用好新教材培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)

用好新教材培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》是由教育部制定的指導(dǎo)高中物理教學(xué)的綱領(lǐng)性文件，它依據(jù)普通高中課程方案制定，規(guī)定了高中物理課程的性質(zhì)、任務(wù)和目標(biāo)，并由此確定了課程的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容要求、實(shí)施要求，是教材編寫、教學(xué)實(shí)施、考試評價(jià)的依據(jù)。自2017年新課標(biāo)實(shí)施以來，高中物理教學(xué)發(fā)生了很大的變化，但在實(shí)際教學(xué)過程中，仍然存在不少問題?，F(xiàn)象一，片面追求課堂效率，對概念、規(guī)律的形成過程重視不夠，重視做題，通過做題來掌握課程內(nèi)容?，F(xiàn)象二，追求課堂高效，有了導(dǎo)學(xué)案，教材遠(yuǎn)離了課堂，導(dǎo)學(xué)案替代了教科書，課堂上很少見到學(xué)生翻教材?，F(xiàn)象三，心里裝著高考，平常教學(xué)總想“一步到位”，新授課教學(xué)挖坑太深，開不動課，總覺得時(shí)間不夠用?，F(xiàn)象四，趕課時(shí)，一年半的必修課一年內(nèi)完成，騰出更多的時(shí)間來復(fù)習(xí)。對標(biāo)新課程實(shí)施要求，我們的教學(xué)還有很大的差距。針對以上的幾種現(xiàn)象，我談?wù)剬ξ锢硇陆滩牡膸c(diǎn)思考。新教材依據(jù)課標(biāo)要求編寫，最能體現(xiàn)課程理念和實(shí)施要求，要認(rèn)真研究教材的呈現(xiàn)內(nèi)容、呈現(xiàn)方式等，了解教材各欄目的編寫意圖和使用要求，充分認(rèn)識新教材的特點(diǎn)，發(fā)揮教材應(yīng)有的教育功能。一、教學(xué)觀念十分重要不一樣的教學(xué)觀念就會產(chǎn)生不一樣的教學(xué)效果。課堂教學(xué)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的主陣地，學(xué)校和老師們都在為課堂教學(xué)的有效、高效不懈努力，創(chuàng)造了各種高效課堂的模式和導(dǎo)學(xué)案。什么樣的課堂教學(xué)是高效？分析一些有成效的教學(xué)，你會發(fā)現(xiàn)，一切能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、積極性，著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)都是高效的；任何高效課堂，都是在教師的有效組織和引導(dǎo)下進(jìn)行的，教師的作用非常重要。所以，用新課程的教學(xué)理念指導(dǎo)教學(xué)工作，讓教學(xué)在正常的軌道上前進(jìn)尤為重要。二、研究和用好新教材。新課標(biāo)教材全面反映了課程改革的變化要求，是最好的教學(xué)資源，是落實(shí)課程目標(biāo)最重要的資源，應(yīng)充分發(fā)揮其在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的作用。（一）認(rèn)識新教材的特點(diǎn)1.要了解教材各欄目的編寫意圖和使用要求。例如,各個(gè)教材的呈現(xiàn)內(nèi)容分為基本教學(xué)內(nèi)容和選學(xué)內(nèi)容，如“拓展學(xué)習(xí)”“STSE”“科學(xué)漫步”屬于選學(xué)欄目，意在拓展學(xué)生視野，滿足教學(xué)差異化需求。章末“復(fù)習(xí)與提高”練習(xí)也分A、B組，題目難度和功能指向也不同。2.新教材注重情境創(chuàng)設(shè)。例如，每節(jié)都設(shè)置“問題”欄目引入教學(xué)。目的是什么？（1）拉近物理學(xué)與學(xué)生的距離，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。物理與生活生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)密切關(guān)聯(lián)，通過創(chuàng)設(shè)典型事例情境，讓其體味物理學(xué)習(xí)的意義和有價(jià)值。從心理學(xué)的角度來看，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，發(fā)揮思維中的非認(rèn)識因素的影響力。（2）培養(yǎng)能力。引導(dǎo)學(xué)生從情境中提問科學(xué)問題，培養(yǎng)問題意識；在探究中形成對本質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識；在解決問題中提高認(rèn)識形成能力。3.新教材注重概念和規(guī)律的形成過程。案例1：簡諧運(yùn)動概念的形成過程關(guān)于簡諧運(yùn)動概念的建構(gòu)由運(yùn)動現(xiàn)象入手研究運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)運(yùn)動規(guī)律來認(rèn)識簡諧運(yùn)動。思路如下：(1)實(shí)驗(yàn)觀察彈簧振子的運(yùn)動，提出問題:它有什么運(yùn)動規(guī)律？(2)實(shí)驗(yàn)論證——定量研究彈簧振子的運(yùn)動實(shí)驗(yàn)測量：通過頻閃照片獲取數(shù)據(jù)(研究運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方法）數(shù)據(jù)處理：做x-t圖像，通過獲得的彈簧振子的x-t圖像可以看出，小球的運(yùn)動似乎可以用正弦函數(shù)表示。(圖像處理數(shù)據(jù)，初步形成觀點(diǎn)）是不是這樣呢？進(jìn)一步論證。兩種辦法:一、假定是，測量振幅和周期，寫出對應(yīng)的正弦函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證；二、計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，作出圖像，用正弦函數(shù)圖像擬合比對。