物理学是人类科学文化的重要组成部分，是技术进步的重要基础，引领人类探索自然界的奥秘，加深人类对自然界的理解。从经典的牛顿定律到现代相对论和量子理论，物理学的发展对人类社会的发展具有重要意义。目前的高中课程标准注重学生在基础知识基础上的科学素养，注重学生的科学素养，注重学生身体观念、科学精神、科学态度、科学态度和责任感的培养。在中国新一轮课程改革的关键时期，培养学生的核心素养无疑至关重要。在下文中，笔者以选修课 3-1 《库仑定律》的教材版为例，根据物理核心素养的要求，积极探索基于物理核心素养培养的课堂教学尝试。
1. 基于物理核心素养培养的课堂教学尝试
本课程的教学过程由新课程介绍、定性论证实验、学生定量探索实验、库仑定律内容讲解四个部分组成，每一部分都体现了新课程标准中物理学核心素养中的物理概念、科学思维、科学探究、科学态度和责任。
（1） 物理概念——物理基础核心素养
物理学的概念主要包括物质的概念、运动的概念、相互作用的概念、能量的概念等，侧重于三维目标中的知识和技能。教师不仅需要引导学生学习由物理现象、物理概念和物理规律组成的物理知识和结构，还需要提炼和升华他们脑海中特定知识所包含的概念理解，构建自己的物理系统，形成物理概念。学生只有体验物理知识的形成过程，理解物理知识的内涵，才能将物理知识转化为物理概念。
在新课的介绍中，老师首先让学生观察一个小魔术，并思考小魔术现象的原因，从而建构学生的身体概念。小魔法：用棍子滚动罐子，不要碰它。操作步骤：将空罐放在较光滑的木板上，用蘸有丝的玻璃棒触摸罐子，使罐子带正电，用搓有毛皮的橡胶棒接近罐子，罐子就会滚动。
这个小小的魔术所包含的主要物理概念是：
1. 材料概念：学生通过思考和回忆回忆起一开始学到的电荷之间的相互作用，遵循“相同的电荷相互排斥，不同的电荷相互吸引”的规律。
2. 相互作用的概念：本课程主要研究电荷之间的相互作用，无论是实验中引入的橡胶棒和罐子，还是定性实验中的大金属球和小球，还是定量实验中的两个金属球，都是为了研究两个带电体之间的相互作用。
3、运动的概念：罐头之所以移动，是因为不同电荷的相互吸引，即使两个物体没有相互接触，它们也会由于静电力而移动，这是一种非接触力。
（2） 科学思维——身体核心素养的中心
科学思维主要包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑和创新。科学思维是物理核心素养的中心，而传统的物理教学很容易使学生形成思维定势，因此在物理课堂教学过程中，教师应抓住各种机会锻炼学生的科学思维，加强科学思维的培养。科学思维的培养主要体现在要求学生学习科学的思维方法，对物理问题有自己的见解，从不同的角度思考问题，同时能够质疑和批评不同的观点和结论。要求学生具备使用科学证据的意识和评价科学证据的能力，能够根据科学证据解释、解释、分析和预测不同的物理问题。
本课对学生科学思维的培养主要体现在两部分，第一部分是讲解点电荷的概念，运用理想化模型的科学思想。第二部分是探索定量实验部分的学生，让学生尝试探究库仑力与带电体之间的定量关系以及两个带电体之间的距离，与传统的教学方法不同，老师制作自己的教具，并向学生介绍实验设备： 电子秤、保温盘、自制底座、小金属球、用细线悬挂的小金属球、尺子、毛皮、橡胶棒、丝绸、玻璃棒，并让学生以小组形式讨论实验方案的设计，让学生自己做实验。实验程序：将一个金属球放在电子秤上，用丝绸摩擦的玻璃棒接触金属球，使金属球带正电，然后用毛皮摩擦的橡胶棒接触另一个金属球，使带负电的金属球靠近带正电的金属球， 并观察电子秤的指示是否发生变化，学生会发现没有变化。表示两个金属球之间的力太小。