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【摘要】 以落实学生核心素养培育的课堂教学改革正在探索中。本文从一道考题出发,谈谈要对学生核心素养培育的课堂教学改革的原因及做法,以期培养学生的能力,提高教学效率。
【关键词】 核心素养 课堂教学 考题
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-041-02
物理学科核心素养的要素:物理观念(物质观、运动和相互作用观、能量观)、科学思维(模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新)、科学探究(问题、证据、解释、交流)、科学态度与责任(科学本质、科学态度、社会责任)。在实际教学中,为什么要对学生进行核心素养的培育、又怎样进行培育呢?这是困扰一线教师的实际问题。下面,我们一起看这道考题:(2017年张家界市高一期末联考物理A卷试题)
研究发现,低头玩手机时,可让颈椎承受多达约270N的压力。经常低头玩手机会引起如背痛、胃痛等疾病。当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部受到的重力;低头玩手机时,颈椎受到的压力会随之变化。现将人体头颈部简化如图1的模型:
重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A. 2.0倍 B. 2.8倍 C. 3.3倍 D.4.2倍
经过几届高一学生期末教学检测发现:此题难度大,学生得分率低。通过对学生的调查得出错误的原因:⑴主要是学生读不懂题目,不理解模型;⑵次要是学生计算能力差;
一、缺失核心素养培育的传统课堂教学对学生能力培养的不足
在传统试卷讲评课中,老师会直接引导学生阅读“现将人体头颈部简化为如图1的模型:重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止”文字,强调关键词:头部、輕杆、拉力、静止等,指出图1模型可以抽象成如图2所示的绳杆模型。
根据题干文字描述以头部为对象画出受力图,再应用力的平衡,采用正交分解法或矢量三角形法解出结论,得出答案。接着老师就简单的小结,完成考题讲评,老师上课的效率很高。实际结果是:少数学生似懂非懂,绝大多数学生一脸茫然。授之以鱼,而不是授之以渔。
显然,老师讲课前缺乏认真的思考,忽略了学生题目读不懂、模型不理解的主要原因,而把讲课重点落在计算方法的运用上。老师也没有统计对比分析几届高一学生对此题为何呈现出相似的结果。
从核心素养的角度研究这道考题,就很容易理解传统课堂对学生能力培养的不足,也惊诧于这道考题对学生应具备的核心素养的考查。
二、考题提醒老师进行核心素养培育的课堂教学探索
1.对学生科学探究素养的培育
教师有义务带领学生将具有难度的物理问题变得简单化。对于这道习题,我把“老师讲评方式”改变为“学生探究方式”。其教学流程是:
⑴多媒体投影原题并把“现将人体头颈部简化为如图1的模型:重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止”的这段文字凸显,请学生前后左右同桌之间思考讨论下列问题:①题中的研究对象是什么;②沿PQ方向肌肉拉力可以看成什么物体的拉力;③颈椎OP为何能看成轻杆呢;④画出对象的受力图。
⑵学生讨论后小组代表主动回答:以头部为研究对象,把头部看成一个小圆球,沿PQ方向的肌肉拉力可看成绳子的拉力,为了问题简化把颈椎看成直杆、轻杆。
⑶展示学生的受力图:
学生问:OP轻杆的弹力不一定沿着杆啊?
学生补充回答:因杆可以绕O点转动,杆是活杆。活杆平衡时,弹力一定沿着杆方向。
通过小组讨论、解释、交流,全班同学终于理解了题中的简化模型。
2、对学生模型建构素养的培育
从上可以看出,命题者就是要考查学生的模型建构能力,但为了使原题对学生的思维难度不致太大,并引导学生思考,故加上了上面投影的“这段文字凸显及图1中的实线与虚线”内容,实践表明:此题难度还是比较大。只有通过学生科学探究后,才能把原题中模型进一步抽象为学生熟知的绳与活干模型,至此,就突破了此题的能力考查难点。
3.对学生的科学推理、科学论证的培育
学生在绳与活干模型基础上,就很容易画出正确的受力图3.
