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1、基于核心素养导向的高中物理“翻转课堂”教学模式的思考,泰兴市教师发展中心 顾建新 2017.4.19于省泰兴中学,泰兴市高中物理名教师工作室培训暨省教研重点课题“翻转 课堂”模式下高中物理问题情境创设研究推进会,核心素养：指学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的基本知识，必备的品质，关键能力和立场态度等方面的综合表现。核心素养是科学素养的核心，它的范围是关键少数的，不是全面的，也不是基础的。核心素养作为一种综合的，可迁移的高级素养，是物理学教会学生尊重事实，讲道理，弄明白为什么的科学素养。目前各国普遍关注核心素养不仅因为它是个人发展的需求，更是国家、社会和
2、时代进步的必然要求。,物理核心素养：物理核心素养要求学生要有物理思维能力，能够进行模型建构，科学推理，科学论证以及质疑创新。领会在物理学的学习中需要塑造模型，能够建构常见的科学模型，认识它的适用条件及特点并尝试将其运用于日常生活中去解决现实问题。通过运用学习到的知识、搜集到的论据进行科学推理、证实或证伪，在此过程中基于科学思维的实践，培养创造性的人格。物理核心素养包含四个要素。,翻转课堂有助于促进物理科学素养的养成借助翻转课堂之力，利用高中物理翻转课堂教学模式可以促进学生建构物理科学模型，利用事实依据进行论证推理，发展科学思维和创新能力的核心素养。以期使物理课堂教学变成教师和学生共同完成的一项
3、有意义的教学活动，为学生的未来发展留下最有价值的东西。利用翻转课堂促进学生物理核心素养的养成要立足于知识、能力、态度、品质和情感五大基本要素，通过物理科学思维的发展进行模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新四大支柱的构建，翻转课堂促进物理科学素养的养成过程。,一、目前我国物理教育存在的问题 1.知识碎片化，缺乏“少而精”的核心概念的统领部分学生会有“我上课都能听懂，但就是不会做题”的现象。其产生的原因有很多，例如，教师在课堂中将一些事实的集合而非逻辑关系展现给学生，大量简化了物理过程的推导，多路径解题简化为单一路径等。所以我们要教会学生自我构建，从学到的知识点中升华出核心概念帮助学生建立和整合
4、知识间的联系。,一、目前我国物理教育存在的问题 2.教授的解题方法，技能居多，缺乏独立思考和反思很多学生在考试时对题目没有想法，不是因为习题做的不多不全，而是在平时学习中缺乏独立思考。教师一方面要教给学生基本的知识，另一方面更要引导学生不迷信权威，让学生明白解决物理问题的关键是建立物理模型、搭建创设物理情景，并通过演绎推理等科学思维方式独立思考，以此来培养学生的能力。教学的重点应该放在学习物理思维方式，将课堂上学习到的物理知识在生活实例中进行迁移和反思。,一、目前我国物理教育存在的问题 3.通过一些紧凑生硬的“问题串”，将完整的思维过程分解 这一问题主要表现在课堂上过度运用启发式教学，用问题串
5、将学生指引到目的地，学生一味地机械回答问题，不去思考得出结果的逻辑思维过程。所以并不是“启发”的越多越好，教师所提出的问题应该能够巩固知识，激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，启发学生的思维。以此帮助学生自主学习，交流合作，树立物理学习观。,一、目前我国物理教育存在的问题 4.执行能力强，但缺乏创新思维执行能力是一个人在社会生活工作中不可缺少的能力。多数学生能够按照教师给定的目标按部就班地完成任务，但是只有少数学生能够在执行任务的过程中创新发现，通过科学推理验证自己猜想。这在高中物理学生实验中表现得尤为明显。教师起到的作用应该是启迪生疑，为学生铺设台阶之后的分析综合及科学探究应交由学生来完成，以防出
6、现高级思维不足的弊端。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式翻转课堂可以大致分为两个学习活动部分，一是在课前教师将基本的知识点以视频的形式发放给学生，让学生自主掌握学习。二是教师引导学生通过作业、合作和讨论等形式做实践性，在应用课堂知识解决实际问题时完成内化。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式1. 让学生掌控学习，将认识及领会模型化在正式上课之前，知识内容已经通过终端传递给学生，学生可以通过手机或电脑根据自身的情况安排掌控学习，让教学活动随叫随到，学习氛围比较轻松愉悦。不必像在传统的课堂上学生听课时怕错过了知识，或遗漏了教师讲授的内容。在课下，如果遇到学习上的困难，学生