也许是原因就是电荷量太少，所以让学生们重复刚才的实验步骤，但此时不是带负电的金属球靠近它，而是直接用橡胶棒摩擦毛皮靠近它，这时，让学生们观察电子秤的变化， 电子秤发生了变化，但变化很小，电子秤的变化是两个带电体之间的力，但是此时无法用尺子测量两个带电体之间的距离，因为橡胶棒上的电荷分布不均匀。本实验的目的是让学生能够运用科学的思路，自己解决实验中遇到的问题。老师指导学生提出定量实验中遇到的问题：（1）带电体之间的力较小，没有足够的精密测量仪器;如何确定带电体之间的定量关系？（2） 如果无法比较收费次数，如何确定收费金额的定量关系？（3）当橡胶棒靠近带电体时，指示不同，但带电体上的电荷分布不清楚，难以测量带电之间的距离。如何确定充电之间的距离？并引导学生运用科学思维，推导出三个难点对策：放大思路：力很小，但力的作用（使吊丝扭捻）可以更明显。改造思路：力的大小与悬吊的扭力成正比，通过测量悬吊扭角的多重关系可以得到力的多重关系。（2）均衡的思想：带Q的金属球和相同的不带电的金属球碰撞分离，每个球都带Q/2，用同样的方式可以得到Q/4、Q/8、Q/16等的多重关系（电荷在两个相同的金属球之间平均分配）。（3） 理想化模型思想：将带电的金属球视为点电荷（理想化模型），距离由刻度间接测量。
（3） 科学探究：物理学核心素养的关键
物理学是一门以实验为基础的科学，学习物理的过程实际上是通过学生自身的观察、实验探索等活动的经验，发现和解决问题、构建知识、形成概念的过程。在物理实验探索过程中，要求学生具有探究意识，能够提出物理问题，并发现物理定律。具备设计实验调查方案的能力，获取和处理证据和信息的能力，能够在正确执行实验调查方案后得出结论和做出解释;学生需要能够收集和分析信息，沟通、评估和反思实验探究的过程和结果。
科学探究主要体现在定性论证实验和定量探究上，定性实验是探究影响电荷间相互作用力的因素的实验，让学生猜测电荷间的相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的大小和形状以及带电体所在的空间材料有关。此外，渗透了控制变量法的科学探究法，介绍了点电荷的理想化模型，并通过电荷间力演示器演示了电荷之间的相互作用力与电荷量和距离之间的关系。向学生简要介绍实验设备，并询问他们可以观察到什么来可视化两个带电物体之间的相互作用。通过比较悬索的偏角大小，判断带电体之间的力，并且偏角越大，力越大。实验探索步骤：（1）保持一定距离 r 研究相互作用力 F 与电荷 Q 的关系。将大金属球和泡沫球并排放置，用被毛皮摩擦的橡胶棒触摸大金属球物理学科网高中物理，发现球偏转，并询问球为什么偏转？这是因为它们具有相同的电荷并相互排斥物理学科网高中物理，所以它们会偏转。继续用毛皮摩擦橡胶棒接触大金属球，增加大金属球的电荷，让同学们观察细线偏转角度的变化。学生将观察到，磁偏角随着电荷量的增加而增加。（2） 保持电量 q 不变，研究相互作用力 F 与距离 r 之间的关系。将大金属球从泡沫球上移开，观察悬垂线偏角的变化。因此，得出定性实验结论：如果距离 r 恒定，则电量 q 增加，磁偏角增加，力 F 增加。电的量 q 是恒定的，距离 r 越小，偏角越大，力 F 越大。科学探究的过程也可以体现在定量实验中。
（4） 科学的态度和责任感——体能核心素养的灵魂
科学的态度和责任感是物理学从价值层面需要培养的核心素养，是物理学核心素养的灵魂，主要是指对科学的态度和价值观。在这个层次上，学生需要理解科学的本质，理解科学之间的关系。技术 ·社会·环境 （STSE） 并逐渐形成正确的科技态度和责任感。