学生解题方法归纳起来有二种:⑴利用正交分解法求解⑵利用矢量三角形法求解
学生解法一:利用正交分解法求解
建立水平轴x轴和竖直轴y轴,如图4所示。
列出平衡方程
由①②联立解得:F1≈3.36G
学生解法二:利用矢量三角形法求解。
画出矢量三角形如图5示。
由正弦定理得出方程
启发学生讨论思考二种解法的优缺点,最后师生共同小结:利用正交分解法解题,学生最容易想到、解题的数学知识运用的难度小,但解题步骤相对较多、费时;利用矢量三角形法解题过程简洁、省时,但学生要熟练地掌握画出矢量三角形的受力图的方法,同时对学生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高。这两种解法都是非常严谨的把此题的答案求解出来。
继续启发学生思考:此题是一道选择题,上面两种方法是把此题当做计算题求解了。难道这是考题命题者所希望的解答方法吗? 4.对学生质疑创新素养的培育
在实际的物理教学过程中,既培养了学生的独立思考能力,同時又带领学生进行深层次的研究。此时及时抛出思维问题:同学们在矢量三角形上的受力图上,不用计算能直接得出此题的结果吗?同学们讨论几分钟后,大多数同学说不计算不能得出结果;少数同学说不计算能得出结果;最后有一位同学小声说:我用尺子测出来的,不知对不对?
下面沿着这位同学的思路,师生一起研究得到解法三。
解法三:
⑴作出物体受力图如图6示。
⑵用尺子量出重力G的边长为Lcm,则量出弹力F1的边长为(3.1~3.5)Lcm.
⑶得出结论F1≌3.4G.
启发学生,这样解可靠吗?是巧合还是规律呢?师生讨论后达成共识——作图法解题。此时,画龙点睛,亮出命题者此题解法考查意图“利用作图法求解”。
通过解法三的讨论探究过程,有效的培养了学生的质疑创新素养,虽然,这堂课为了这一道题费了较多的教学时间,但对学生的培养作用非常大,以至于学生在高二、高三年级时都能积极主动的思考,经常尝试一题多解,形成全面、缜密的思考方式。
三、考题启示老师做落实核心素养培育的课堂教学有心人
1.老师对常规教学的反思
常规课堂的主要特点:为了追求课堂的容量,借助多媒体技术对问题的呈现,把学生思考的时间压缩到最小的限度,用课堂的大容量逼迫学生思考,要求学生主动的记忆老师传授的知识和技巧,这应该是现实中的老师们追求的片面的高效课堂;为了补充课堂内学生的运用知识的不足,老师们课后不断要求学生进行刷题训练,掌握知识,以夺取阶段性考试的高分。反过来又利用部分刷题学生的阶段性的考试成绩来证明这种教学方法的高效性。这种教法的痛点:对许多学生起到了揠苗助长的作用,缺失对学生质疑创新的科学思维的培养,不利于创造性人才的成长。
2.老师要深刻理解核心素养的要素,善于选用素材,落实核心素养培育
老师要从物理学科核心素养的要素出发:⑴从教材、影视、报道等寻找有利于学生正确认识物质存在的概念、定义;有利于学生正确理解运动与相互作用的规律;有利于学生用能量观点解决问题的素材培育物理观念。⑵从教材、习题中寻找有利于学生从具体问题中抽象、建立模型,进行科学推理、论证、质疑创新的素材培育学生的科学思维。⑶从教材上的“说一说、思考与讨论、科学漫步”及生活中物理有利于学生进行小组探究的素材可以培育学生的科学探究素养。⑷有利于学生证实、证伪及与社会相联系的物理素材可以培育学生的科学态度与责任素养。
总之,物理核心素养的培育是需要一个过程的,需要老师有一双慧眼,不断挖掘素材,进行课堂教学改革,落实核心素养培育,帮助学生树立正确的学习观念,培养学生的创新能力,努力提高教学效率。
[ 参 考 文 献 ]
[1]李庆国.基于“物理核心素养”的对高中物理教学的再认识[J].湖南中学物理,2018,33(02):5-8.
