物理學是人類科學文化的重要組成部分，是技術進步的重要基礎，引領人類探索自然界的奧秘，加深人類對自然界的理解。從經典的牛頓定律到現代相對論和量子理論，物理學的發展對人類社會的發展具有重要意義。目前的高中課程標準注重學生在基礎知識基礎上的科學素養，注重學生的科學素養，注重學生身體觀念、科學精神、科學態度、科學態度和責任感的培養。在中國新一輪課程改革的關鍵時期，培養學生的核心素養無疑至關重要。在下文中，筆者以選修課 3-1 《庫侖定律》的教材版為例，根據物理核心素養的要求，積極探索基于物理核心素養培養的課堂教學嘗試。
1. 基于物理核心素養培養的課堂教學嘗試
本課程的教學過程由新課程介紹、定性論證實驗、學生定量探索實驗、庫侖定律內容講解四個部分組成，每一部分都體現了新課程標準中物理學核心素養中的物理概念、科學思維、科學探究、科學態度和責任。
（1） 物理概念——物理基礎核心素養
物理學的概念主要包括物質的概念、運動的概念、相互作用的概念、能量的概念等，側重于三維目標中的知識和技能。教師不僅需要引導學生學習由物理現象、物理概念和物理規律組成的物理知識和結構，還需要提煉和升華他們腦海中特定知識所包含的概念理解，構建自己的物理系統，形成物理概念。學生只有體驗物理知識的形成過程，理解物理知識的內涵，才能將物理知識轉化為物理概念。
在新課的介紹中，老師首先讓學生觀察一個小魔術，并思考小魔術現象的原因，從而建構學生的身體概念。小魔法：用棍子滾動罐子，不要碰它。操作步驟：將空罐放在較光滑的木板上，用蘸有絲的玻璃棒觸摸罐子，使罐子帶正電，用搓有毛皮的橡膠棒接近罐子，罐子就會滾動。
這個小小的魔術所包含的主要物理概念是：
1. 材料概念：學生通過思考和回憶回憶起一開始學到的電荷之間的相互作用，遵循“相同的電荷相互排斥，不同的電荷相互吸引”的規律。
2. 相互作用的概念：本課程主要研究電荷之間的相互作用，無論是實驗中引入的橡膠棒和罐子，還是定性實驗中的大金屬球和小球，還是定量實驗中的兩個金屬球，都是為了研究兩個帶電體之間的相互作用。
3、運動的概念：罐頭之所以移動，是因為不同電荷的相互吸引，即使兩個物體沒有相互接觸，它們也會由于靜電力而移動，這是一種非接觸力。
（2） 科學思維——身體核心素養的中心
科學思維主要包括模型構建、科學推理、科學論證、質疑和創新。科學思維是物理核心素養的中心，而傳統的物理教學很容易使學生形成思維定勢，因此在物理課堂教學過程中，教師應抓住各種機會鍛煉學生的科學思維，加強科學思維的培養。科學思維的培養主要體現在要求學生學習科學的思維方法，對物理問題有自己的見解，從不同的角度思考問題，同時能夠質疑和批評不同的觀點和結論。要求學生具備使用科學證據的意識和評價科學證據的能力，能夠根據科學證據解釋、解釋、分析和預測不同的物理問題。
本課對學生科學思維的培養主要體現在兩部分，第一部分是講解點電荷的概念，運用理想化模型的科學思想。第二部分是探索定量實驗部分的學生，讓學生嘗試探究庫侖力與帶電體之間的定量關系以及兩個帶電體之間的距離，與傳統的教學方法不同，老師制作自己的教具，并向學生介紹實驗設備： 電子秤、保溫盤、自制底座、小金屬球、用細線懸掛的小金屬球、尺子、毛皮、橡膠棒、絲綢、玻璃棒，并讓學生以小組形式討論實驗方案的設計，讓學生自己做實驗。實驗程序：將一個金屬球放在電子秤上，用絲綢摩擦的玻璃棒接觸金屬球，使金屬球帶正電，然后用毛皮摩擦的橡膠棒接觸另一個金屬球，使帶負電的金屬球靠近帶正電的金屬球， 并觀察電子秤的指示是否發生變化，學生會發現沒有變化。表示兩個金屬球之間的力太小。