7、还可以返回观看视频。教学内容可以长久保留，可以直接通过终端向教师和同学求助。翻转课堂并不等同于在线视频，教师的任务不是简单地将碎片化的知识灌输给学生，让学生被动地接收信息，而且还设计包含了学生自身对知识的认识和发展。塑造学生模型化的思维过程，一般需要经历四个阶段。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式1. 让学生掌控学习，将认识及领会模型化 第一阶段是要使学生意识到研究物理问题需要建构数学模型。 第二阶段是建构常见的模型，理解模型的特点和条件。 第三阶段是能通过塑造物理模型的研究，判断现实事物和理想模型之间的异同。 第四阶段是基于综合性和实践性的特点去进一步理解物理科学模型的规律。,
8、二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式2.通过异质分组、现场及网上互动，为质疑、交流和探究提供空间翻转课堂可以增强教学互动效果，它为课堂中的师生和生生互动创造了条件和空间。高中物理教学任务繁重，教师总有一种讲不完的感觉，留给学生解决疑问和讨论的时间有限。而翻转课堂教学通过创设与物理本质有关的问题情境，并将现象设置于教学内容之前，把学生的概念模糊或知识框架有漏洞的地方先通过网络反馈回来，有效扩大课前的功能，增强课堂的互动性和探索性，留给学生优化思维、质疑问难的空间。同时由于传统课堂中教学时间有限，教师对学情的了解是“大概”的，合作小组的组成随意性较大，以至于真正的合作时间较短，缺少实质性
9、的探究效果，翻转课堂的合作学习可以有效减少此类情况的发生。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式2.通过异质分组、现场及网上互动，为质疑、交流和探究提供空间以向心力”一节的翻转课堂设计为例。在视频讲解向心力概念之后，留给学生如下的在线测试题：在播放杂技演员在表演“水流星”节目的视频中用软件插人文字问题：“从物理学的观点我们把整个精彩的节目可以看成杂技演员用绳拴着盛水的杯子，使其在竖直平面内做圆周运动，那么为什么在最高点水也不洒出来呢？”。鼓励学生在上课之前自己设计教具，感受杂技演员如何用力，才能不让水洒出来。通过学生的在线反馈设置有关向心力来源实例分析的讨论，为加强异质小组间的合作，
10、提高课堂讨论效果，教师要求在各小组中选派一名代表参加到其他小组的讨论中，最后回到自己的小组为本组结论做补充。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式2.通过异质分组、现场及网上互动，为质疑、交流和探究提供空间实例一 取一根绳子，将绳子的一端固定在光滑的水平面上的一点，另一端栓着一个木块使其在水平面上做匀速圆周运动，此时的向心力来源是什么？学生交流讨论。教师总结：木块做圆周运动时重力和支持力平衡，向心力由拉力提供。实例二 将木块放在圆盘上随圆盘一起做匀速圆周运动，其向心力由谁提供？学生交流讨论。教师总结：木块所受的向心力是由静摩擦力提供的。假设圆盘是光滑的，木块由于有切线方向的速度，会沿
11、着切线方向飞出，但当圆盘是粗糙的，结合木块运动的某一时刻和它的下一时刻可以观察到木块有沿半径方向的运动趋势，即木块相对圆盘的运动趋势沿半径方向向外，所以木块所受的向心力是由静摩擦力提供的。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式2.通过异质分组、现场及网上互动，为质疑、交流和探究提供空间实例三 在现实生活中，当汽车被驾驶到拱形桥上时，在最高点处的向心力由谁提供？学生交流讨论。教师总结：实际上，它和前面的两种情况一样都是由合外力提供向心力，只不过在前面的情况中合外力等于拉力或摩擦力而已。实例四 物体在竖直平面中的光滑轨道内做圆周运动，经过任意一点时向心力由谁提供？学生交流讨论。教师总结：