(進(jìn)一步論證，形成觀點(diǎn)）結(jié)論：彈簧振子的x-t關(guān)系是正弦函數(shù)關(guān)系。如果物體的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，這樣的運(yùn)動是一種簡諧運(yùn)動。4.學(xué)生實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出新形態(tài)。案例2：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動量守恒定律教材實(shí)驗(yàn)從動量守恒的適用條件入手，引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。內(nèi)容呈現(xiàn)出有三個(gè)欄目，兩個(gè)參考案例。學(xué)生實(shí)驗(yàn)編寫思想的變化。與以往教材不同，新教材放棄以往學(xué)生實(shí)驗(yàn)編寫的精細(xì)方案（實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑵鞑?、原理、步驟，數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等），而是粗線條地給出“實(shí)驗(yàn)思路”“物理量的測量”“數(shù)據(jù)分析”，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟，避免讓學(xué)生按照現(xiàn)成的既定步驟進(jìn)行虛假“探究”，給學(xué)生思維預(yù)留出更大空間，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成發(fā)展。課標(biāo)在實(shí)施建議中強(qiáng)調(diào)：“在高中物理課程中，應(yīng)注重科學(xué)探究、尤其應(yīng)注重物理實(shí)驗(yàn)，這在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)態(tài)度等方面具有重要地位?！薄皯?yīng)通過實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生制訂計(jì)劃的能力?！薄耙苊庾寣W(xué)生按教師或教材的既定步驟進(jìn)行虛假“探究”，不應(yīng)只把注意力集中在與探究假設(shè)相符的物理事實(shí)上，還需要觀察和收集那些與預(yù)期結(jié)果相矛盾的信息?！保ǘ┟鞔_教材呈現(xiàn)內(nèi)容的主題結(jié)構(gòu)和內(nèi)在邏輯，把握核心、突出重點(diǎn)。案例3：動量守恒定律教材結(jié)構(gòu)教材結(jié)構(gòu)動量守恒定律1.動量2.動量定理3.動量守恒定律4.實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律5.彈性碰撞和非彈性碰撞6.反沖現(xiàn)象火箭課標(biāo)要求1.1動量與動量守恒定律1.1.1理解沖量和動量了通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)，理解動量定理和動量守恒定律，能用其解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。知道動量守恒定律的普適性。1.1.2通過實(shí)驗(yàn)，了解彈性碰撞和非彈性碰撞的特點(diǎn)。定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象。1.1.3體會用守恒定律分析物理問題的方法，體會自然界的和諧與統(tǒng)一。學(xué)習(xí)內(nèi)容架構(gòu)分析：本章內(nèi)容是學(xué)生在必修力學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行的拓展和深化，是對運(yùn)動與相互作用觀的進(jìn)一步提升。本章教材遵照課標(biāo)要求安排了6節(jié)，可劃分為三個(gè)教學(xué)單元：第一單元包括第1、2節(jié)，即“動量”“動量定理”，這部分內(nèi)容側(cè)重引導(dǎo)學(xué)生理解動量、沖量概念和動量定理，并能用其解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象；第二單元包括第3、4節(jié)，即“動量守恒定律”“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律”，這部分內(nèi)容側(cè)重介紹動量守恒定律的建立過程，并要求學(xué)生能用其解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象；第三單元包括第5、6節(jié)，即“彈性碰撞和非彈性碰撞”“反沖現(xiàn)象火箭”，這部分內(nèi)容側(cè)重介紹動量守恒定律的應(yīng)用。本章的重點(diǎn)內(nèi)容是動量、動量定理和動量守恒定律，動量概念的形成過程、動量守恒定律建立是教學(xué)的難點(diǎn)。本章教學(xué)的幾點(diǎn)建議：1.關(guān)于動量定理（1）普適性、便利性，動量定理是由牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律推導(dǎo)出來的，可認(rèn)為是牛頓第二定律的另一種描述，在解決動力學(xué)兩大類問題時(shí)更具有普適性、便利性。教學(xué)中可通過一題多解，讓學(xué)生加以體會。（2）應(yīng)用注意事項(xiàng)應(yīng)用動量定理解決問題時(shí)要注意明確研究對象及運(yùn)動過程，正確分析受力及初末運(yùn)動狀態(tài)，在方程中各運(yùn)算符號及各矢量的方向性表達(dá)正確。本題解題注意兩點(diǎn)：①動量定理中涉及的力、速度均為矢量，選定正方向后，各矢量的方向用±號表示。②充分挖掘習(xí)題的功能?？勺寣W(xué)生計(jì)算忽略錘子重力時(shí)造成的誤差，一方面溫習(xí)誤差的知識，另一方面，為后面近似應(yīng)用動量守恒解決實(shí)際問題積累感性認(rèn)識。