也許是原因就是電荷量太少，所以讓學生們重復剛才的實驗步驟，但此時不是帶負電的金屬球靠近它，而是直接用橡膠棒摩擦毛皮靠近它，這時，讓學生們觀察電子秤的變化， 電子秤發生了變化，但變化很小，電子秤的變化是兩個帶電體之間的力，但是此時無法用尺子測量兩個帶電體之間的距離，因為橡膠棒上的電荷分布不均勻。本實驗的目的是讓學生能夠運用科學的思路，自己解決實驗中遇到的問題。老師指導學生提出定量實驗中遇到的問題：（1）帶電體之間的力較小，沒有足夠的精密測量儀器;如何確定帶電體之間的定量關系？（2） 如果無法比較收費次數，如何確定收費金額的定量關系？（3）當橡膠棒靠近帶電體時，指示不同，但帶電體上的電荷分布不清楚，難以測量帶電之間的距離。如何確定充電之間的距離？并引導學生運用科學思維，推導出三個難點對策：放大思路：力很小，但力的作用（使吊絲扭捻）可以更明顯。改造思路：力的大小與懸吊的扭力成正比，通過測量懸吊扭角的多重關系可以得到力的多重關系。（2）均衡的思想：帶Q的金屬球和相同的不帶電的金屬球碰撞分離，每個球都帶Q/2，用同樣的方式可以得到Q/4、Q/8、Q/16等的多重關系（電荷在兩個相同的金屬球之間平均分配）。（3） 理想化模型思想：將帶電的金屬球視為點電荷（理想化模型），距離由刻度間接測量。
（3） 科學探究：物理學核心素養的關鍵
物理學是一門以實驗為基礎的科學，學習物理的過程實際上是通過學生自身的觀察、實驗探索等活動的經驗，發現和解決問題、構建知識、形成概念的過程。在物理實驗探索過程中，要求學生具有探究意識，能夠提出物理問題，并發現物理定律。具備設計實驗調查方案的能力，獲取和處理證據和信息的能力，能夠在正確執行實驗調查方案后得出結論和做出解釋;學生需要能夠收集和分析信息，溝通、評估和反思實驗探究的過程和結果。
科學探究主要體現在定性論證實驗和定量探究上，定性實驗是探究影響電荷間相互作用力的因素的實驗，讓學生猜測電荷間的相互作用力可能與距離、電荷量、帶電體的大小和形狀以及帶電體所在的空間材料有關。此外，滲透了控制變量法的科學探究法，介紹了點電荷的理想化模型，并通過電荷間力演示器演示了電荷之間的相互作用力與電荷量和距離之間的關系。向學生簡要介紹實驗設備，并詢問他們可以觀察到什么來可視化兩個帶電物體之間的相互作用。通過比較懸索的偏角大小，判斷帶電體之間的力，并且偏角越大，力越大。實驗探索步驟：（1）保持一定距離 r 研究相互作用力 F 與電荷 Q 的關系。將大金屬球和泡沫球并排放置，用被毛皮摩擦的橡膠棒觸摸大金屬球物理學科網高中物理，發現球偏轉，并詢問球為什么偏轉？這是因為它們具有相同的電荷并相互排斥物理學科網高中物理，所以它們會偏轉。繼續用毛皮摩擦橡膠棒接觸大金屬球，增加大金屬球的電荷，讓同學們觀察細線偏轉角度的變化。學生將觀察到，磁偏角隨著電荷量的增加而增加。（2） 保持電量 q 不變，研究相互作用力 F 與距離 r 之間的關系。將大金屬球從泡沫球上移開，觀察懸垂線偏角的變化。因此，得出定性實驗結論：如果距離 r 恒定，則電量 q 增加，磁偏角增加，力 F 增加。電的量 q 是恒定的，距離 r 越小，偏角越大，力 F 越大。科學探究的過程也可以體現在定量實驗中。
（4） 科學的態度和責任感——體能核心素養的靈魂
科學的態度和責任感是物理學從價值層面需要培養的核心素養，是物理學核心素養的靈魂，主要是指對科學的態度和價值觀。在這個層次上，學生需要理解科學的本質，理解科學之間的關系。技術 ·社會·環境 （STSE） 并逐漸形成正確的科技態度和責任感。