老师通过介绍库仑扭力刻度实验装置，讲解库仑扭力刻度实验原理，播放库仑扭力刻度实验视频，引导学生总结规律，激发学生的科学思维，增强学生对物理的情感。本文通过介绍电荷之间相互作用规律的发展，培养学生的科学素养和求真求实的科学态度，培养学生的社会责任感，实现真正的素质教育。
2. 对教学的反思
（1） 实现科学思维方法的教育
在贯彻核心教学内容的基础上，设计学生自主探索的定量实验部分的设计思路，培养学生的科学思维和方法，学生更理想地完成这个环节，老师充分调动学生的积极性，使学生能够积极参与教学活动， 并通过定量实验培养学生的实验、观察、分析和总结能力，通过库仑定律的实验过程留学之路，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程。通过实验方案的制定和操作，学生将加深对一些研究物理问题常用方法的理解，如控制变量法、放大法、测量变换法等实验方法。
（2） 核心教学内容的达成情况
通过质量电荷的类比，学生理解点电荷的概念，通过点电荷的学习，学生可以感受到在物理学研究中建立理想模型的重要性。定性和定量实验使学生能够理解和掌握库仑定律及其表达式的含义，并能够使用库仑定律进行相关计算。教学过程环环相扣，以提高学生解决实际问题的能力。通过问题的设计与学生的讨论，模型的解决可以使学生更清晰地理解物理知识的发展过程，对构建学生开放的知识体系有很大的帮助。探索性实验的设置与实际相联系，注重学生的动手操作，亲身体验实验，紧扣本节主题的要点，通过老师的多层次提问，学生积极发言，让学生对本节的教学内容有扎实的理解，形成物理概念。
（3） 科学态度和责任目标的达成
通过对库仑定律建立的回顾和对物理学相关史实的介绍，培养了学生的科学素养，培养了科学探究的态度。鼓励学生勤奋学习，为我国的科技事业做出贡献，激发了学生对祖国的热爱，也体现了科学·技术 ·社会 ·环境，更好地完成 STSE 教育。
3. 对教师的影响
（1） 教师应加强对教材的理解
教师需要学会从学生核心素养的角度解读教材的结构布局、功能策略和课程目标，构建自己的教学体系，并将自己的思维策略融入具体的教学设计中，从而在实践中探索和改进。
（2） 教师应注重教学反思
教育是一项特殊的实践活动，其发展离不开教师的反思。教学反思是教师提高教学质量和教学实践的重要组成部分，因此培养学生的核心素养还需要教师在反思过程中关注学生思维活动和认知结构的发展，不断改进和创新教学实践和教学活动，改进教学设计。在这节课的设计中，我学习了新课程标准，根据新课程标准的要求设计了这部分内容，这节课的主要特点是以培养学生的科学素养为目的，在运用小魔法介绍环节生动形象和吸引人，在探索带电体之间的相互作用力与电荷量之间的定性关系上距离，让学生提出自己的猜想，发散学生的思维，在探索它们之间的定量关系中，学生设计实验、动手实验、发现错误以及在实验中运用科学思维提出解决方案，活跃了学生的思考，促进了学生的思考，培养了学生发现问题和解决问题的能力， 并使用启发式教学的形式。新课程改革后，我们先学电学，再学曲线运动和天体运动，所以在库仑定律上课之前，我们没有讲天体的运动，所以老师没有办法用库仑扭力尺度实验来类比卡文迪许扭力尺度实验，让学生理解力和距离在平方反比比例上的关系， 这应该是新课程改革后最大的知识差异虽然学生实验不会成功，但让学生发现实验不成功的原因，以及解决方案，在这个过程中他们可以培养自己的思考能力和解决问题的能力，进而解释库仑的扭力尺度实验是如何运用这些思路的，以及如何解决这些问题的， 的扭转尺度实验不能在课堂上完成。因此，在讲解了库仑扭转尺度的实验后，向学生播放库仑扭转尺度实验的实验视频，让学生更深入地了解库仑定律是如何从库仑扭转尺度实验中推导出来的，学生也会理解平方反比定律。
