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【摘要】笔者从学生学科核心素养培养的角度出发，对科学思维培养与习题微课如何有机结合进行研究，结合自身的教学实践，提出了“重视学情分析，定位教学目标”“重视情景入题，构建物理模型”“重视母题价值，拓展内涵外延”等三个以科学思维为导向的高中物理习题微课教学设计策略。
【关键词】核心素养;科学思维;习题微课;教学设计;模型构建
习题微课因具有“短小精悍”且可重复、多场景灵活使用的特点，十分适合学生在课后根据需求选择性使用，可以有效解决学生“听看易懂做题难”的问题。然而，笔者发现与高中物理微课教学设计的相关研究少之又少。因此，笔者从学科核心素养培养的角度出发，对科学思维培养与习题微课如何有机结合进行研究，结合教学实践，总结了三个习题微课教学设计的策略。
一、重视学情分析，定位教学目标
学习者的分析是教学设计的重要环节。在进行教学设计时，首先得弄清楚对象是谁、为什么教、教什么、怎么教、教学对象怎么学等与教学有关的问题。其次，要研究教学内容，准确定位教学目标。先对整个单元总体把握，再到某节课的具体细化，依据“紧扣新课标要求，利于培养科学思维”“围绕教学重难点，满足学生学习需求”“联系物理与生活，能够激发学习兴趣”等三个选题要求挑选合适的习题，将习题与重难点知识和物理学科核心素养的培养关联起来，在学情分析和内容分析的基础上，准确定位教学目标。
二、重视情景入题，构建物理模型
1. 情景入题的作用
情景入题，可以让学生感受到“生活处处有物理，留心观察皆学问”，最直接的作用是利用实际情景增强体验感，从而激发学生的学习兴趣。而更深层次的作用则体现在对学科核心素养的培养上，2021年广东适应性考试、广州一模、广东一模等重要考试，试卷中都出现了大量以生活实践问题情境为载体的试题，这体现了高考对教学中落实核心素养培养的导向作用。
2.情景入题的方法
一是挑选与题目有关联的素材作为微课的引入。以具有视觉冲击效果的图片、蕴含物理现象的生活场景或新闻报道、经典动画、电影片段等与题目有关联的素材作为微课的引入，可以引起学生的学习兴趣。例如，制作主题《自由落体运动基本规律的应用》《火车转弯问题分析》《摩擦力的分类及特点》等习题微课，我分别采用了《加油向未来》节目组录制的科普节目（如图1）、央视报导的西班牙列车脱轨事故（如图2）、经典动画《猫和老鼠》片段（如图3）作为微课的引入。
二是挑选以生活生产情景作为背景材料的题目。在设计这类习题微课时，若能以可视化的视频素材引入，通过化静为动的方式，进一步增强学生的感受，更能激发学生的学习兴趣。如在设计《水平转盘上圆周运动的临界问题分析》微课时，我就用了酒店换桌布摆餐盘的短视频（如图4）作为引入;而设计《牛顿第二定律的应用：从受力情况确定运动情况》微课时，我则播放了2019年莫斯科机场迫降事件的短视频（如图5）作为引入。
三是构建物理模型，助力审题、破题、解题。主要包括：①审题过程建模型。在审题时，要重视并理解描述“对象”“状态”“过程”的物理量和关键词、关键句，适当做标记，并画受力图和过程示意图，使得背景中的物理模型更清晰、具体、直观。②破题过程寻思路。在教学中，我常要求学生做到“脑中有模型，心中有公式”，意指对一个具体问题，如果能够想清楚其物理现象和过程，并能与相应的物理概念、规律一一对应，则能够找出对应的解题思路。③解题过程找条件。破题找出可能的解题思路之后，就可以引导学生从问题出发，采用逆向思维，结合物理规律，寻找题目是否给出解题所需的条件，或通过分析计算能否得到解题所需的条件，排除不适合的思路，直至最后列式解答并对结果进行分析讨论。
三、重视母题价值，拓展内涵外延
笔者在设计《牛顿第二定律的应用：从受力情况确定运动情况》微课时，充分研究人教版（2019）普通高中物理必修第一册中的例题、“练习与应用”及单元“复习与提高”的题目，并依据前文所提的三个习题微课选题要求，最后选定了第四章第5节《牛顿运动定律的应用》练习与应用第2题进行制作。原题如下。
民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面（图4.5-7）。若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为6.4 m，一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240 N，那么，人滑至气囊底端时的速度是多少？g取10 m/s2。
