基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

1、基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)反思-以生活中的圓周運(yùn)動(dòng)為例所謂物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)通俗地理解，物理核心素養(yǎng)就是德國物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者勞厄說過的那句話：教育給予人們的無非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下的東西從專業(yè)角度講，物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等4個(gè)方面的要素構(gòu)成?；诤诵乃仞B(yǎng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)從強(qiáng)化知識(shí)與情境關(guān)聯(lián)的角度來構(gòu)建物理觀念。即是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量和相互作用的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律在

2、頭腦中的提煉和升華，是運(yùn)用物理知識(shí)和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力。本節(jié)通過強(qiáng)化知識(shí)與情境的關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生把知識(shí)與情境進(jìn)行聯(lián)系的自覺性，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)。下面以生活中的圓周運(yùn)動(dòng)“火車轉(zhuǎn)彎”的教學(xué)片段為例進(jìn)行說明教學(xué)片段：火車轉(zhuǎn)彎教師活動(dòng)1：分發(fā)火車車輪與軌道的模具，同時(shí)利用PPT展示車輪與鐵軌的圖片，并提出以下問題：火車車輪有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要使火車在水平面里轉(zhuǎn)彎，則圓周運(yùn)動(dòng)的平面是哪個(gè)？圓心在哪里？由什么力提供了向心力？并畫出受力分析示意圖學(xué)生活動(dòng)1：通過觀察發(fā)現(xiàn)，車輪內(nèi)側(cè)有突出的輪緣，軌道將兩車輪的輪緣卡在軌道里面，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有助于固定火車運(yùn)動(dòng)的軌道；火車是在水平面里做圓周

3、運(yùn)動(dòng)，所受的向心力是由外側(cè)軌道對(duì)火車的側(cè)向彈力提供教師活動(dòng)2：假設(shè)一節(jié)車廂凈重為80t左右，一般鐵軌的抗壓能力為3104N，假設(shè)彎道半徑是300m，則火車的轉(zhuǎn)彎速度最大為多少？學(xué)生活動(dòng)2：根據(jù)側(cè)向彈力提供向心力，可知轉(zhuǎn)彎的速度大概只有38kmh教師活動(dòng)3：然而我國動(dòng)車的時(shí)速已經(jīng)達(dá)到300kmh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了剛才計(jì)算所得的最高時(shí)速，那應(yīng)該怎么解決這個(gè)問題呢？關(guān)鍵因素在哪里？提示，是否可以從高速公路在轉(zhuǎn)彎處的傾斜路面得到啟示。學(xué)生活動(dòng)3：根據(jù)向心力公式，要提高火車車速有3種方法：方案一，增強(qiáng)鐵軌的抗擠壓能力；方案二，增大轉(zhuǎn)彎半徑；方案三，墊高外軌，使鐵軌向內(nèi)傾斜一定角度。教師活動(dòng)4：方案一和二需要改

4、變軌道的屬性和地理位置，這在實(shí)際情境中是有困難的、所以采用墊高外軌的法，確實(shí)可以很好地解決這個(gè)問題，那么火車在傾斜的鐵軌上轉(zhuǎn)彎時(shí)，受到哪些力的作用呢？圓心在哪里？如何做出受力分析圖？學(xué)生活動(dòng)4：火車受到引力、重力、力和摩擦力的作用、具中弾力與重力的合力用來提供向心力。受力分析如圖1所示。教師活動(dòng)5：確定了圓心位置就確定了合力的方向，在已知轉(zhuǎn)彎半徑和內(nèi)外軌道高度差對(duì)應(yīng)傾角的基礎(chǔ)上，表達(dá)出火車轉(zhuǎn)彎時(shí)規(guī)定的安全速度（此時(shí)，向心力恰好由重力和彈力的合力提供，輪緣與鐵軌之間無側(cè)向的擠壓力）學(xué)生活動(dòng)5：利用重力和弾力的合力提供向心力，得到的方程為 ，解得安全速度為。教師活動(dòng)6：如果火車在轉(zhuǎn)彎處的速度不等于

