核心素養下的《勻變速直線運動的位移與時間的關系》案例研究

西安市長安區第一中學  葉發根

中國自從進入21世紀后就開啟了知識經濟模式，整個社會對人才的要求也在不斷提高，為了給中國的發展源源不斷的注入新的力量，整個教育界都在尋求更高效，更全面，更新穎的教育教學模式。在不斷的課程改革中，物理教學的新課標就被提出來了，通過知識與技能，過程與方法，情感態度價值觀三個維度來促進老師的教學，近年來更是提出中學物理核心素養，從物理觀念，科學思維，實驗探究，科學態度與責任四個方面來引導學生的學習。

一、課程標準內容要求

課程標準中對《勻變速直線運動的位移與時間的關系》內容要求是：1.知道勻速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應關系。2.理解勻變速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應關系，使學生感受到利用極限思想解決問題的科學思維方法。3.理解勻變速直線運動的位移與時間的關系。

要求重在兩個“理解”， “理解”的含義包括了“把握內在邏輯關系，與已有的知識建立聯系，進行解釋、區分、推斷、整理和應用”。學生學習《勻變速直線運動的位移與時間的關系》時是先感受勻速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應關系，進而體驗用此知識來處理教材中《思考與討論》，從而分析將每段時間逐漸變短后的帶來的影響，體會極限思想的科學之處，最后整理出勻變速直線運動的位移與時間的關系。

二、教學中常見的認識誤區

在以應試為目的的教學中常常出現以下認識上的誤區：勻速直線運動的位移與v-t圖線下圍成的矩形面積的對應關系很簡單，教師往往一句話就帶過。讓學生課堂上思考與討論，太費時間，還有可能得不出結果，直接畫一個勻變速直線運動的v-t圖像，然后頭頭是道的講起了微元法，并得出了勻速直線運動的位移公式，最后講解習題加以鞏固。這樣表面上很高效的使學生學到很多知識，也會做一般的習題，卻使得學生今后很難獨立分析和處理相關內容在實際生活中的應用，更別談學生能力和素養的提高了。

三、核心素養下的教材處理

高中物理核心素養重在強調教學中體現物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度四個方面。要求教師深入研究物理學發展的過程，清楚其中的科學思想和方法，創設鮮活真實的情境，帶領學生領略物理學的價值，體驗物理學研究過程的科學精神，促進學生科學素養的提升。

1. 《勻速直線運動的位移》講解為整節課奠定基礎

勻速直線運動的位移與速度、時間的關系比較簡單，學生輕而易舉的能寫出三者之間的關系，接著引導學生在v-t如何體現它們三者的關系，并指正學生作圖中的錯誤，引導學生規范作圖。這樣既是教師為學生學習做出引領示范作用，又是為接下來的課程做好充分的鋪墊。

2.《思考與討論》為整節課塑造靈魂

《思考與討論》中的內容很顯然是來自生活中的實際問題，這更能讓學生體會到物理是來自生活，服務生活的。讓學生在坐標紙上規范的畫出“學生A”的想法，由于前面已經有了勻速直線運動的位移與速度、時間的關系學習過程，此處學生畫起來難度就降低力很多了。引導學生討論“學生B”的想法后就會發現“學生A”做法會實際的位移有差別，接下來學生就會水到渠成的想到取更短的時間，算更多的速度值就可以減小與實際位移的差別，接下來就是難點了，時間取短容易，可是對應得速度是多少？《思考與討論》中沒有，怎么找呢？仔細觀察《思考與討論》中數據，會發現小車速度隨時間是均勻增加的，可以畫出它的速度時間圖像，這正是前一節《勻變速直線運動的速度與時間的關系》中學過的。畫出小車v-t圖像后一切問題便迎刃而解了。要想與實際位移的差別減小，可以繼續縮短每段時間，找到對應得速度，畫出更多的矩形。潛移默化中學生已經體會到了微元法的思想，就差教師畫龍點睛的提出來而已。最后每段時間取得越拉越短，速度取值越來越多，每段時間內的位移之和與實際的位移差別越來越小，取到極限就是相等了，即讓學生知道了極限的科學思維，也直接給出了勻變速直線運動的位移就可以用v-t圖像圍成的面積來代替的重要結論。整個過程體現了高中物理核心素養中的創設鮮活真實的情境，帶領學生感受其中的科學思想和方法，領略物理學的價值，體驗物理學研究過程的科學精神。

3. 《勻變速直線運動的位移》為整節課升華

經過《思考與討論》的分析，學生已經躍躍欲試，恨不得馬上寫出勻變速直線運動的位移與時間的關系式，教師只要讓學生在圖中標出初、末速度，用初、末速度和時間來表示位移，學生便會根據梯形面積公式很快的寫出勻變速直線運動的位移與初、末速度和時間的關系式。然而，一般情況下并不知道末速度，更多的是知道初速度和加速度，這樣就會讓學生想到用上一節剛學過的勻變速直線運動的速度與時間的關系把末速度替代了，從而得出勻變速直線運動的位移與時間的關系式。在教師設置的一個個問題中學生親身體會到了物理學研究過程的艱辛，同時面對自己親自推到出來的一系列物理關系，更是由衷的喜悅。學生自己得出的結論，學生感受最深，也更容易用來處理今后遇見的問題，這不正是我們苦苦追尋的在潛移默化中提升力學生的能力和素養嗎？