读懂教材意图设计问题发展学科核心素养 论文

读懂教材编写意图，利用真情境设计问题驱动促进学科核心素养发展-----以圆周运动为例关键词：大单元设计思路是围绕发展学生物理观念为目标，以大概念和核心概念为统领，教学评价为引导在先促进教学进程。学科核心素养发展又影响着学生物理观念的形成，因此积极落实发展学生学科核心素养是物理教学的重要任务。学科核心素养教学有效方式是通过真实情境调动，通过设置大问题驱动，通过教学互动促进。本文，通过教材分析，因地制宜设置情境问题有效促进学科核心素养发展的课堂教学，促进学生深度学习，形成物理观念。一．本章最终形成的物理观念：运动与相互作用观。1.本章地位：是学生所学运动与相互作用观进一步拓展和延伸。2.整个物理教材中力与运动教学主线：由简单到复杂思路。必修一中已学过直线运动与相互作用，必修二开始研究曲线运动力与作用，先以所受外力恒力的匀变速曲线运动，例如平抛运动，进而过渡到外力为变力非匀变速曲线运动。二．支撑运动与相互作用观的大概念：牛顿运动定律，核心是牛二定律。1.无论是直线运动中力与运动还是曲线运动中力与运动，牛顿运动定律均是分析力与运动的基本定律。 2.学习过程中要发挥大概念的统领作用，围绕大概念整合概念和教学。本章围 绕大概念从两条主线设计教学：

①从运动出发，认识运动物理量，利用加速度定义，结合矢量相减法则及数学知识推导向心加速度；

②从受力出发，通过探究影响向心力因素，结合牛顿第二定律推导向心加速度；

三．本章核心概念：向心力，向心加速度

1.与大概念关系：核心概念中向心力，向心加速度均属于牛顿第二定律中合外 力与加速度

2.围绕核心概念结构编排：圆周运动描述→圆周运动受力分析→圆周运动联系 实际问题。四．情境调动，设计问题驱动促进学科核心素养发展：

物理学科核心素养包括物理观念，科学思维，科学探究活动，科学态度与责任，本章因材施教突出发展核心素养方面：11多途径引导学生深层次学习，促进学生物理观念进一步发展: 真情境，大问题：

观察自行车车轮及链条结构，游乐场“飞椅”，查阅资料：九大行星绕日运动参量等。对于圆周运动的描述涉及到哪些量，你认为定义哪些量是必要的？ 设置小问题，起到引导，围绕教学目标起到发展性评价和形成性评价的作用。（1）促进概念建构或形成规律：①对于九大行星绕日运动常识，你们认为九大行星圆周运动区别在哪些标志量？学生交流教师总结：周期T和半径r.②除了T，r还有无其他必要物理量？现观察游乐场“飞椅”，处于边缘上的点和处于靠近中心的点，运动情况有何异同？怎样论证？交流讨论总结：相同时间转过的角度相同，转过的路程不一样。③仔细观察自行车链条带动的两牙盘，两牙盘边缘上的点转动有什么异同？怎样论证？ 交流讨论总结：同一链条带动，两轮边缘两点在相同时间内走过路程相同，但是由于两盘半径不同，相同时间内转过的角度不同。④通过以上实例，我们认为该定义哪些物理量来描述圆周运动快慢是必要的？交流总结：1线速度：vs2rtt2、角速度：22ftT⑤同时mgtanmv2深化概念的内涵，积极发展科学核心素养：r情景问题：对于圆周运动的任何一点来说，既有线速度又有角速度，这两个速度什么关系？请用数学方法证明。vsr交流与总结：tt（2）优化概念结构，促进构建良好的概念体系：想象问题情境（1）：用手通过绳子拉一小球在水平平面内作圆周运动，假如绳子突然断裂，会出现什么情况？九大行星绕日作圆周运动，假如突然万有引2力消失了，会出现什么情况？能否用牛二定律解释？交流与总结：①小球和行星会沿着切线方向飞出。②突然失去向心力，没有力改变运动状态，这和牛二定律解释是 一致的，即力是改变运动状态的原因。问题（2）：既然牛二定律在圆周运动中依然成立，那么我们可以用牛二定律推导向心加速度吗？怎样推导？结论是什么？交流与总结：向心力：FFmv2m2rm

2T2

rmvma→向合r向心加速度：av22r2T2

rvr问题（3):学过第三节向心加速度后，本节是从哪个角度推导向心加速度的？怎 样推导？结论一样吗?交流与总结：从加速度定av义结论相同。t问题（4）：形成大思路，促进力与运动作用观形成。问题情境：既然我们从力的角度和运动角度都可以研究圆周运动，那么对我们 解决圆周运动思路有什么启发？通过例题分析（课本）交流与总结：从受力角度通过受力分析，运用正交分解法寻找向心力，从运动 角度找到圆周运动物理量，通过牛二定律联系在一块。3.全面发展学生科学思维，突出建模能力。（1）数理系结合，发展科学思维：

问题情境：参考书本第33页推导向心加速度过程，总结推导过程中用到哪些方法？怎么突破关键问题？交流与总结：物理方法：矢量相减法则。3数学方法：极限法和近似法。（很小，很小，弧长约为弦长）（2）通过对物体做圆周运动实际情形进行抽象概括形成质点在水平面和竖直面内圆周运动模型，以此发展学生建模能力。问题情境1：“水流星”表演，为什么水在最高处不会从水桶中洒出？交流总结：以水为研究对象，在最高点做圆周运动，重力和桶底压力合力充当了向心力，重力的作用另有它用，所以没有从桶中洒出。问题情境2：观察火车转弯轨道，为什么外规一般比内轨设计的高一些？假如火车转弯半径是r,转弯速度是v,内外轨道高度差θ应该设计多少合适？作用：数理结合，促进科学思维发展；简化模型，提高科学论证能力。交流总结：是利用重力和铁轨对火车支持力合力充当向心力，通过受力分析，采用正交分解法,竖直方向列平衡方程，水平方向列向心力方程，两方程联立解得：mgtanmv2r（3）通过分析向心加速度与圆周运动半径关系，寻找向心力来源，发展学科论证能力。情境问题：为什么在结冰的道路上，汽车转弯速度不能太大？假如汽车与水平冰面摩擦因数为μ，转弯半径是r,转弯速度不能超过多少？交流总结：fmaxmgmv2/r→vgr（4）通过讨论向心加速度与圆周运动半径的关系，以及汽车“飞离”地面速度等具体问题，发展学生质疑与创新能力。情境问题：为什么汽车过拱形桥时一般会限制速度，请从力学和安全角度解 4mgNmv2r释？交流与总结：从最高点向心力→N<mg,速度越大，正压力N越小，从而导致最大静摩擦力越小，不利于遇到障碍物后刹车制动。4.丰富学生体验，培养科学探索精神和实践意识。实践任务：请用身边材料制作简单圆周运动，感受向心力与哪些因素有关，并尝试论证，写出论证报告。交流与总结：略参考文献：1.基于学科大概念高中物理单元设计与实施（物理教师202