蘇劍軍 楊杰

摘要：2014年3月，“核心素養(yǎng)”首次出現(xiàn)在《教育部關(guān)于全面深化課程改革 ?落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》，2016年9月中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架正式發(fā)布。它以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，六大素養(yǎng)其中之一是“實(shí)踐創(chuàng)新”。為了符合新要求，對(duì)教材的部分實(shí)驗(yàn)有必要進(jìn)行“二次開發(fā)”式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理;教材;二次開發(fā)

《物理》高中教材是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書，作者是人民教育出版社、課程教材研究所、物理課程教材研究開發(fā)中心的多名專家和中學(xué)一線教學(xué)名師經(jīng)過精雕細(xì)琢編制而成，最大化的將物理思想、物理知識(shí)、研究方法以及物理歷史等根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律編排而成，因?yàn)樗鎸?duì)的全國性的教育教學(xué)問題，當(dāng)中的規(guī)律順序、內(nèi)容的目的性可謂是完美到不可挑剔。然而靜態(tài)的文字和圖片再怎么完美，呈現(xiàn)給學(xué)生的信息始終有限，并且各地各校學(xué)情和教師教學(xué)特點(diǎn)都是千差百異，在用教材上我們不可能一刀切，所以要求教師在用教材的時(shí)候要明確好我們是“用教材教學(xué)”而不是“教教材”?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“倡導(dǎo)不受某一種教科書的約束，吸收和利用有利于學(xué)生發(fā)展的課程資源，教師應(yīng)根據(jù)本校特點(diǎn)和學(xué)生的需求，精選課程資源，充實(shí)物理課程的教學(xué)內(nèi)容”，這就要求教師在根據(jù)自己的教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)情靈活而有創(chuàng)造性的對(duì)教材二次開發(fā)，對(duì)教材內(nèi)容和順序適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、對(duì)教材內(nèi)容適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充、有條件的甚至替換教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)（實(shí)驗(yàn)）。

現(xiàn)在以高中物理人教版教材必修2第五章第1節(jié)《曲線運(yùn)動(dòng)》、人教版教材選修3-1第三章第二節(jié)《磁感應(yīng)強(qiáng)度》為例介紹說明對(duì)教材的二次開發(fā)必要性和效果。

一、《曲線運(yùn)動(dòng)》

（一）教材內(nèi)容：教材一開始直接給出本節(jié)課的任務(wù)是找出研究曲線運(yùn)動(dòng)的方法，所以本節(jié)課都是圍繞著這條主線展開：

1.通過以平拋為例建立坐標(biāo)系的方法來明確曲線運(yùn)動(dòng)的位移，方法是通過分析直角坐標(biāo)兩個(gè)方向上的位置來確定曲線運(yùn)動(dòng)的位移。從學(xué)生最簡單熟悉的直角坐標(biāo)入手符合學(xué)生的認(rèn)知的學(xué)習(xí)規(guī)律。

2.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)方向的研究，教材先通過觀察一些常見的現(xiàn)象，得至曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向是時(shí)刻改變的，且通過已學(xué)知識(shí)的遷移理論研究質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的速度改變方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向，再結(jié)合矢量的特點(diǎn)，給出曲線運(yùn)動(dòng)是變速 運(yùn)動(dòng)，緊接著舉了平拋的實(shí)例分析了兩個(gè)分速度與合速度的關(guān)系。

3.實(shí)例研究：通過觀察和分析紅蠟的運(yùn)動(dòng)得出了紅蠟兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的和合運(yùn)動(dòng)速度、位移的關(guān)系，并且用數(shù)學(xué)研究方法得出了運(yùn)動(dòng)軌跡方程。讓學(xué)生通過實(shí)例體會(huì)研究曲線運(yùn)動(dòng)方法和加深了印象。

4.最后通過實(shí)驗(yàn)從力學(xué)角度總結(jié)歸納出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，最后從牛頓第二定律角度的理論上加以分析。本節(jié)教材的知識(shí)內(nèi)容和能力因素，是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的補(bǔ)充和加深。是對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)的進(jìn)一步理解和完善。

（二）《曲線運(yùn)動(dòng)》本節(jié)課教材的二次開發(fā)：

1.從學(xué)生認(rèn)知過程和知識(shí)的遷移情況開展學(xué)習(xí)：學(xué)生感性認(rèn)識(shí)到理性分析的升華。

（1）曲線運(yùn)動(dòng)方向的教學(xué)把教材中的圖5.1-4演示實(shí)驗(yàn)改裝為學(xué)習(xí)操作實(shí)驗(yàn)，先通過實(shí)驗(yàn)觀察曲線運(yùn)動(dòng)的方向這是感性認(rèn)識(shí)，再接著用已學(xué)知識(shí)“瞬時(shí)速度”的定義是當(dāng)時(shí)間無窮小時(shí)平均速度就是瞬時(shí)速度的極限思維方法研究曲線運(yùn)動(dòng)的方向，這是知識(shí)的遷移從觀察現(xiàn)象上升到理論研究。（如圖1、圖2所示為改裝后軌道可拆除的學(xué)生實(shí)驗(yàn)）

（2）曲線運(yùn)動(dòng)的條件的教學(xué)：把5.1-11演示實(shí)驗(yàn)改裝為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過觀察現(xiàn)象總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的受力規(guī)律。再接著用已學(xué)知識(shí)加速度定義是速度變化率來求曲線運(yùn)動(dòng)的加速度跟速度不共線從而理論驗(yàn)證了剛才的實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律。（如圖3、圖4是學(xué)生研究曲線運(yùn)動(dòng)條件實(shí)驗(yàn)）

