高中物理核心素养的实践与思考

高中物理核心素养的实践与思考目录CONTENT三维目标到核心素养01物理概念课中培养核心素养02物理规律课中培养核心素养03物理习题课中培养核心素养0401三维目标到核心素养双基三维目标核心素养掌握“基础知识”和“基本技能”必备的知识和技能物理观念

科学思维科学探究

科学态度与责任

过程与方法情感、态度、价值观教育：培养适应于终生发展和未来社会发展需要的人升级升级内容不断丰富视野不断拓展具体化丰富课程价值三维目标和核心素养的教学目标不是矛盾的，它是彼此包容的，互为补充的。物理核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任质疑创新科学论证科学推理模型建构交流解释证据问题社会责任科学态度科学本质观念应用观念形成维度要素1.了解核心素养的结构17版：经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。03版：通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会

物理模型在探索自然规律中的作用。两版本对质点的知识要求是相同的。但17版增加了：●经历质点模型的建构过程（建构）●能将特定实际情境中的物体抽象成质点（应用）

03版课标和17版课标对质点教学要求的差别1.现实中流行的新授课教学过程(1)讲解知识：陈述所学知识的含义和应用时的注意事项(2)解答例题：用例题体现所学知识和注意事项的要点(3)同步练习：用所学知识和注意事项解决同类问题把精力放在知识的应用上，忽视了知识的建构过程。把新授课上成了复习课。只关心知识的“去脉”，不关心知识的“来龙”，以为问题的解决仅由知识的“去脉”所决定的。学生问：物理是什么意思？为什么要学习质点、参考系等这些概念？物理核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任质疑创新科学论证科学推理模型建构交流解释证据问题社会责任科学态度科学本质观念应用观念形成维度要素注重物理观念的形成过程，培养科学思维、科学探究能力。应用物理观念解决实际问题就是水到渠成了。02物理概念课中培养核心素养

正确的新授课教学过程——建构知识概括共同属性抽象本质特征表征定义，了解内涵要通过创设情境、思维加工来形成概念；要通过基础练习来熟悉概念。●创设情境，获得感知●基础练习，熟悉概念●联系实际，解决问题●思维加工，形成定义新授课概念教学的基本过程(1)物理概念课的教学（1）经历质点模型建构过程的教学实例例1.“质点”新授课实践与思考想一想：你绘图时有什么体会？在研究这列车在此段路程上的运行时间时，要考虑它的大小和形状吗？做一做：现有一动车由常德开往长沙，列车长100m，请按比例在该铁路线上某位置画出这辆列车。常德到长沙铁路长200km，假设为直线，用以上10cm线段表示。常德长沙注意：计算火车通过桥梁的时间时要考虑火车的大小吗？思考：如果上述列车运行平均速度是200km/h，该车以此速度穿过200m长的桥梁花了多少时间？剖析：传统教学把质点教学的目标锁定在“了解意义”、“认识特点”等知识上，老师通过讲解就能达到这个目的。新课标要求经历该模型的建构过程，在模型建构中提升科学思维能力、认识理想模型和现实原型的关系，从而能将特定实际情境中的物体抽象成质点，提高分析和解决问题的能力。（1）经历质点模型建构过程的教学实例例1.“质点”新授课实践与思考考虑火车长度：5.4s不考虑火车长度

：3.6s（2）能将特定实际情境中的物体抽象成质点教学实例：物体在什么情况下可以看出成质点？……一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。2019版高中物理新教材：例1.“质点”新授课实践与思考例2.“动量”新授课实践与思考（1）经历动量概念建构过程的教学实例例2.“动量”新授课实践与思考第二次拉力作用的时间相同，则末态动能相同吗？动量呢？思考：质量不同的两个物体A、B在相同的拉力F的作用下，第一次拉力作用的位移相同，则末态动能相同吗？动量呢？AB03物理规律课中培养核心素养(1)物理规律课的教学实验和理论相结合是物理规律教学中正确的教学策略。两者相结合有以下两条操作路线。①先通过实验研究，获得所学物理规律的结论，然后通过理论演绎，深化的规律的理解。②先通过理论演绎，获得所学物理规律的结论，然后通过实验检验，验证结论的正确性，获得对规律的全面认识。●通过科学探究学习楞次定律的教学实例剖析感应电流的方向感应电流磁场的方向磁铁磁场的方向B感和B铁的方向关系N

极向下插入时S

极向下插入时一次《关于楞次定律的探究》课堂教学摘录NS下面探究条形磁铁插入线圈时和拔出线圈时，线圈中产生的感应电流方向有什么规律。(1)磁体插入线圈时：可得出的结论:逆时针向上向下相反怎么事先就知道要比较B感和B铁方向关系？怎么事先就知道表中要列一个“感应电流磁场的方向”？…增加，…相反顺时针向下向上相反……(2)磁体拔出线圈时：可得出的结论:…减小，…相同感应电流方向磁铁磁场方向N

