基于核心素养导向的高中物理教学设计研究
自21世纪以来，“核心素养”的浪潮席卷了世界上许多国家、地区以及国际组织。构建核心素养框架，建立各学科、各年级的学生发展核心素养体系已成为深化课程改革，推行素质教育的基本要求，也成为我国提升教育国际竞争力，落实立德树人根本任务的迫切需要。在我国进行新一轮课程改革的关键时期，培养学生的核心素养无疑变得至关重要。
下面笔者以人教版选修3-1“反冲运动 火箭”为例，依照物理核心素养要求，积极探索基于物理核心素养导向下的教学设计。
1 基于物理核心素养导向的教学设计过程
本节课的教学过程由新课导入，提问猜想，实验探究和实例应用四个环节构成，每一环节依次体现物理核心素养中的物理观念，科学思维，实验探究和科学态度与责任。 1.1 物理观念――物理核心素养的基础
物理观念主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，侧重三维目标中的知识与技能方面[2]。物理观念不同于物理知识，它对物理知识具有引领作用，教师需要指导学生在物理学习中，不仅要学习由物理现象、物理概念、物理规律所构成的物理知识及结构，还要将蕴含于具体知识中的观念性认识在头脑中提炼升华，建构属于自己的物理体系，形成物理观念。
学生只有亲身体验物理知识的形成过程，理解物理知识的内涵，才可以将物理知识转化为物理观念。
在新课导入中，教师先让学生观察三个实验，思考实验有没有共同点以及发生此类物理现象的原因，从而建构学生的物理观念。演示实验一：分别向不同方向让充满气的气球飞出，观察他们飞出的方向。演示实验二：播放火箭发射视频。演示实验三：自制的反击式水轮机实验，如图1所示。 这三个实验蕴含的物理观念主要有：
（1）物质观念：气球、火箭、反击式水轮机，可以拓展到生活中的放烟花，或者其它领域的火箭，喷气式飞机，喷水潜艇等。
（2）相互作用观念：本节课主要研究的就是物体的相互作用，实验一研究的是气球飞出时喷出的气体和气球的相互作用，实验二火箭发射时火箭的燃料与火箭的相互作用，实验三反击式水轮机中的水和细管的相互作用。
（3）运动观念：我们将这3个实验中有相互作用的运动称为反冲运动。反冲运动是指一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的过程。
1.2 科学思维――物理核心素养的中心
科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等思维方法[2]。科学思维是物理核心素养的中心，传统的物
理教学容易使学生形成思维定势，因此在物理课堂教学过程中，教师要抓住锻炼学生科学思维的各种机会，加强对科学思维的培养。对于科学思维的培养，主要体现在要求学生学会科学思维方法，对于物理问题有属于自己的观点，从不同的角度思考问题，同时也可以对不同的观点和结论提出质疑和批判；要求学生有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，可以基于科学证据对不同物理问题进行解释说明和分析预测。教师在课堂上着重锻炼学生发现问题和提出问题的能力，对于提问的学生要鼓励，让学生体验到提问创新的满足感，从而在班级中营造良好的学习氛围。
这节课对学生科学思维的培养，主要体现在：
教师在新课引入之后，通过三个实验案例，提出问题，让学生猜想假设：猜想一：这种相互运动与碰撞相同。猜想二：在运动过程中，系统动量守恒。猜想三：反冲运动的系统动量都守恒。教师在学生交流讨论后指导学生建立反冲运动模型。 1.3 实验探究――物理核心素养的关键
物理学是一门以实验为基础的科学，学生学习物理的过程其实就是学生通过自身经历观察、实验探究等活动，发现问题，解决问题，建构知识、形成观念的过程。在物理实验探究过程中，要求学生拥有探究意识，能够提出物理问题，发现物理规律；具有设计实验探究方案，获取和处理证据和信息的能力，可以正确实施实验探究方案后得出结论并做出解释；要求学生可以收集并
分析信息，对实验探究过程和结果进行交流、评估和反思[3]。 实验一：反冲小车（小车内部有三根压缩程度不一致的弹簧，按动开关之后弹簧可以将物体弹出），几个质量不等的小木块。要求每个小组自行分工，学生依据探究实验的流程自己设计实验，最后进行小组讨论。
其中一个小组想要分析影响小车反冲运动速度的原因，猜想小车的重量会影响小车的运动速度，该小组在设计实验方案后利用实验器材和周围有限的资源进行实验，使小车做反冲运动，观察实验现象，由小组内专门成员记录数据，分析实验数据后得出实验结论，并在组内讨论交流，反思和总结整个实验过程。 实验二：纸火箭实验，教师给学生提供稀薄管、火药、支架、火柴和蜡烛等实验器材，让学生自主设计一个关于反冲运动的实验，学生通过上述实验步骤进行实验，最后观察到的实验现象是：锡箔纸向前飞出，与支架运动方向相反。
动量守恒定律的应用对于现阶段的学生来说是一个难点，通过实验探究，使学生在“做中学”，更直观地观察到物理现象，真正地从感性认识上升到理性认识，理解反冲运动的物理实质。 1.4 科学态度与责任――物理核心素养的灵魂
科学态度?c责任是物理学科从价值层面要培养的核心素养，是物理核心素养的灵魂，主要指对待科学的态度与价值观。在这一层面需要学生在认识科学本质、理解科学?技术?社会?环境（STSE）的关系的基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态
度以及责任感[3]。 这一环节的安排是首先播放视频，教师引导学生提炼建模，总结规律，学生自主分析火箭的工作原理，激发学生科学思维，增进学生对物理的情感。
其次分析例题，总结影响火箭获得速度大小的因素，学生通过自己动手计算，得出问题的答案，如果学生的答案不一致，教师也要进行适当的鼓励并让学生自己找出不一致的原因，培养学生敢于质疑的科学品质和求真求实的科学态度。
最后介?B古代火箭的发展，并于现代火箭进行比较，让学生了解一些生活中的具体问题和一些高科技知识，从而领悟科学知识对社会，对经济的意义，培养学生社会责任感，实现真正的素质教育。 2 教学反思
（1）核心教学内容的达成。学生可以在对不同的实验案例进行分析后，总结共同点，进而教师引导学生得出定义，分析原理，教学过程环环相扣，提升学生解决实际问题的能力。模型的求解通过问题的设计，学生的探讨，能使学生更清晰理解物理知识的发展过程，对构建学生开放的知识体系有较大的帮助。探究性实验的设置，联系实际，注重学生的动手操作，亲身体验实验，紧扣本节主题内容要点，通过教师的多层次设问，学生积极发言，使学生能扎实的理解本节教学内容，形成物理观念。 （2）学生的科学思维方法的教育达成。在落实核心教学内容的基础上，整节课设计思路是按照数学建模的思想，从模型的
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