2.關(guān)于動量守恒定律（1）動量守恒定律是教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)課標(biāo)要求“通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)，理解動量守恒定律，能用其解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象”。動量守恒定律是運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律研究相互作用物體系統(tǒng)得到的必然結(jié)果。本節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以是通過理論推導(dǎo)（探究），也可以設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)探究的方式?？紤]教材中有驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，建議大家通過理論推導(dǎo)（探究）幫助學(xué)生建立動量守恒定律。（2）之前我們研究的對象都是一個(gè)物體，采用的是“隔離法”。物體的運(yùn)動特點(diǎn)及狀態(tài)變化與其受力相關(guān)，基于這一認(rèn)識，在研究動力學(xué)問題時(shí)只聚焦它的受力，而沒有必要考慮它對其它物體的反作用。動量守恒定律的研究方法則是“整體法”，需要建立系統(tǒng)的思想。這是動量守恒定律建立的教學(xué)難點(diǎn)，應(yīng)引起教師們的重視。（3）對動量守恒定律的理解與一維公式表達(dá)：ΔP＝０；P2＝P1；內(nèi)力的作用不改變系統(tǒng)的總動量。例1：第6節(jié)反沖現(xiàn)象火箭“練習(xí)與應(yīng)用”應(yīng)用注意事項(xiàng)：要明確研究對象是由哪些物體組成的力學(xué)系統(tǒng)，還要明確相互作用的過程，據(jù)此判斷是否具備守恒的條件。例2：教材29頁第7題，涉及多個(gè)對象、多個(gè)過程及臨界條件，在使用動量守恒定律時(shí)必須明確使用的作用系統(tǒng)及作用過程。創(chuàng)造性地使用教材。（一）樹立正確的教材觀（二）用大概念教學(xué)思想統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)樹立大概念教學(xué)思想，突出核心概念、規(guī)律，讓學(xué)生心中不只有樹木，還得有森林。新課程“重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)?！痹诮虒W(xué)上要落實(shí)這一要求，需要整體審視備課單元，理清該單元各節(jié)知識的邏輯結(jié)構(gòu)和地位作用，突出大概念、核心概念或物理思想方法，實(shí)施大概念統(tǒng)領(lǐng)的單元教學(xué)，關(guān)注物理觀念的形成與發(fā)展。1.明確單元任務(wù)主題，理清各節(jié)內(nèi)容的邏輯關(guān)系及地位作用。2.從整個(gè)單元的視角來備課每一節(jié)課，切忌就課論課。3.落實(shí)到每一節(jié)課，也要理清脈絡(luò)突出重點(diǎn)，充分挖掘素養(yǎng)育人價(jià)值。

案例4：機(jī)械運(yùn)動與物理模型“機(jī)械運(yùn)動與物理模型”這一主題，機(jī)械運(yùn)動即為大概念，教材從機(jī)械運(yùn)動的定義出發(fā)，就怎樣描述運(yùn)動、如何研究運(yùn)動展開學(xué)習(xí)活動。怎樣描述運(yùn)動？——建構(gòu)概念圖像如何研究運(yùn)動規(guī)律？——觀察實(shí)驗(yàn)推證解決實(shí)際問題——落體運(yùn)動案例5：曲線運(yùn)動與萬有引力1.學(xué)習(xí)“曲線運(yùn)動”的任務(wù)目標(biāo)是什么？學(xué)習(xí)方法，習(xí)得思想，解決問題，提升素養(yǎng)。學(xué)會用運(yùn)動合成與分解的方法分析復(fù)雜運(yùn)動，運(yùn)用矢量運(yùn)算的平行四邊形定則解決問題的方法；習(xí)得將復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想。能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動和圓周運(yùn)動問題。2.“平拋運(yùn)動”在曲線運(yùn)動主題下處于什么地位呢？平拋運(yùn)動可謂最簡單的曲線運(yùn)動，它的重要性在于，以它為例，展示了將復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想，運(yùn)用矢量運(yùn)算定則解決實(shí)際問題的過程方法，讓學(xué)生來體會和學(xué)習(xí)。把平拋運(yùn)動當(dāng)作知識來講，淡化了主題！案例6：動量1.關(guān)于動量概念的形成動量是本章的核心概念，動量概念的建立是后續(xù)推導(dǎo)動量定理和動量守恒定律的基礎(chǔ)。教材力圖通過創(chuàng)設(shè)情境和引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究，幫助學(xué)生建立動量概念。本節(jié)教材給我們展示了一種設(shè)計(jì)思路：創(chuàng)設(shè)情境提出問題開展探究形成觀點(diǎn)定義概念具體來看：創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，完全相同的兩個(gè)擺球A、B一動一靜，碰撞產(chǎn)生奇特現(xiàn)象，為什么這樣？現(xiàn)象引發(fā)的思考：碰撞好像“傳遞”了速度，“這意味著，碰撞前后，兩球速度和是不變的”，這是否有普遍性？——這是尋求碰撞中不變量的動因。進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)探究（演示實(shí)驗(yàn)，定性研究），——換大質(zhì)量的球C來碰B。