“万有引力定律”教学中核心素养的培育探研

殷国英

摘 要：文章以“万有引力定律”为例，浅析在教学中渗透物理学科核心素养构建创新型课堂的策略，指出教师应在课前进行目标引领，课中搭建展示交流平台，创设问题情境，利用问题引领启迪学生思维，在学生亲历学习过程的体验中完成物理核心素养的培育，为学生的终身发展奠定基础。

关键词：物理教学;核心素养;万有引力定律;创新型课堂

中图分类号：G421;G633.7 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2021）27-0072-02

《普通高中物理课程标准（2017年版）》明确指出：高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人根本任务，进一步提升学生的物理核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承与社会的发展。在新的时代背景下，把学科核心素养的培育落实到教学中，是教师的首要任务。黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校在物理教学中基于核心素养培养设计了“三步领学”教学模式，取得了很好的教学效果。“万有引力定律”是高中物理中非常重要的章节，对“圆周运动规律的运用”和“天體的运动”的学习起到承上启下的重要作用，学生在学习中常常遇到很多困难。本文结合物理学科核心素养的四个方面，对“万有引力定律”的教学进行设计，使学生亲历学习过程、体会前人的科学思维探究过程，学习他们的科学态度与责任担当，实现知识内化和能力提升。

一、依据学生实际情况，确立学生学习目标，以物理学科核心素养培育引领学生课前自主学习

建构主义学习理论认为，学生是知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。“三步领学”教学模式的第一个要素就是要引领学生自主学习，关键是“目标引领”。目标1：学生阅读教材，知道太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是运用什么规律、采用什么样的研究方法得到的。（将新旧知识进行衔接与整合，形成物理观念）目标2：学生分析教材，得出为什么要提出月地检验，月地检验需要利用哪些数据，根据什么规律，计算得到什么结果。（使学生用科学思维进行分析探究，得出结论）目标3：学生计算3道小题。两个人之间、两个天体之间、两个微观粒子之间的万有引力（教师给出相关数据）明确通过计算能得出什么样的结论。（从生活、天体、微观感悟总结万有引力定律的内容，适用条件水到渠成）目标4：学生上网查询牛顿的生平、引力常量测量装置、方法和意义。学生利用网络搜索，筛选自己感兴趣的内容，拓展知识面，主动了解相关科学家及定律发展过程，体会科学的探究过程及后续的发展对人类进步的影响。（对科学家的执着精神、顽强毅力和科学态度与责任感到由衷的钦佩，形成正确的价值观）这种方式，可以使学生明确课堂学习目标，并在达成目标的过程中循序渐进地培养物理核心素养，形成自主探究的良好学习习惯。

二、搭建展示交流平台，学会合作质疑创新，培养学生的自学能力

中国学生发展核心素养以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养。学会学习主要是学生在学习意识形成、学习方式方法选择等方面的综合表现，包括乐学善学、勤于反思、信息意识等基本要点。“三步领学”教学模式的第二个要素就是要引领学生合作质疑。教师在课堂上应为学生搭建展示交流的平台，让学生展示自己的思维过程，大家互相评价、相互质疑、互相补充，共同完善归纳、得出结论。教师安排学生以小组为单位展示课前自主学习目标完成情况，让学生互评。有的小组在汇报“月地检验需要利用哪些数据”时提出两种方法进行运算，引起了其他同学的质疑并进行了讨论;有的小组制作了PPT，进行了分工配合展示;上网查询展示的小组令同学和老师眼前一亮，兴趣浓浓。教师对学生的学习效果进行充分肯定并点评，给学生自信，让学生体会学习的快乐。然后，教师抓住课堂上生成的关键问题组织讨论，学生自由发言，提出疑点。最后，教师在关键点引领，让学生归纳得出结论，共同总结提升，使学生真正学会学习、学会合作、学会担当。这样通过小组合作进行教学，不仅可以培养学生的质疑和创新精神，而且可以使学生在交流中发现其他同学的优点和缺点，从而改善自己的学习方法，提高自学能力。

三、创设问题情境，设计有层次的问题，激发学生探究热情，启迪学生思维

科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素，只要体现其中的一种或者几种，就表明具有探究的精神或者方法。任何有意义的学习一定发生在学生思维充分活跃的情境下，学生在主动的思考下经常运用科学的思维方法与方式，久而久之就会培养出聪慧、科学的头脑。“三步领学”教学模式的第三个要素就是要引领学生科学探究。要培育这一素养，教师就要从创设问题情境入手，让学生在具象中提出问题，然后进一步思考与探究，激发学生探究问题的热情，逐步提高学生的探究能力。在展示交流学习环节结束后，教师可引领学生对教学内容进行延伸，探讨重力和万有引力的关系。问题1：大家都知道地球围绕太阳公转的同时一直在自转，请问同学们随地球自转需要的向心力是由哪个力提供的？不同纬度需要的向心力是否相同？变化规律如何？学生要想找到问题的答案就会思考新问题：重力产生的原因和万有引力有什么关系？问题2：你能否得出两极上、赤道上万有引力、向心力、重力三者间的定量关系？问题2要在理解问题1的基础上进行定量分析，得出结论：两极上，向心力为零，重力G=，最大值。赤道上：向心力最大，重力G =-mω2R。问题3从理论走向实践，用于解决实际问题：在南极，用天平称物体甲示数为A.用弹簧测力计称示数为B，在赤道上用天平称物体乙示数为C，用弹簧测力计称示数为D，问A、B、C、D之间有什么关系？分析：砝码和物体在同地，g相等，A=C，赤道需要的向心力最大，两极向心力为零，根据万有引力、向心力、重力三者定量关系可得B>D。选择贴近学生知识水平、生活实际的情境设计不同层次的问题引领学生深入思考，寻根问源，能把万有引力定律与学生的生活实际相连，使学生明白科学来源于生活又服务于生活，感受到物理学科的魅力。