基于核心素养的物理教学研思

以《滑轮》一课为例，通过对学生分组实验仪器的改进，教师演示实验的创新，学生在课堂中不断发现问题，通过实验和学习解决问题，促进学生物理核心素养的提升。

滑轮在生活、生产中应用十分广泛，学生虽然十分熟悉生活中的滑轮，但是他们并不了解滑轮的结构和原理。在进行滑轮的分组实验时遇到许多困难，实验滑轮与理想滑轮之间存在很大区别，由于多种原因测量出数据无法与理论相符，因此滑轮教学很容易把探究性实验做成“验证性”实验，直接告诉学生理想滑轮特点。接下来从以下四方面谈《滑轮》一课是如何促进学生物理核心素养的提升。

一、魔盒实验激发学生学习兴趣，激发学生的思维活动，发展学生的思维能力。

教师自制三个魔盒，魔盒下方分别挂了两个质量都是 200 克的钩码，分别请三位学生用弹簧测力计测量三组完全相同钩码的重力，学生实验前猜测三组数据。根据实际测量出的三组不同实验数据，尝试让学生分析数据不同的原因，既激发学生好奇心，又引导学生思考。学生大胆猜测后，教师揭晓答案展示三个魔盒分别是直接用弹簧测力计测量钩码的重力，用定滑轮和动滑轮间接测量相同钩码的重力。学生通过实验现象的体验，很容易区分定滑轮和动滑轮，总结出定滑轮和动滑轮的特点。降低学习难度，学生积极主动地参与到课堂，通过实验发现问题、解决问题最终验证他们的观点是否正确，促进学生思维生长。

二、用三种不同方式探究定滑轮绳子自由端的拉力和所挂物体重力的关系，学生体验如何用多种方法解决物理问题。

实验探究定滑轮绳子自由端的拉力和所挂物体重力的关系时，由于同一根绳子一端系重物，另一端绕过定滑轮周边的凹槽后在使用弹簧测力计时，需要将弹簧测力计倒置使用。弹簧测力计倒过来后，中间的弹簧和铁片在重力的作用下会稍微偏离零刻度线，向上的拉力需要先抵消弹簧与铁片的重力把指针拉到零刻度线，然后才能显示示数，所以绳自由端的拉力偏小，小于定滑轮所挂物体的重力。在课堂中学生分组实验遇到这个问题，教师不必回避应直接让学生分析，最后给出原因。让学生经历实验中发现问题，通过实验现象分析问题，最终解决问题的科学思维过程。

上述实验方法在教学中普遍使用，但测量数据不准确对实验结果影响较大。在教学中采用第二种方式探究定滑轮绳子自由端的拉力和所挂物体重力的关系。在绳子的一端系钩码另一端绕过定滑轮周边的凹槽后挂上相同质量的钩码，松手后整个系统平衡。将绳子自由端再加一个钩码或取掉一个钩码，松手后整个系统失去平衡。当绳子自由端所挂钩码质量与绳另一端钩码质量再相等时整个系统再次平衡，说明定滑轮绳自由端拉力大小与定滑轮所挂物体重力大小相等。这种方式有局限性，不能测出定滑轮所挂重物任意质量下绳自由端的拉力大小。

在教学中采用第三种方式探究定滑轮绳子自由端的拉力和所挂物体重力的关系。引课魔盒中两个定滑轮组合，改变绳子自由端的拉力方向。先将一个定滑轮固定在上方，绳子的一端系重物另一端绕过定滑轮周边的凹槽后绳的拉力向下，在第一个定滑轮的下方合适位置固定一个定滑轮，将上方定滑轮向下的绳子拉力绕在下方定滑轮轴下方的凹槽中，将向下的绳子拉力改变为向上的方向，方便正常使用弹簧测力计，能够准确地找出绳自由端拉力和所挂物重的大小关系。学生在三种不同测量方式的改进中，体会创新的过程，培养学生的创新精神。

三、使用自制等格线板解决两种滑轮及滑轮组中绳自由端移动距离与所挂重物上升距离的关系，提高学生实验中测量距离关系的效率和准确率。

常规教学中学生探究定滑轮、动滑轮以及滑轮组的分组实验时，采用将滑轮或滑轮组安装在铁架台上，用刻度尺测量距离。在实验过程中滑轮不稳定，刻度尺测量距离误差大都会影响测量结果。在教学中在白纸上画3 厘米宽的等格线，然后均匀地贴在尺寸规则地塑料板上，将贴好等格线塑料板牢固地固定在铁架台上，安装滑轮能够解决滑轮不稳的情况。物体的初始位置和绳子自由端的初始位置选整格为起点并在板上作标记，用手握住绳端。物体上升距离终点做标记并记录上升格数，手端移动距离终点做标记并与物体上升格数作比较，从而得出定滑轮、动滑轮以及滑轮组绳子自由端移动和物体上升距离间的关系。学生实验时只需要准确地标记和数清楚格数，就能准确快速地得出距离关系，提高实验的效率和准确度。学生在实验中体验教师改进等格线板的优点，鼓励学生在物理学习中多尝试创新。

四、教师将滑轮实验展示在黑板上增强可视性，并解决绳子拉力方向与滑轮轴不平行时距离间的关系。

教学中使用磁吸式四线格拼接成大等格线板吸附在黑板上，用磁吸式挂钩将滑轮实验在水平黑板上完成，增强实验的可视性全班学生都能看到明显的实验现象。实验过程中滑轮稳定性强，教师完成了两个定滑轮组合实现弹簧测力计正常测量定滑轮力的特点；动滑轮和滑轮组力的特点，以及拉力方向与滑轮轴不平行时拉力变大的情况；当绳子端拉力方向与滑轮轴不平行时，将磁吸等格线倾斜放置与拉力方向垂直，通过匀速拉动物体用数格子的方法测量出距离关系与拉力方向不改变时一致。教师由浅入深的教学降低学习难度，通过针对性地问题设置，学生在解决问题过程中思维得到提升。

总之，尽管滑轮教学确实存在理想情况与实际不符的情况，在教学中要让学生在课堂中进行滑轮实验，在实验中发现更多的问题并解决，使结论模型化，建立受力分析模型，从而帮助学生理解理想滑轮特点，最终提高学生的物理核心素养。