会飞出去并且落到地面上遥2.4回归生活实际彰显科学态度与责任(STSE)的关系基础上形成对科学和技术应有的正确态度科学态度与责任是指在理解科学窑技术窑社会窑环境大渊超载现象冤或速度过大渊超速现象冤时,合外力便不足以提供向心力袁在弯道就易发生事故袁超载和超速都是驾驶中常见的隐患遥教师也在此基础上袁教育学生要珍爱生命并能够主动向家长宣传安全行车的知识遥结束语物理核心素养理念下的生活化教学袁要求教师充分利用学生的已有经验袁通过启发学生在对各种生活现象的辨析中袁培养学生的物理观念曰在基于生活实例的物理模型建构中袁锻炼学生的科学思维曰在科学探究的过程中袁养成严谨尧实事求是的科学态度遥本节课以学生常见的生活实例作为课堂情境导入袁激发学生的探究欲望袁引导学生思考物体为什么会做圆周运动曰再利用生活中常见的小物件组织学生进行实验探究袁让学生在合作探究中亲自体验物体作圆周运动的原因袁避免了教师直接将野向心力冶这一抽象的物理概念直接灌输给学生的被动做以及责任心[6]遥考虑到学生对野向心力冶的概念和来源有了一定的认识之后袁在课堂教学中袁教师可以再次引用生活实例袁介绍生活中火车转弯脱轨和汽车高速转弯事故袁引导学生运用所学知识分析事故发生原因袁即当质量过法曰紧接着利用模型建构的方式对生活实例进行分析袁让学生自主探究向心力的来源袁有效地将生活实例和生活（下转第47页）31第15卷总第期表1某中学初二级2个班级生物成绩对比学班级生数初二9班45全年段467学中学理科园地教学探讨表2实验探究活动激发学生自主发现的易错点序号123456710实验探究活动观察缢蛏外套膜尧鳃尧入水口和出水口解剖鸡翅袁观察骨尧关节和肌肉的关系用萝卜块尧牙签构建HIV立体结构培养洗手前和洗手后的菌落显微镜下观察酵母菌袁霉菌和蘑菇的菌丝与孢子扦插富贵竹尧番薯尧绿萝尧枸杞菜尧薄荷尧石莲花观察鸡卵的结构用围棋棋子模拟精子与卵细胞随机结合探究花生果实大小的变异探究动物保护色的形成过程的模拟实验平均分合格率渊%冤学生做中学发现的易错点软体动物身体不分节肌腱绕过关节连在相邻的骨上病毒没有细胞结构一定要有空白对照酵母菌不是细菌袁而是真菌,真菌多数具有菌丝袁孢子繁殖扦插是一个品种的无性生殖嫁接袁至少需要两个品种卵壳尧卵壳膜不是卵细胞的结构后代性别由精子类型决定变异分可遗传和不可遗传的变异动物的保护色是自然选择的结果袁不是动物为了生存形成了保护色遥初一第二初二第一初二生物初一第二初二第一初二生物学期期末学期期末学业考试学期期末学期期末学业考试69.5063.8366.74优83.6080.4680.71秀80.8580.3178.5174.4763.8365.06.3693.40.02.3691.1187.32初二10班47率渊%冤最高分与最低分班级生数初一第二初二第一初二生物初一第二初二第一初二生物学期期末学期期末学业考试学期期末学期期末学业考试初二9班45初二10班47全年段46734.0417.3927.5780.8565.2266.8055.3297与2799与18100与3466.6755.9397与8与1396与3499与8100与13100与343实验探究活动提升实践能力袁自主发现易错点生物学科的教学不能只局限在课堂和测试袁还要有更有趣的事能让学生喜欢上生物袁这就是实验探究活动遥通过做中学袁让学生自主发现易错点遥本研究在2016年至2017年结合教材和教学进度开展大量的实验探究活动袁激发学生的学习兴趣遥学生有了兴趣袁课堂学习的专注度提高了袁即使遇到难一点的问题袁也有信心去克服袁这样教与学就进入了良性循环袁表2显示的是学生在做中学发现的易错点遥综上所述袁在生物教学时袁教师要以学生为主体袁围绕易错点袁对知识进行有效整合袁精讲尧精练袁积极开发学生探究实验袁让学生在活动中提升实践能力袁自主发现易错点袁消除对生物学科的畏难情绪遥在稳步提高学生的生物学业考试成绩的基础上袁使学生热爱生命尧健康生活遥参考文献:［1］杨少忠援如何通过有效作业提高成绩［J］援中学生物教学，2017（4）：8援［2］丁小丽.初中生物教学中生本理念的应用［J］援中学生物教学，2013（8）：23-24援［3］张一丹（译）.改善我们的教学：熟能生巧［J］援中学生物教学，2013（8）：58-59援（上接第31页）资源融入到了课堂教学之中袁充分地调动了学生的学习兴趣袁让学生真正地走进生活尧融入社会袁感觉学有所用遥同时整个设计引出以野向心力冶概念和来源为明线,以生活中的安全行驶问题为隐线袁有意识的向学生渗透尊重自然尧尊重生命的科学责任感袁使物理课堂真正成为培养学生物理核心素养的良好平台遥参考文献:河［1］吴晓婷.高中化学生活化教学现状调查研究［D］.开封，南大学,2018.［2］张新华.教学设计视角:关注学生的物理核心素养［J］.物理教学,2016,38(5):7-10，15.［3］姚彬.高中物理概念的“五特征”和“三类型”［J］.物理教学探讨,2019,37(4):12-14.“各版教材”［4］丁红,周新雅,周行,等“一标多本”.并不是等于各说各话［J］.中学物理教学参考,2019,48(Z1):31-36.［5］林钦,陈峰,宋静.关于核心素养导向的中学物理教学的思·教法,2015(12):90-95.考［J］.课程·教材［6］叶海娟,褚云杰.基于核心素养的物理教学设计———以“生为例活中的圆周运动”［J］.物理通报,2018(12):85-.47