极在下插入时S

极在下插入时NS逻辑推理：线圈中产生感应电流的条件是磁通量发生变化，因此，感应电流的方向必定跟磁通量的变化有关。(1)线圈中磁通量增大时：实验结论：感应电流方向磁铁磁场方向N极在下抽出时S

极在下抽出时逆时针向下顺时针向上

顺时针向下逆时针向上(2)线圈中磁通量减小时：？磁通量的变化只有两种情况：增大和减小。因此，可研究线圈中感应电流的方向跟磁通量增大和减小有什么关系。实验结论：？分析：线圈中感应电流方向是水平面上的，而线圈中的磁场方向是竖直面上的，可见两者的关系比较复杂，难以直接描述。当两者关系难以直接描述时，是不是可以找一个“中介”来描述它们之间的关系。感应电流方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向N

极向下插入S

极向下插入(1)线圈中磁通量增大时：可得出的结论：逆时针向下顺时针向上感应电流方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向N

极向上拔出S

极向上拔出(2)线圈中磁通量减小时：可得出的结论：顺时针向下逆时针向上向上向下向下向上感应电流方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向N

极向下插入S

极向下插入(1)线圈中磁通量增大时：可得出的结论：根据以上(1)和(2)的结论，进一步概括得出：线圈中感应电流的方向和磁通量变化的关系为：逆时针向下顺时针向上……增加，……相反。…阻碍…变化。B感和B铁方向关系相反相反感应电流方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向N

极向上拔出S

极向上拔出(2)线圈中磁通量减小时：可得出的结论：……减小，……相同。B感和B铁方向关系相同相同顺时针向下逆时针向上向上向下向下向上●牛顿第一定律的教学实例剖析

现实中流行的新授课教学过程(1)简单介绍：理想斜面实验(2)重点分析：牛顿第一定律的含义以及注意事项(3)同步练习：用所学知识和注意事项解决同类问题把精力放在知识的分析和应用上，忽视了知识的建构过程。只关心知识的“去脉”，不关心知识的“来龙”，以为问题的解决仅由知识的“去脉”所决定的。

本节新授课有两个非常重要的科学思维方法(1)理想实验法。爱因斯坦曾这样说：伽利略的发现及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开始。初中研究声音的传播，自由落体运动也用到了理想实验法(2)逆向思维法。法拉第从“电产生磁”逆向思考“磁能否生电”；开普勒解决了“行星是怎样运动的”牛顿经过逆向思维，提出“行星为什么这样运动”，最终总结出来万有引力定律04物理习题课中培养核心素养●练习是知识在具体问题上的应用过程，会把知识应用到具体问题上，并不是练习的目的，通过这个知识应用的过程，提升学生的素养，这才是目的。●以“应用知识”为目标的练题，和以“提升素养”为目标的练习题，其编写思路是完全不同的。下面两个都是用牛顿第二定律测量列车加速度的练习题：左边练习题的设计目的，仅仅是为了学会知识的应用，这是通常练习册中的题目；右边练习题的设计目的，是为了提升素养，这是2019版教材中创编的章后练习题。一、正确认识练习题1.“提升素养”跟“知识应用”的练习题大不相同知识应用如右图所示，地铁列车在起动后的某段加速过程中，悬吊在车上的重垂线偏离竖直方向的夹角θ

等于30°，请计算此时地铁加速度的大小，并判断加速度的方向。θ提升素养（新教材题）

某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，上端固定在地铁竖直扶手上。地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。请根据照片估算此时地铁加速度大小，并判断加速度方向，写明解答过程。1.“提升素养”跟“知识应用”的练习题大不相同一、正确认识练习题●对两道练习题特点的分析：1.“提升素养”跟“知识应用”的练习题大不相同一、正确认识练习题●对两道练习题特点的分析：1.“提升素养”跟“知识应用”的练习题大不相同培养用物理观念解决实际问题的能力增强证据意识；提升设计方案、数据解释等科学探究能力养成联系实际、务真求实的科学态度一、正确认识练习题2.试题与习题的功能不同试题设计思路：考你会不会？习题设计思路：怎样让你会？相互割裂地设问，让你不会做。相互关联地设问，让你学会做。(1)试题（高考、中考题）的功能●甄别（招生选拔）●引导（指导教学）(2)习题的功能●建构（建立概念规律，构筑知识框架）●培养（培育各种能力、养成良好态度）一、正确认识练习题例如物理习题中二级结论的处理：

m1m2

Fa整体：F=(m1+m2)a隔离m1：FT=m1a得练习1：

m1m2

F2aF1练习2：光滑地面μ力的作用效果的独立性从连接体内力外力关系研究中培养核心素养

m1m2

Fa练习3：

m1m2

F2aF1练习4：μμμμ力的作用效果的独立性思考：如果动摩擦因数不同内力FT表达式怎样写？从连接体内力外力关系研究中培养核心素养练习5：

m1m2

μ光滑aF类比迁移的物理思维从连接体内力外力关系研究中培养核心素养练习6：如图所示，一质量M＝3kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度取g＝10m/s2，下列判断正确的是(

