叶发根老师发表论文——核心素养下的《匀变速直线运动的位移与时间的关系》案例研究

核心素养下的《匀变速直线运动的位移与时间的关系》案例研究

西安市长安区第一中学  叶发根

中国自从进入21世纪后就开启了知识经济模式，整个社会对人才的要求也在不断提高，为了给中国的发展源源不断的注入新的力量，整个教育界都在寻求更高效，更全面，更新颖的教育教学模式。在不断的课程改革中，物理教学的新课标就被提出来了，通过知识与技能，过程与方法，情感态度价值观三个维度来促进老师的教学，近年来更是提出中学物理核心素养，从物理观念，科学思维，实验探究，科学态度与责任四个方面来引导学生的学习。

一、课程标准内容要求

课程标准中对《匀变速直线运动的位移与时间的关系》内容要求是：1.知道匀速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系。2.理解匀变速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系，使学生感受到利用极限思想解决问题的科学思维方法。3.理解匀变速直线运动的位移与时间的关系。

要求重在两个“理解”， “理解”的含义包括了“把握内在逻辑关系，与已有的知识建立联系，进行解释、区分、推断、整理和应用”。学生学习《匀变速直线运动的位移与时间的关系》时是先感受匀速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系，进而体验用此知识来处理教材中《思考与讨论》，从而分析将每段时间逐渐变短后的带来的影响，体会极限思想的科学之处，最后整理出匀变速直线运动的位移与时间的关系。

二、教学中常见的认识误区

在以应试为目的的教学中常常出现以下认识上的误区：匀速直线运动的位移与v-t图线下围成的矩形面积的对应关系很简单，教师往往一句话就带过。让学生课堂上思考与讨论，太费时间，还有可能得不出结果，直接画一个匀变速直线运动的v-t图像，然后头头是道的讲起了微元法，并得出了匀速直线运动的位移公式，最后讲解习题加以巩固。这样表面上很高效的使学生学到很多知识，也会做一般的习题，却使得学生今后很难独立分析和处理相关内容在实际生活中的应用，更别谈学生能力和素养的提高了。

三、核心素养下的教材处理

高中物理核心素养重在强调教学中体现物理观念、科学思维、实验探究、科学态度四个方面。要求教师深入研究物理学发展的过程，清楚其中的科学思想和方法，创设鲜活真实的情境，带领学生领略物理学的价值，体验物理学研究过程的科学精神，促进学生科学素养的提升。

1. 《匀速直线运动的位移》讲解为整节课奠定基础

匀速直线运动的位移与速度、时间的关系比较简单，学生轻而易举的能写出三者之间的关系，接着引导学生在v-t如何体现它们三者的关系，并指正学生作图中的错误，引导学生规范作图。这样既是教师为学生学习做出引领示范作用，又是为接下来的课程做好充分的铺垫。

2.《思考与讨论》为整节课塑造灵魂

《思考与讨论》中的内容很显然是来自生活中的实际问题，这更能让学生体会到物理是来自生活，服务生活的。让学生在坐标纸上规范的画出“学生A”的想法，由于前面已经有了匀速直线运动的位移与速度、时间的关系学习过程，此处学生画起来难度就降低力很多了。引导学生讨论“学生B”的想法后就会发现“学生A”做法会实际的位移有差别，接下来学生就会水到渠成的想到取更短的时间，算更多的速度值就可以减小与实际位移的差别，接下来就是难点了，时间取短容易，可是对应得速度是多少？《思考与讨论》中没有，怎么找呢？仔细观察《思考与讨论》中数据，会发现小车速度随时间是均匀增加的，可以画出它的速度时间图像，这正是前一节《匀变速直线运动的速度与时间的关系》中学过的。画出小车v-t图像后一切问题便迎刃而解了。要想与实际位移的差别减小，可以继续缩短每段时间，找到对应得速度，画出更多的矩形。潜移默化中学生已经体会到了微元法的思想，就差教师画龙点睛的提出来而已。最后每段时间取得越拉越短，速度取值越来越多，每段时间内的位移之和与实际的位移差别越来越小，取到极限就是相等了，即让学生知道了极限的科学思维，也直接给出了匀变速直线运动的位移就可以用v-t图像围成的面积来代替的重要结论。整个过程体现了高中物理核心素养中的创设鲜活真实的情境，带领学生感受其中的科学思想和方法，领略物理学的价值，体验物理学研究过程的科学精神。

3. 《匀变速直线运动的位移》为整节课升华

经过《思考与讨论》的分析，学生已经跃跃欲试，恨不得马上写出匀变速直线运动的位移与时间的关系式，教师只要让学生在图中标出初、末速度，用初、末速度和时间来表示位移，学生便会根据梯形面积公式很快的写出匀变速直线运动的位移与初、末速度和时间的关系式。然而，一般情况下并不知道末速度，更多的是知道初速度和加速度，这样就会让学生想到用上一节刚学过的匀变速直线运动的速度与时间的关系把末速度替代了，从而得出匀变速直线运动的位移与时间的关系式。在教师设置的一个个问题中学生亲身体会到了物理学研究过程的艰辛，同时面对自己亲自推到出来的一系列物理关系，更是由衷的喜悦。学生自己得出的结论，学生感受最深，也更容易用来处理今后遇见的问题，这不正是我们苦苦追寻的在潜移默化中提升力学生的能力和素养吗？