2.教材內(nèi)容的刪減和順序調(diào)整：

（1）本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容是探究曲線運(yùn)動(dòng)方向以及條件，這是對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的了解和認(rèn)識(shí)。接著才是用運(yùn)動(dòng)的分解方法來研究曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，所以將把運(yùn)動(dòng)的分解分析放到第二節(jié)課，并結(jié)合平拋特例來研究這樣更適合我們的思路。也避免了第一節(jié)課研究了平拋的位移、方向后到第二節(jié)《平拋運(yùn)動(dòng)》再來研究一次的重復(fù)性。

（2）圖5.1-3思考討論內(nèi)容改為視頻的形式調(diào)到課堂的引入環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)興趣。圖5.1-23思考討論內(nèi)容改為曲線運(yùn)動(dòng)的方向?qū)W習(xí)的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，學(xué)生理論研究后再用真實(shí)中的砂輪飛出的火星現(xiàn)象來驗(yàn)證學(xué)生的理論結(jié)果。所以突破曲線運(yùn)動(dòng)的方向這個(gè)重難點(diǎn)上的順序是：學(xué)生實(shí)驗(yàn)—總結(jié)規(guī)律—理論分析—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.對(duì)教材內(nèi)容適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充：

（1）學(xué)生從力的角度分析曲線運(yùn)動(dòng)的條件是力和速度不共線后再順著這個(gè)思路（力和速度有夾角）討論分析投籃時(shí)籃球運(yùn)動(dòng)速度變化，讓學(xué)生自己畫圖分析得到結(jié)論力和速度夾角是鈍角則加速;力和速度夾角是銳角則減速。這也為今后學(xué)習(xí)圓圓運(yùn)動(dòng)的向心力和動(dòng)能做鋪墊。如圖5所示。

（2）課后作業(yè)環(huán)節(jié)：回顧生活，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決生活上的問題。如圖所示給一輛少了擋泥板的自行車讓學(xué)生思考：所示的自行車，指出車上 缺少什么裝置？該車在泥濘的道路上行駛，有什么不便？請(qǐng)各位同學(xué)根據(jù)自己的喜愛為自己的愛車畫上缺少部分。

二、《磁感應(yīng)強(qiáng)度》實(shí)驗(yàn)二次開發(fā)

（一）教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

三塊相同的蹄形磁鐵并列放在桌面上，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩級(jí)見，導(dǎo)線的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（由下向上），有電流流經(jīng)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過擺動(dòng)角度的大小可以比較受力大小。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

1.力的測(cè)量：

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，利用通電導(dǎo)線擺動(dòng)的角度來定性分析受力大小。如圖7

3.通電導(dǎo)線長度的改變：

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，通過接通蹄形磁鐵的“2.3”、“1.4”接線柱來改變通電導(dǎo)線長度，只能有3個(gè)長度，如圖7所示。

創(chuàng)新方法：

金屬桿放在導(dǎo)軌上，通過改變導(dǎo)軌寬度來改變通電導(dǎo)線的長度，可以達(dá)到多組數(shù)據(jù)。如圖9所以。

根據(jù)以上設(shè)計(jì)方法，匯總成如圖10所示的電路圖

根據(jù)電路圖做出的實(shí)驗(yàn)器材如圖11所示

5.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法：

（1）保持其他因素不變，改變長度（L）的大小，記錄L，F(xiàn);

（2）保持其他因素不變，改變電流（I）的大小，記錄I，F(xiàn);

（3）改變改變磁板的間距來改變磁場強(qiáng)弱，重復(fù)1、2。

6.數(shù)據(jù)處理：金屬桿M=0.005kg ? ?d=0.006m

（1）保持其他因素不變，改變長度（L）的大小，記錄L，F(xiàn);如表1所示。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)畫F-L圖，得到的圖象如圖12所示：

結(jié)論：a相同的磁板高度，圖象斜率相同;b斜率大磁板間距小而磁性強(qiáng)。

引導(dǎo)學(xué)生像電場一樣用 來定義磁場強(qiáng)弱。從而突破重難點(diǎn)。通過設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)效果明顯，能做到學(xué)生定量探究，更具說服力;并且實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定性強(qiáng)，成功率高;探究過程完整，助于學(xué)生思維發(fā)展提升科學(xué)探究能力;學(xué)生用已學(xué)知識(shí)探究新知識(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。

結(jié)語：高中物理教師想要從平時(shí)教育教學(xué)中提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，必須對(duì)教學(xué)教法進(jìn)行創(chuàng)新性改革，必須對(duì)高中教材的進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)目的是服務(wù)教學(xué)，最大限度的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，從而達(dá)到提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，滿足教師和學(xué)生的需要，從而高效的完成教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅星凱.中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)專題研究[M].桂林：廣西師范大學(xué)出版社，1998.

[2]余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2017

[3]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.人民教育出版社，2004

作者簡介：

蘇劍軍（1983-），男，廣西博白;大學(xué)本科;中學(xué)一級(jí);主要研究物理高中課程實(shí)驗(yàn)研究。

楊杰（1984-），男，廣西桂平;大學(xué)本科;實(shí)驗(yàn)師;物理學(xué)。