老師通過介紹庫侖扭力刻度實驗裝置，講解庫侖扭力刻度實驗原理，播放庫侖扭力刻度實驗視頻，引導學生總結規律，激發學生的科學思維，增強學生對物理的情感。本文通過介紹電荷之間相互作用規律的發展，培養學生的科學素養和求真求實的科學態度，培養學生的社會責任感，實現真正的素質教育。
2. 對教學的反思
（1） 實現科學思維方法的教育
在貫徹核心教學內容的基礎上，設計學生自主探索的定量實驗部分的設計思路，培養學生的科學思維和方法，學生更理想地完成這個環節，老師充分調動學生的積極性，使學生能夠積極參與教學活動， 并通過定量實驗培養學生的實驗、觀察、分析和總結能力，通過庫侖定律的實驗過程留學之路，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程。通過實驗方案的制定和操作，學生將加深對一些研究物理問題常用方法的理解，如控制變量法、放大法、測量變換法等實驗方法。
（2） 核心教學內容的達成情況
通過質量電荷的類比，學生理解點電荷的概念，通過點電荷的學習，學生可以感受到在物理學研究中建立理想模型的重要性。定性和定量實驗使學生能夠理解和掌握庫侖定律及其表達式的含義，并能夠使用庫侖定律進行相關計算。教學過程環環相扣，以提高學生解決實際問題的能力。通過問題的設計與學生的討論，模型的解決可以使學生更清晰地理解物理知識的發展過程，對構建學生開放的知識體系有很大的幫助。探索性實驗的設置與實際相聯系，注重學生的動手操作，親身體驗實驗，緊扣本節主題的要點，通過老師的多層次提問，學生積極發言，讓學生對本節的教學內容有扎實的理解，形成物理概念。
（3） 科學態度和責任目標的達成
通過對庫侖定律建立的回顧和對物理學相關史實的介紹，培養了學生的科學素養，培養了科學探究的態度。鼓勵學生勤奮學習，為我國的科技事業做出貢獻，激發了學生對祖國的熱愛，也體現了科學·技術 ·社會 ·環境，更好地完成 STSE 教育。
3. 對教師的影響
（1） 教師應加強對教材的理解
教師需要學會從學生核心素養的角度解讀教材的結構布局、功能策略和課程目標，構建自己的教學體系，并將自己的思維策略融入具體的教學設計中，從而在實踐中探索和改進。
（2） 教師應注重教學反思
教育是一項特殊的實踐活動，其發展離不開教師的反思。教學反思是教師提高教學質量和教學實踐的重要組成部分，因此培養學生的核心素養還需要教師在反思過程中關注學生思維活動和認知結構的發展，不斷改進和創新教學實踐和教學活動，改進教學設計。在這節課的設計中，我學習了新課程標準，根據新課程標準的要求設計了這部分內容，這節課的主要特點是以培養學生的科學素養為目的，在運用小魔法介紹環節生動形象和吸引人，在探索帶電體之間的相互作用力與電荷量之間的定性關系上距離，讓學生提出自己的猜想，發散學生的思維，在探索它們之間的定量關系中，學生設計實驗、動手實驗、發現錯誤以及在實驗中運用科學思維提出解決方案，活躍了學生的思考，促進了學生的思考，培養了學生發現問題和解決問題的能力， 并使用啟發式教學的形式。新課程改革后，我們先學電學，再學曲線運動和天體運動，所以在庫侖定律上課之前，我們沒有講天體的運動，所以老師沒有辦法用庫侖扭力尺度實驗來類比卡文迪許扭力尺度實驗，讓學生理解力和距離在平方反比比例上的關系， 這應該是新課程改革后最大的知識差異雖然學生實驗不會成功，但讓學生發現實驗不成功的原因，以及解決方案，在這個過程中他們可以培養自己的思考能力和解決問題的能力，進而解釋庫侖的扭力尺度實驗是如何運用這些思路的，以及如何解決這些問題的， 的扭轉尺度實驗不能在課堂上完成。因此，在講解了庫侖扭轉尺度的實驗后，向學生播放庫侖扭轉尺度實驗的實驗視頻，讓學生更深入地了解庫侖定律是如何從庫侖扭轉尺度實驗中推導出來的，學生也會理解平方反比定律。
