学科核心素养视角下高中物理教学实例分析
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普通高中《物理课程标准》（2017年版）明确指出，高中物理课程是一门基础课程，旨在落实立德树人任务，提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承与社会的发展。高中物理天体运动知识内容复杂、抽象，问题研究视角从地面转移到太空，视野变广，思维要求高，加之紧密地和当今科技发展前沿结合，导致学生学习天体运动时感觉知识繁乱，思绪不清，学习困难。基于此，我在教学实践中落实课程标准的要求，渗透学科核心素养，采取模型化教学，抓住重点，培养科学思维。
一、物理学科核心素养
物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。“物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念，能量观念等要素;“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素;“科学探究”主要包括问题、证据、交流等要素;“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等。高中物理教学过程中，就是要通过教与学的过程，学生达到形成物理观念，具有建构模型的意识和能力，能进行科学探究，正确认识科学本质的目标。在具体的教学案例中，要依据内容，教学设计时渗透学科素养，要侧重学科素养具体体现的某一个或几个方面。
二、教材内容分析
人教版必修2第六章-《万有引力与航天》章节，在高中物理知识体系中地位举足轻重。 人类从古至今对太空的认识历程，能够强烈地激起人们对科学知识的探知欲;从学习者认知观的发展和思维能力来讲，该内容是对力与运动关系升华，是学习牛顿经典力学的进一步要求，能极大拓展人的认知观和思维能力;该部分内容为现今高考物理试题命题的热点，极易与当今航天科技前沿知识结合，充分展示我国在此领域的辉煌成就，增强民族自豪感，提高学生学科素养和落实国家立德树人的目标。因此，学生应高度重视该内容的学习。教师应着力指导学生认识到位，强化培养学生的物质观念和培养科学态度与责任的学科素养。
该部分内容在学习完《曲线运动》后，天体的运动和地面上的圆周运动结合起来，学生对牛顿经典力学的认识得以提高。学习者认知角度从地面转移到太空，符合人认知观。万有引力定律是人类认识太空的基础，是牛顿经典力学的重要内容。教学中，帮助学生减小思维难度，克服学生畏难心理，用建模方式进行教学，渗透科学思维和科学探究等学科素养。
三、模型归类分析，体现科学思维
天体运动知识，突出体现相互作用的物理观念和模型建构的科学思维学科核心素养，教学中指导学生将万有引力定律和圆周运动知识结合起来，建立两大类模型，来研究和理解天体的运动规律，达到掌握天体运动的知识，加深理解认识。
1.随地模型
随地模型的特征，天体表面上的物体随天体一起运动。以地球为例，建立模型，分清重力与万有引力的关系。地球表面上的物体随地球自转时需要的向心力由万有引力的一个分力提供，另外一个分力就是物体的重力。
如图所示，由于纬度的变化，物体做圆周运动需要的向心力不断变化，故地球表面物体的重力随纬度变化而变化，即重力加速度高g随纬度增加而变大。
该模型建构中，教学中要突出研究对象的物质性及向心力的来源，强化物理观念形成。同时，把研究的问题，提炼归类为模型化的问题，培养学生的科学思维方式。
2.环绕模型
环绕模型是万有引力与圆周运动知识的结合，是科学思考、科学探究天体运动知识时最重要的方法，常见两类情形，一类是“一心一意”和“两心一意”（双星模型）。
（1）“一心一意”型
该模型特征是一颗卫星围绕中心天体做匀速圆周运动。所需要的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供，即：
运用该模型建立方程时，向学生强调上面等式左边公式中的r指的是两个物体间的距离，对于相距很远，可视为质点的物体，指的是之间间的距离;对于均匀球体，r表示的是两球心的距离。而等式右边公式中的r指的是圆轨道的半径。当卫星环绕中心天体，轨道半径变化时，就涉及了卫星的变轨问题。在不同轨道上运行时，可利用上述方程比较相应运行参量。已知其中几个参量，可以进行相应问题分析，如估算中心天体质量和密度，求解运行参量、求解第一宇宙速度等。
（2）“两心一意”型（双星模型）
双星模型是指由2颗相距较近的恒星组成，个恒星的限度远小于2个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。两颗星球組成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做周期相同的匀速圆周运动。如图所示，质量为m1，m2的两个星体1、2绕它们连线上的某一固定点做匀速圆周运动，其轨道半径分别是r1，r2，它们之间的距离为L。
该类模型建构时，教师仍然突出强调其物理观念、科学思维，并让学生领悟至透。进行模型化分析时，对不同模型进行区别，能培养学生科学探究能力，渗透科学态度的学科素养。
四、结束语
高中物理天体运动的知识复杂难懂，由相关模型推导得到的二级结论多，许多概念抽象，学生往往难以快速的掌握和理解知识。因此，笔者在新课程理念指导下，以物理学科素养视角进行以上天体运动教学实践，突出知识体现的学科素养，关注过程，降低学生学习难度，促近学生掌握相关内容，提高物理分析能力。上述案例表明，物理新课改，教师教学理念首当其冲要进行更新，然后教师引领下，根据具体知识来进行的教与学，在这一实践中既完成课程目标，又渗透学科素养，提升学生学科能力。
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