基于核心素養(yǎng)的物理教學設(shè)計及反思

1、基于核心素養(yǎng)的物理教學設(shè)計及教學反思-以生活中的圓周運動為例所謂物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學生通過物理學習內(nèi)化的帶有物理學科特性的品質(zhì)通俗地理解，物理核心素養(yǎng)就是德國物理學家、諾貝爾獎獲得者勞厄說過的那句話：教育給予人們的無非是當一切已學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”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”等4個方面的要素構(gòu)成。基于核心素養(yǎng)的課堂教學設(shè)計從強化知識與情境關(guān)聯(lián)的角度來構(gòu)建物理觀念。即是從物理學視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動、能量和相互作用的基本認識，是物理概念和規(guī)律在

2、頭腦中的提煉和升華，是運用物理知識和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的能力。本節(jié)通過強化知識與情境的關(guān)聯(lián)，提高學生把知識與情境進行聯(lián)系的自覺性，增強實踐意識。下面以生活中的圓周運動“火車轉(zhuǎn)彎”的教學片段為例進行說明教學片段：火車轉(zhuǎn)彎教師活動1：分發(fā)火車車輪與軌道的模具，同時利用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？根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，要使火車在水平面里轉(zhuǎn)彎，則圓周運動的平面是哪個？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生活動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)特點有助于固定火車運動的軌道；火車是在水平面里做圓周

3、運動，所受的向心力是由外側(cè)軌道對火車的側(cè)向彈力提供教師活動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？學生活動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3：然而我國動車的時速已經(jīng)達到300kmh，遠遠超過了剛才計算所得的最高時速，那應(yīng)該怎么解決這個問題呢？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。學生活動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4：方案一和二需要改

4、變軌道的屬性和地理位置，這在實際情境中是有困難的、所以采用墊高外軌的法，確實可以很好地解決這個問題，那么火車在傾斜的鐵軌上轉(zhuǎn)彎時，受到哪些力的作用呢？圓心在哪里？如何做出受力分析圖？學生活動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)外軌道高度差對應(yīng)傾角的基礎(chǔ)上，表達出火車轉(zhuǎn)彎時規(guī)定的安全速度（此時，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）學生活動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發(fā)生怎樣的情況？學生活動6：當時，輪緣受到外軌向內(nèi)的彈力；當時，輪緣受到內(nèi)軌向外的彈力。教學拓展：（1）因為我們的目的是希望通過情境與知識的關(guān)聯(lián)來構(gòu)建物理觀念，所以就要讓學生對實際的情境有清斷的認識，但事實上很多同學沒有坐過火車，或者沒有仔細觀察過火車車輪與鐵軌的結(jié)構(gòu)，因此準備了火車車輪與軌道的模具，幫助學生理解情景；（2）在對車廂進行受力分析時，很多教師僅僅分析了重、支持力和鐵軌對火車的彈力，這只是在預(yù)設(shè)結(jié)果的前提下進行的分析，對于學生而言他們還關(guān)心車廂與車廂之間的引力、車輪與鐵軌之間的摩擦力。所以從實際情境和知識關(guān)聯(lián)的角度，教師并不應(yīng)該避開這些問題，而是要

6、對學生進行引導，哪些力對問題題的解決有貢獻；（3）正確理解合外力與向心力之間的關(guān)系時，我們可以讓學生聯(lián)系生活中的供需關(guān)系，在明確火車做圓周運動時受力情況的基礎(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、離心運動的理解提供了思維上的準備；（4）在外軌比內(nèi)軌高的情泥下，學生對于火車轉(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，讓一個小球在漏斗里轉(zhuǎn)動（圖3），觀察小球的運動，發(fā)現(xiàn)小球的運動平面在水平面上。 基于核心素養(yǎng)的教學反思：“生活中的圓周運動”顧名思義就是要與生活融通，所以在教學設(shè)計

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