)A．系统做匀速直线运动

B．F＝40NC．斜面体对楔形物体的作用力大小为5ND．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动BD类比迁移的物理思维归纳总结的研究方法2.试题与习题的功能不同试题设计思路：考你会不会？习题设计思路：怎样让你会？相互割裂地设问，让你不会做。相互关联地设问，让你学会做。(1)试题（高考、中考题）的功能●甄别（招生选拔）●引导（指导教学）(2)习题的功能●建构（建立概念规律，构筑知识框架）●培养（培育各种能力、养成良好态度）一、正确认识练习题一个好的试题未必是一个好习题（如2020年高考全国理综1卷第21题）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc边平行，和bc

边垂直。ab、dc

足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F

向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN

与金属框保持良好接触，且与bc

边保持平行。经过一段时间后A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度大小趋于恒定值C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值这是一个精彩的优秀试题，若把它作为习题，则有以下缺点：(1)本题不仅涉及变化率，还涉及变化率的变化，需要有很高的抽象能力，对一般学生来说，很难有这种通过自主分析得到答案的能力；(2)四个选项是结果，没有启发学生思维的过程，无法达到学会做的目的。改为练习题：U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc平行，和bc

垂直。ab、dc

足够长，电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F

向右拉动金属框，运动中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN

与金属框保持良好接触，且与bc

边保持平行。(1)刚开始拉动时，金属框和导体棒，哪个加速度大？(2)开始一段时间内，金属框和导体棒加速度怎样变化？(3)大致作出上一问中两者速度随时间变化的图像。(4)大致作出上一问中两者加速度随时间变化的图像。(5)请判断以上两个图像的最终走向，并加以论证。FNMbcda（题干没有变，设计了5个小问题）改为练习题：U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc平行，和bc

垂直。ab、dc

足够长，电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F

向右拉动金属框，运动中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN

与金属框保持良好接触，且与bc

边保持平行。(1)刚开始拉动时，金属框和导体棒，哪个加速度大？(2)开始一段时间内，金属框和导体棒加速度怎样变化？(3)大致作出上一问中两者速度随时间变化的图像。(4)大致作出上一问中两者加速度随时间变化的图像。(5)请判断以上两个图像的最终走向，并加以论证。解：(1)设金属框和导体棒的质量分别为m1和m2，它们所受到的安培力分别为f1和f2，加速度分别为a1和a2。Ff1f2m1m2得F－f1＝m1a1，f2＝m2a2

由于f1＝f2

且刚开始运动金属框速度小，产生的感应电流小，所以

f1和f2

远小于F。因此，

a1＞a2。FNMbcda改为练习题：U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc平行，和bc

垂直。ab、dc

足够长，电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F

向右拉动金属框，运动中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN

与金属框保持良好接触，且与bc

边保持平行。(1)刚开始拉动时，金属框和导体棒，哪个加速度大？(2)开始一段时间内，金属框和导体棒加速度怎样变化？(3)大致作出上一问中两者速度随时间变化的图像。(4)大致作出上一问中两者加速度随时间变化的图像。(5)请判断以上两个图像的最终走向，并加以论证。Ff1f2m1m2解：(2)金属框的加速度比导体棒的大，金属框速度的增加比导体棒增加得快，电路中与感应电流方向相同的感应电动势增加得比反方向电动势快，因此电路中的感应电流增加，安培力也在增加。根据F－f1＝m1a1和f2＝m2a2可知，金属框的加速度a1将逐渐减小，导体棒的加速度

a2将逐渐增加。FNMbcda改为练习题：U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc平行，和bc

垂直。ab、dc

足够长，电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F

向右拉动金属框，运动中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN

与金属框保持良好接触，且与bc

边保持平行。(1)刚开始拉动时，金属框和导体棒，哪个加速度大？(2)开始一段时间内，金属框和导体棒加速度怎样变化？(3)大致作出上一问中两者速度随时间变化的图像。(4)大致作出上一问中两者加速度随时间变化的图像。(5)请判断以上两个图像的最终走向，并加以论证。解：(3)刚开始金属框加速度大，速度图线的斜率大，但随后加速度逐渐减小，图线斜率也随之减小。导体棒的速度图线开始斜率小，后来斜率增大。FNMbcdavOtaOt(4)金属框在F作用下有一定初始加速度，导体棒的初始加速度为0；金属框加速度减小，导体棒加速度增大。改为练习题：U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab

和dc平行，和bc

垂直。ab、dc

足够长，电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN

置于金属框上，用水平恒力F