上述题目以斜面模型和匀变速直线运动模型来考察牛顿第二定律的应用，符合“情景常见，问题典型”的要求，所涉及的解题思路和方法比较明确，对于刚学完牛顿第二定律的学生来说，是难度适中的题目，通过受力分析和运动分析，能够解出最终答案。在设计习题微课时，应该重视挖掘题目的价值。该题的真正价值有三点：①促进科学思维的形成，将实际问题中的对象和过程转换为物理模型（质点沿斜面匀加速下滑），并能通过受力确定运动情况;②解题思路的形成和规范答题的呈现;③内涵和外延丰富，具备成为“母题”的条件。在发挥母题价值的基础上，要对题目的内涵和外延进行有效的拓展，目的是让学生通过体会“一题多变，多题归一”进一步发展其科学思维。
如上题，在讲评结束后，我又追问了两个问题：①人下滑过程需要多长时间？（这个问题设置，解题思路与原题一致，但“求时间”比“求速度”具有更现实的意义，让学生明白在意外事故逃生中要争分夺秒）;②假设题目未给出“所受的阻力是240 N”，而是给出人和滑梯的动摩擦因素μ，该怎么解题？（这个问题设置，具有更普遍的应用情景，比原有题目在难度上有所增加，考察了摩擦力的计算及正交分解法，有助于学生巩固前面学过的受力分析知识）。最后通过布置作业的方式，留了一个问题：请通过对比本题以及课本3.5节例题1、课本3.5节练习与应用第4题以及课本4.5节例题2（这三个题目与所讲习题关联度高，模型相似），复习以下重难点知识：①摩擦力;②力的合成与分解;③受力分析的基本方法;④正交分解法;⑤牛顿第二定律。通过增加问题及布置作业等方式，有效提升了原题的价值，更加有利于培养学生的思维。
微课的开发与应用，符合普通高中课程标准“引导学生自主学习，提倡教学方式的多样化”的基本理念，符合课标中实施物理课程“积极探索信息技术与物理教学的深度融合”的建议。作为一线教师，我们应当积极学习新的教学理念和方法，希望本文所提到的以科学思维为导向的高中物理习题微课教学设计的策略对教师们的教学与研究有所帮助。
参考文献：
[1]焦建利.微课与翻转课堂中的学习活動设计[J] .中国教育信息化，2014（24）：4-6.
[2]焦建利.课好，微课才可能好[J] .中国信息技术教育，2015（23）：22-23.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[S] .人民教育出版社，2017.
【关键词】核心素养;科学思维;习题微课;教学设计;模型构建
习题微课因具有“短小精悍”且可重复、多场景灵活使用的特点，十分适合学生在课后根据需求选择性使用，可以有效解决学生“听看易懂做题难”的问题。然而，笔者发现与高中物理微课教学设计的相关研究少之又少。因此，笔者从学科核心素养培养的角度出发，对科学思维培养与习题微课如何有机结合进行研究，结合教学实践，总结了三个习题微课教学设计的策略。
一、重视学情分析，定位教学目标
学习者的分析是教学设计的重要环节。在进行教学设计时，首先得弄清楚对象是谁、为什么教、教什么、怎么教、教学对象怎么学等与教学有关的问题。其次，要研究教学内容，准确定位教学目标。先对整个单元总体把握，再到某节课的具体细化，依据“紧扣新课标要求，利于培养科学思维”“围绕教学重难点，满足学生学习需求”“联系物理与生活，能够激发学习兴趣”等三个选题要求挑选合适的习题，将习题与重难点知识和物理学科核心素养的培养关联起来，在学情分析和内容分析的基础上，准确定位教学目标。
二、重视情景入题，构建物理模型
1. 情景入题的作用
情景入题，可以让学生感受到“生活处处有物理，留心观察皆学问”，最直接的作用是利用实际情景增强体验感，从而激发学生的学习兴趣。而更深层次的作用则体现在对学科核心素养的培养上，2021年广东适应性考试、广州一模、广东一模等重要考试，试卷中都出现了大量以生活实践问题情境为载体的试题，这体现了高考对教学中落实核心素养培养的导向作用。
2.情景入题的方法
一是挑选与题目有关联的素材作为微课的引入。以具有视觉冲击效果的图片、蕴含物理现象的生活场景或新闻报道、经典动画、电影片段等与题目有关联的素材作为微课的引入，可以引起学生的学习兴趣。例如，制作主题《自由落体运动基本规律的应用》《火车转弯问题分析》《摩擦力的分类及特点》等习题微课，我分别采用了《加油向未来》节目组录制的科普节目（如图1）、央视报导的西班牙列车脱轨事故（如图2）、经典动画《猫和老鼠》片段（如图3）作为微课的引入。