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，“兩球碰撞前后的速度變化跟它們的質(zhì)量有關(guān)系”，猜想：它們的動能和不變？動量和不變？再實(shí)驗(yàn)，對兩輛軌道小車進(jìn)行碰撞進(jìn)行定量探究，結(jié)論：動量和基本不變?；趯?shí)驗(yàn)形成觀點(diǎn)：對于發(fā)生碰撞的兩個(gè)物體來說，它們的mv之和在碰撞前后可能是不變的?！斑@使我們意識到mv這個(gè)物理量具有特別的意義”，于是把它定義為物體的動量。這種設(shè)計(jì)思想，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識建構(gòu)，重視問題意識的培養(yǎng)，重視基于事實(shí)的分析和猜想，重視實(shí)驗(yàn)研究，充分體現(xiàn)了著力發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的新課程理念。細(xì)想一下，本節(jié)動量概念的形成過程，在設(shè)計(jì)上是否符合邏輯？在本節(jié)教材編寫中，借用了“追尋守恒量”的編寫思想。由于動量是矢量，為了得到所要的守恒結(jié)果，在“尋求碰撞中的不變量”進(jìn)一步探究，采用的實(shí)驗(yàn)都是特殊情形下的碰撞實(shí)驗(yàn)，得出“碰撞中質(zhì)量與速度的乘積之和基本不變”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不充分的。因此，要樹立課程意識，樹立正確的教材觀，發(fā)揮教師的主觀能動性，用好教材而不是講教材。啟示：①建構(gòu)知識體系很重要，提倡用大概念教學(xué)思想統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)。②力學(xué)的學(xué)習(xí)很重要，要重視高一新授課的教學(xué)！（三）新教材是高考命題的重要素材來源高考實(shí)例2020年山東卷四、積極創(chuàng)造條件開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)課標(biāo)要求：“充分利用實(shí)驗(yàn)器材，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)是增加學(xué)生物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)性的重要手段。學(xué)生實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐體驗(yàn)性最強(qiáng)的物理學(xué)習(xí)方式，它可以通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與動手操作、觀察現(xiàn)象與記錄數(shù)據(jù)、分析歸納得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，全方位地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)是其他任何方式都無法替代的物理學(xué)習(xí)方式，要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，最大限度的安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)是師生共同探究物理問題的學(xué)習(xí)方式，也是體驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)方式，教師要積極利用各種器材，積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式，盡可能多地開發(fā)出可視性強(qiáng)、證據(jù)性強(qiáng)、能引起學(xué)生濃厚興趣的演示實(shí)驗(yàn)。”（一）充分認(rèn)識實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性1.實(shí)驗(yàn)具有獨(dú)特的育人價(jià)值，高中物理課程重視實(shí)驗(yàn)，在新課標(biāo)中把21個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)作為獨(dú)立的課程內(nèi)容。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)格物究理的天性；（2）實(shí)驗(yàn)是學(xué)生形成概念和規(guī)律的重要教學(xué)方式；（3）實(shí)驗(yàn)在自然科學(xué)（物理）教學(xué)中，對“獨(dú)立人格、求真精神、理性思維、實(shí)證意識、合作能力、創(chuàng)新創(chuàng)造”等的養(yǎng)成具有重要作用。2.國家重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》（教基[2019]16號）強(qiáng)調(diào)“夯實(shí)基礎(chǔ)，開齊開足開好國家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)驗(yàn)，切實(shí)扭轉(zhuǎn)忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傾向”。3.實(shí)驗(yàn)題是高考的重要題型，也是命制其他題的重要素材。（二）基于核心素養(yǎng)發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生充分觀察和分析實(shí)驗(yàn)。課標(biāo)在實(shí)施建議中強(qiáng)調(diào)：“在高中物理課程中，應(yīng)注重科學(xué)探究、尤其應(yīng)注重物理實(shí)驗(yàn)，這在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)態(tài)度等方面具有重要地位。”“應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生制訂計(jì)劃的能力。……”“要避免讓學(xué)生