[2]陈天富.基于“学科核心素养”的高中物理教学研究[J].中学课程辅导(教师教育),2018(01):36.
【关键词】 核心素养 课堂教学 考题
【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-041-02
物理学科核心素养的要素:物理观念(物质观、运动和相互作用观、能量观)、科学思维(模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新)、科学探究(问题、证据、解释、交流)、科学态度与责任(科学本质、科学态度、社会责任)。在实际教学中,为什么要对学生进行核心素养的培育、又怎样进行培育呢?这是困扰一线教师的实际问题。下面,我们一起看这道考题:(2017年张家界市高一期末联考物理A卷试题)
研究发现,低头玩手机时,可让颈椎承受多达约270N的压力。经常低头玩手机会引起如背痛、胃痛等疾病。当人体直立时,颈椎所承受的压力等于头部受到的重力;低头玩手机时,颈椎受到的压力会随之变化。现将人体头颈部简化如图1的模型:
重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时,颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A. 2.0倍 B. 2.8倍 C. 3.3倍 D.4.2倍
经过几届高一学生期末教学检测发现:此题难度大,学生得分率低。通过对学生的调查得出错误的原因:⑴主要是学生读不懂题目,不理解模型;⑵次要是学生计算能力差;
一、缺失核心素养培育的传统课堂教学对学生能力培养的不足
在传统试卷讲评课中,老师会直接引导学生阅读“现将人体头颈部简化为如图1的模型:重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止”文字,强调关键词:头部、輕杆、拉力、静止等,指出图1模型可以抽象成如图2所示的绳杆模型。
根据题干文字描述以头部为对象画出受力图,再应用力的平衡,采用正交分解法或矢量三角形法解出结论,得出答案。接着老师就简单的小结,完成考题讲评,老师上课的效率很高。实际结果是:少数学生似懂非懂,绝大多数学生一脸茫然。授之以鱼,而不是授之以渔。
显然,老师讲课前缺乏认真的思考,忽略了学生题目读不懂、模型不理解的主要原因,而把讲课重点落在计算方法的运用上。老师也没有统计对比分析几届高一学生对此题为何呈现出相似的结果。
从核心素养的角度研究这道考题,就很容易理解传统课堂对学生能力培养的不足,也惊诧于这道考题对学生应具备的核心素养的考查。
二、考题提醒老师进行核心素养培育的课堂教学探索
1.对学生科学探究素养的培育
教师有义务带领学生将具有难度的物理问题变得简单化。对于这道习题,我把“老师讲评方式”改变为“学生探究方式”。其教学流程是:
⑴多媒体投影原题并把“现将人体头颈部简化为如图1的模型:重心在P点的头部,在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止”的这段文字凸显,请学生前后左右同桌之间思考讨论下列问题:①题中的研究对象是什么;②沿PQ方向肌肉拉力可以看成什么物体的拉力;③颈椎OP为何能看成轻杆呢;④画出对象的受力图。
⑵学生讨论后小组代表主动回答:以头部为研究对象,把头部看成一个小圆球,沿PQ方向的肌肉拉力可看成绳子的拉力,为了问题简化把颈椎看成直杆、轻杆。
⑶展示学生的受力图:
学生问:OP轻杆的弹力不一定沿着杆啊?
学生补充回答:因杆可以绕O点转动,杆是活杆。活杆平衡时,弹力一定沿着杆方向。
通过小组讨论、解释、交流,全班同学终于理解了题中的简化模型。
2、对学生模型建构素养的培育
从上可以看出,命题者就是要考查学生的模型建构能力,但为了使原题对学生的思维难度不致太大,并引导学生思考,故加上了上面投影的“这段文字凸显及图1中的实线与虚线”内容,实践表明:此题难度还是比较大。只有通过学生科学探究后,才能把原题中模型进一步抽象为学生熟知的绳与活干模型,至此,就突破了此题的能力考查难点。
3.对学生的科学推理、科学论证的培育
学生在绳与活干模型基础上,就很容易画出正确的受力图3.