12、这是一种由分力提供向心力的情况，向心力由轨道施加的指向圆心的支持力和重力在径向上的分力共同提供，进而解释在微课程视频中杂技“水流星”表演中，水不会洒出来的原因。以学生的角度来审视翻转课堂，当学生意识到教师不再作为唯一的权威等待去接受命令时，他们更愿意做出回应表达他们的想法和质疑，进而培养学生学会求知，学会改变，学会做事。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 3提供还原物理原始问题情境的机会和空间杨振宁教授曾说过：“要站在问题开始的地方， 要面对原始的问题，而不要淹没在文献的海洋里”对于学生来说，他们所面对的是已经把物理现象和物理过程的发生发展进行了剥离，抽象并结合了物理模型和数学知
13、识形成的练习题，很难体会到最原始的物理现象和情境。翻转课堂可以扩大物理问题情境和物理过程的生动性与真实性，延伸再创造的时间和空间。同时对于一些学生不能亲身经历的物理教学内容，教师可以通过将生动的物理现象和物理探究的发展和过程在翻转课堂的教学模式下呈现出来。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 3提供还原物理原始问题情境的机会和空间以“开普勒定律”一节中开普勒第三定律的讲解为例，视频内容：（1）星空大片：奇幻的天文现象一冲日。展示行星冲日的视频引导学生自己总结：什么是行星冲日？为什么此时距离地球最近，整晚都可以观察到该行星？清楚地观察到该行星的全貌？然后教师在视频中插人文字补充：只有
14、轨道在地球之外的太阳系行星才会发生冲日，即该星与地球、太阳在一条直线上；同样的情况如果是地内(即轨道在地球之内）行星则称凌日。通过视频带给学生视觉的体验，完善学生头脑中对“冲日”的想象。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 3提供还原物理原始问题情境的机会和空间（2）PPT录屏内容：人民网2016年5月20日报道的有关“火星冲日”的内容，并附加哈勃望远镜捕捉到的火星全亮图像。请学生在上课之前搜集有关火星冲日的新闻资料自主学习天文知识，预测下一次“火星冲日”的时间是什么时候，并给出计算过程和理由。通过步骤（2）还原物理问题，在课下学生自己收集资料了解火星转动角速度和地球转动角速度等。
15、当学生处在原始物理的复杂情境中，要想完成问题的解决就要经历分析、综合、归纳的科学思维及科学推理、科学论证的方式，经过科学探究的过程并学习物理研究方法进行再创造，通过课堂讨论环节的分组合作，讨论计算火星再次“冲日”的时间和方法，落实个人及以期实现物理核心素养的发展。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 4.加强情感态度和价值观的培养社会责任翻转课堂教学不仅帮助学生学习基本知识，更要立足于学生情感价值观的升华，实现个人需求与社会发展的统一。以人教版高中物理必修二“行星的运动” 一节微课程视频的导入教学为例，先通过微课程视频的讲解，引导学生初步了解人类对星体运动认识的发展过程。具体到课堂
16、讨论环节，可以让学生分别扮演两类学说的大师们去搜集证据进行争论，提出自己的问题，最后得出结论。在这过程中，引发对航天事业的兴趣，了解我国航天事业的发展成就，激发学生的爱国情怀，感受科学家们一丝不苟的科学精神，以此形成情感的共鸣，体现科学素养的人文价值。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 4.加强情感态度和价值观的培养社会责任学生的学习过程避免不了情感的碰撞和思维的“试误”，在线的微课视频学习带给学生的过程体验不能完全替代课堂教学中学生情感态度的输出及表达。基于情感教育的翻转课堂教学内容并不是在微课程视频中就一字不漏地全部输送给学生，而要在教师不是权威的前提下去使学生达到情感的碰撞
17、， 促进其自我态度及责任感的完善。,二、基于核心素养导向的高中物理翻转课堂教学模式 4.加强情感态度和价值观的培养社会责任（1）微课程视频内容一 教师模拟多米诺骨牌现象制成微课程视频，用视觉的冲击，把学生带入问题情境，让学生理解能量的转化过程。用软件插人视频问题：曾经有一位物理学家（A怀特海德）也做了多米诺效应的实验，并且按照他的实验结果预言，要是有人做出了高为415 m的第32张骨牌，轻轻地动一动手指纽约帝国大厦将会被推倒。他为什么会做出这样的预言？多米诺骨牌现象的物理道理是什么？用一指之力就能推倒大厦，这个巨大的力量从何而来？能量之间是怎么转化的呢？因为从第一张牌倒下的过程中第一张牌的重力势能转化成动能，并将其传递给第二张牌,第二张牌倒下时第二张牌的重力势能和第一张牌的动能一起传递给，三张牌以此类推导致速度越来越大，所以能量也很巨大。,