5、安全速度，那么輪緣與鐵軌之間的力會(huì)發(fā)生怎樣的情況？學(xué)生活動(dòng)6：當(dāng)時(shí)，輪緣受到外軌向內(nèi)的彈力；當(dāng)時(shí)，輪緣受到內(nèi)軌向外的彈力。教學(xué)拓展：（1）因?yàn)槲覀兊哪康氖窍Ｍㄟ^情境與知識(shí)的關(guān)聯(lián)來構(gòu)建物理觀念，所以就要讓學(xué)生對(duì)實(shí)際的情境有清斷的認(rèn)識(shí)，但事實(shí)上很多同學(xué)沒有坐過火車，或者沒有仔細(xì)觀察過火車車輪與鐵軌的結(jié)構(gòu)，因此準(zhǔn)備了火車車輪與軌道的模具，幫助學(xué)生理解情景；（2）在對(duì)車廂進(jìn)行受力分析時(shí)，很多教師僅僅分析了重、支持力和鐵軌對(duì)火車的彈力，這只是在預(yù)設(shè)結(jié)果的前提下進(jìn)行的分析，對(duì)于學(xué)生而言他們還關(guān)心車廂與車廂之間的引力、車輪與鐵軌之間的摩擦力。所以從實(shí)際情境和知識(shí)關(guān)聯(lián)的角度，教師并不應(yīng)該避開這些問題，而是要

6、對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，哪些力對(duì)問題題的解決有貢獻(xiàn)；（3）正確理解合外力與向心力之間的關(guān)系時(shí)，我們可以讓學(xué)生聯(lián)系生活中的供需關(guān)系，在明確火車做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受力情況的基礎(chǔ)上，理解公式的內(nèi)涵從鐵軌能提供多大的力和火車轉(zhuǎn)彎需要多大的向心力的角度來理解從而弄清楚供需關(guān)系，這為圓周、近心、離心運(yùn)動(dòng)的理解提供了思維上的準(zhǔn)備；（4）在外軌比內(nèi)軌高的情泥下，學(xué)生對(duì)于火車轉(zhuǎn)彎的軌道平面是在水平平面內(nèi)，還是在斜面平面內(nèi)以想象（圖2) 教師可以通過展示漏斗的模型，讓一個(gè)小球在漏斗里轉(zhuǎn)動(dòng)（圖3），觀察小球的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)小球的運(yùn)動(dòng)平面在水平面上。 基于核心素養(yǎng)的教學(xué)反思：“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”顧名思義就是要與生活融通，所以在教學(xué)設(shè)計(jì)

7、中，要確定以人為中心的意識(shí)，例如在分析汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，就要注重珍惜生命的教育在教學(xué)方法上要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的感悟、體驗(yàn)和實(shí)踐在教學(xué)過程中，不能“為知識(shí)而知識(shí)”，也不能機(jī)械性地植入所謂的情感教育和愛國主義教育，而是應(yīng)該將知識(shí)作為育人的載體，充分挖掘知識(shí)建構(gòu)過程中益含的情感因素和內(nèi)在價(jià)值，通過相應(yīng)的活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的愛國情懷，積極的人生態(tài)度，實(shí)事求是的科學(xué)精神基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，要求我們將物理課程的教育目標(biāo)定位在學(xué)生終身發(fā)展的行為習(xí)慣和關(guān)鍵能力的養(yǎng)成，改革教學(xué)的方法和過程，關(guān)注學(xué)生個(gè)體知識(shí)的構(gòu)建和應(yīng)用整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)從火車脫軌的事故情境中引入，基于真實(shí)的場(chǎng)景，設(shè)計(jì)多種駕駛火車的安全措施通過汽車過凹凸橋和離心現(xiàn)象的分析引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)生活及各種現(xiàn)象的判斷質(zhì)疑，辨析