二是挑选以生活生产情景作为背景材料的题目。在设计这类习题微课时，若能以可视化的视频素材引入，通过化静为动的方式，进一步增强学生的感受，更能激发学生的学习兴趣。如在设计《水平转盘上圆周运动的临界问题分析》微课时，我就用了酒店换桌布摆餐盘的短视频（如图4）作为引入;而设计《牛顿第二定律的应用：从受力情况确定运动情况》微课时，我则播放了2019年莫斯科机场迫降事件的短视频（如图5）作为引入。
三是构建物理模型，助力审题、破题、解题。主要包括：①审题过程建模型。在审题时，要重视并理解描述“对象”“状态”“过程”的物理量和关键词、关键句，适当做标记，并画受力图和过程示意图，使得背景中的物理模型更清晰、具体、直观。②破题过程寻思路。在教学中，我常要求学生做到“脑中有模型，心中有公式”，意指对一个具体问题，如果能够想清楚其物理现象和过程，并能与相应的物理概念、规律一一对应，则能够找出对应的解题思路。③解题过程找条件。破题找出可能的解题思路之后，就可以引导学生从问题出发，采用逆向思维，结合物理规律，寻找题目是否给出解题所需的条件，或通过分析计算能否得到解题所需的条件，排除不适合的思路，直至最后列式解答并对结果进行分析讨论。
三、重视母题价值，拓展内涵外延
笔者在设计《牛顿第二定律的应用：从受力情况确定运动情况》微课时，充分研究人教版（2019）普通高中物理必修第一册中的例题、“练习与应用”及单元“复习与提高”的题目，并依据前文所提的三个习题微课选题要求，最后选定了第四章第5节《牛顿运动定律的应用》练习与应用第2题进行制作。原题如下。
民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面（图4.5-7）。若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为6.4 m，一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240 N，那么，人滑至气囊底端时的速度是多少？g取10 m/s2。
上述题目以斜面模型和匀变速直线运动模型来考察牛顿第二定律的应用，符合“情景常见，问题典型”的要求，所涉及的解题思路和方法比较明确，对于刚学完牛顿第二定律的学生来说，是难度适中的题目，通过受力分析和运动分析，能够解出最终答案。在设计习题微课时，应该重视挖掘题目的价值。该题的真正价值有三点：①促进科学思维的形成，将实际问题中的对象和过程转换为物理模型（质点沿斜面匀加速下滑），并能通过受力确定运动情况;②解题思路的形成和规范答题的呈现;③内涵和外延丰富，具备成为“母题”的条件。在发挥母题价值的基础上，要对题目的内涵和外延进行有效的拓展，目的是让学生通过体会“一题多变，多题归一”进一步发展其科学思维。
如上题，在讲评结束后，我又追问了两个问题：①人下滑过程需要多长时间？（这个问题设置，解题思路与原题一致，但“求时间”比“求速度”具有更现实的意义，让学生明白在意外事故逃生中要争分夺秒）;②假设题目未给出“所受的阻力是240 N”，而是给出人和滑梯的动摩擦因素μ，该怎么解题？（这个问题设置，具有更普遍的应用情景，比原有题目在难度上有所增加，考察了摩擦力的计算及正交分解法，有助于学生巩固前面学过的受力分析知识）。最后通过布置作业的方式，留了一个问题：请通过对比本题以及课本3.5节例题1、课本3.5节练习与应用第4题以及课本4.5节例题2（这三个题目与所讲习题关联度高，模型相似），复习以下重难点知识：①摩擦力;②力的合成与分解;③受力分析的基本方法;④正交分解法;⑤牛顿第二定律。通过增加问题及布置作业等方式，有效提升了原题的价值，更加有利于培养学生的思维。
微课的开发与应用，符合普通高中课程标准“引导学生自主学习，提倡教学方式的多样化”的基本理念，符合课标中实施物理课程“积极探索信息技术与物理教学的深度融合”的建议。作为一线教师，我们应当积极学习新的教学理念和方法，希望本文所提到的以科学思维为导向的高中物理习题微课教学设计的策略对教师们的教学与研究有所帮助。
参考文献：
[1]焦建利.微课与翻转课堂中的学习活動设计[J] .中国教育信息化，2014（24）：4-6.
[2]焦建利.课好，微课才可能好[J] .中国信息技术教育，2015（23）：22-23.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准[S] .人民教育出版社，2017.