学生解题方法归纳起来有二种:⑴利用正交分解法求解⑵利用矢量三角形法求解
学生解法一:利用正交分解法求解
建立水平轴x轴和竖直轴y轴,如图4所示。
列出平衡方程
由①②联立解得:F1≈3.36G
学生解法二:利用矢量三角形法求解。
画出矢量三角形如图5示。
由正弦定理得出方程
启发学生讨论思考二种解法的优缺点,最后师生共同小结:利用正交分解法解题,学生最容易想到、解题的数学知识运用的难度小,但解题步骤相对较多、费时;利用矢量三角形法解题过程简洁、省时,但学生要熟练地掌握画出矢量三角形的受力图的方法,同时对学生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高。这两种解法都是非常严谨的把此题的答案求解出来。
继续启发学生思考:此题是一道选择题,上面两种方法是把此题当做计算题求解了。难道这是考题命题者所希望的解答方法吗? 4.对学生质疑创新素养的培育
在实际的物理教学过程中,既培养了学生的独立思考能力,同時又带领学生进行深层次的研究。此时及时抛出思维问题:同学们在矢量三角形上的受力图上,不用计算能直接得出此题的结果吗?同学们讨论几分钟后,大多数同学说不计算不能得出结果;少数同学说不计算能得出结果;最后有一位同学小声说:我用尺子测出来的,不知对不对?
下面沿着这位同学的思路,师生一起研究得到解法三。
解法三:
⑴作出物体受力图如图6示。
⑵用尺子量出重力G的边长为Lcm,则量出弹力F1的边长为(3.1~3.5)Lcm.
⑶得出结论F1≌3.4G.
启发学生,这样解可靠吗?是巧合还是规律呢?师生讨论后达成共识——作图法解题。此时,画龙点睛,亮出命题者此题解法考查意图“利用作图法求解”。
通过解法三的讨论探究过程,有效的培养了学生的质疑创新素养,虽然,这堂课为了这一道题费了较多的教学时间,但对学生的培养作用非常大,以至于学生在高二、高三年级时都能积极主动的思考,经常尝试一题多解,形成全面、缜密的思考方式。
三、考题启示老师做落实核心素养培育的课堂教学有心人
1.老师对常规教学的反思
常规课堂的主要特点:为了追求课堂的容量,借助多媒体技术对问题的呈现,把学生思考的时间压缩到最小的限度,用课堂的大容量逼迫学生思考,要求学生主动的记忆老师传授的知识和技巧,这应该是现实中的老师们追求的片面的高效课堂;为了补充课堂内学生的运用知识的不足,老师们课后不断要求学生进行刷题训练,掌握知识,以夺取阶段性考试的高分。反过来又利用部分刷题学生的阶段性的考试成绩来证明这种教学方法的高效性。这种教法的痛点:对许多学生起到了揠苗助长的作用,缺失对学生质疑创新的科学思维的培养,不利于创造性人才的成长。
2.老师要深刻理解核心素养的要素,善于选用素材,落实核心素养培育
老师要从物理学科核心素养的要素出发:⑴从教材、影视、报道等寻找有利于学生正确认识物质存在的概念、定义;有利于学生正确理解运动与相互作用的规律;有利于学生用能量观点解决问题的素材培育物理观念。⑵从教材、习题中寻找有利于学生从具体问题中抽象、建立模型,进行科学推理、论证、质疑创新的素材培育学生的科学思维。⑶从教材上的“说一说、思考与讨论、科学漫步”及生活中物理有利于学生进行小组探究的素材可以培育学生的科学探究素养。⑷有利于学生证实、证伪及与社会相联系的物理素材可以培育学生的科学态度与责任素养。
总之,物理核心素养的培育是需要一个过程的,需要老师有一双慧眼,不断挖掘素材,进行课堂教学改革,落实核心素养培育,帮助学生树立正确的学习观念,培养学生的创新能力,努力提高教学效率。
[ 参 考 文 献 ]
[1]李庆国.基于“物理核心素养”的对高中物理教学的再认识[J].湖南中学物理,2018,33(02):5-8.
[2]陈天富.基于“学科核心素养”的高中物理教学研究[J].中学课程辅导(教师教育),2018(01):36.