從趣味控制變量法談物理核心素養(yǎng)

摘 要：新課程改革已進(jìn)入深水區(qū)，傳統(tǒng)的以三維目標(biāo)為核心的課程評(píng)價(jià)體系逐漸向以適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展、滿足社會(huì)需求為主體的核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化.物理學(xué)科應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生具有“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的核心素養(yǎng)，當(dāng)學(xué)生具有了這樣的必備品格將在長(zhǎng)期的社會(huì)生活中科學(xué)解決問題，比如控制變量法在生活中的靈活運(yùn)用就是物理核心素養(yǎng)的體現(xiàn).

關(guān)鍵詞：控制變量；核心素養(yǎng)；科學(xué)探究

1 控制變量法

物理學(xué)中對(duì)于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個(gè)單因素的問題.每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法.它是科學(xué)探究中的重要思想方法，廣泛地運(yùn)用于各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中.例如探究實(shí)驗(yàn)：探究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系；探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素；探究影響金屬電阻率的因素；探究探究影響動(dòng)能大小的因素；探究影響重力勢(shì)能大小的因素；驗(yàn)證歐姆定律等實(shí)驗(yàn).

2 生活中的趣味控制變量法

案例一 平時(shí)人們?nèi)ベI衣服主要關(guān)注衣服的款型、大小和價(jià)格.當(dāng)我們走進(jìn)玲瑯滿目的商場(chǎng)，首先會(huì)從眾多款型中挑選出自己心儀的衣服，這時(shí)候售貨員會(huì)挑選出各種尺碼給我們?cè)嚧?，選中適合自己的衣服后，考慮到價(jià)格因素，人們還會(huì)到其他柜臺(tái)或其他商場(chǎng)去比較價(jià)格，最終選擇到自己喜歡的款型，合適的尺碼，便宜的價(jià)格的衣服.

案例二 去飯店就餐，點(diǎn)了一份活血辣子雞，吃起來總覺得味道不新鮮，與店主理論也說不清.無奈之下一食客進(jìn)廚房，點(diǎn)了一只活雞，當(dāng)面看著廚師宰殺，使用相同的佐料和食材，采用相同的烹飪方法和時(shí)間.一會(huì)兒功夫，第二盆辣子雞端上桌來，嘗后鮮不絕口，店主不得不承認(rèn)原來那盆菜的食材不夠新鮮.

案例一是控制款型、尺碼來比較價(jià)格，案例二是控制烹飪方法和時(shí)間，通過比較口感來反推食材是否新鮮，這就是生活中的控制變量法.問題來了，控制變量法是從哪學(xué)來的？其實(shí)是在物理課堂上學(xué)來的一種研究方法，是物理學(xué)科培養(yǎng)出來的核心素養(yǎng).

3 物理核心素養(yǎng)

素養(yǎng)區(qū)別于素質(zhì)，素質(zhì)在《辭海》中注解有三種：（1）人的生理上原來的特點(diǎn)；（2）事物本來的性質(zhì)；（3）完成某種活動(dòng)所必需的基本條件.《360百科》中素質(zhì)本來含義是指有機(jī)體與生俱來的生理解剖特點(diǎn)，即生理學(xué)上所說的“遺傳素質(zhì)”，它是人的能力發(fā)展的自然前提和基礎(chǔ).由此可見素質(zhì)偏向與先天有關(guān)，不是與教育相關(guān).什么是素養(yǎng)，素養(yǎng)是由訓(xùn)練和實(shí)踐而獲得的技巧或能力——與教育相關(guān).素養(yǎng)是指一個(gè)人的修養(yǎng)，從廣義上講，包括道德品質(zhì)、外表形象、知識(shí)水平與能力等各個(gè)方面.而核心素養(yǎng)（Key Competencies）是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力.綜合表現(xiàn)為9大素養(yǎng)：社會(huì)責(zé)任；國(guó)家認(rèn)同；國(guó)際理解；人文底蘊(yùn)；科學(xué)精神；審美情趣；身心健康；學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)；實(shí)踐創(chuàng)新.

學(xué)生在高中學(xué)習(xí)階段，學(xué)校教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生物理的核心素養(yǎng)是什么？學(xué)生在接受高中物理教育過程中逐步形成的，適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會(huì)發(fā)展所需要的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、關(guān)鍵能力、科學(xué)情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面的表現(xiàn)，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)集中體現(xiàn)的帶有物理特征的品質(zhì).正因?yàn)檫@樣，按學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的自然屬性，分為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度：（1）“物理觀念”是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)；（2）“科學(xué)思維”是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程，是分析綜合、推理論證等方法的內(nèi)化，是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判、檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)；（3）“科學(xué)探究”是指提出科學(xué)問題、形成猜測(cè)和假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對(duì)科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力；（4）“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)、理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的基礎(chǔ)上，逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感.

物理教學(xué)最本質(zhì)、最核心的追求是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，對(duì)物理核心素養(yǎng)認(rèn)識(shí)及對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略，是一個(gè)不斷深入的過程.我們應(yīng)不斷地探索、思考、實(shí)踐，滲透思想方法，加強(qiáng)科學(xué)方法的教育.比如理想模型、理想實(shí)驗(yàn)、外推法、比值定義法、控制變量法、微元法、圖象法、等效替代法、類比法、放大法、猜想假設(shè)法、平均思想法、整體隔離法、臨界問題分析法、對(duì)稱法、尋找守恒法等，將這些方法滲透于教學(xué)之中，內(nèi)化為學(xué)生行為習(xí)慣和處事哲學(xué).前文中的兩個(gè)趣味控制變量法案例，就是當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)物理之后，滲透在生活中的科學(xué)思維和科學(xué)探究精神，這正是教學(xué)物理的初衷.

當(dāng)學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理具備了“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”這四個(gè)維度的核心素養(yǎng)，將能適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要.

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