核心素養(yǎng)視野下的物理教學(xué)探析

孫娟

摘 要：基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)要有有效的“環(huán)境”：和諧的師生、生生關(guān)系。要有有效的教學(xué)策略：有效的教學(xué)方式，必備品格的滲透，物理科學(xué)方法的教學(xué)，解決問題能力的培養(yǎng)，自學(xué)能力的養(yǎng)成等。期望通過長期循序漸進的堅持，達到提高學(xué)生的核心素質(zhì)，發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，促進學(xué)生不斷發(fā)展的目的。

關(guān)鍵詞：素養(yǎng)；科學(xué)方法；原始問題；終身發(fā)展

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）6-0023-3

1 物理核心素養(yǎng)概念的界定

2015年10月教育部下發(fā)了《普通高中物理課程標準修訂稿》內(nèi)部征求意見稿，在征求意見稿中提出：物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實驗探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個方面的要素構(gòu)成[1]。

2 構(gòu)建和諧的師生、生生關(guān)系

基于核心素養(yǎng)的有效的物理教學(xué)要求發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生在自主探究、深入思考、深層交流探討中，順利地把新知識與新方法納入到自己原有的體系中。這就要求構(gòu)建平等和諧的師生、生生關(guān)系，從而保證課堂寬松且有序，讓學(xué)生掌握新知識與新方法的同時，也學(xué)會尊重他人，形成積極的人生態(tài)度與情感體驗。

3 基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)策略

3.1 設(shè)計有效的教學(xué)方式

課堂是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的主陣地。要有效地推動基于核心素養(yǎng)的教學(xué)改革，就要保證課堂教學(xué)方式的有效性。有效，是指教學(xué)方式能有效地突破教材重難點，同時能促進學(xué)生的發(fā)展。以實驗探究教學(xué)為例。設(shè)計實驗方案時，要鼓勵發(fā)散思維，創(chuàng)新思維，同時確保學(xué)生真實地思考、交流；實驗時，要做到合理分工，保證每一位學(xué)生都能帶著任務(wù)、伴著思考分工合作，有效實驗；評估時，讓學(xué)生真實地反饋實驗現(xiàn)象與猜想或現(xiàn)實的差距，并讓學(xué)生認真思考提出方案進行修正或改進實驗等。不論采取何種教學(xué)方式，都要確保全員全程真實地參與，讓學(xué)生自己產(chǎn)生問題而不是教師提出問題，從而提高學(xué)生的思維品質(zhì)，教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為本”的新課程改革的核心指導(dǎo)思想，切不可為教學(xué)形式而形式。

3.2 滲透價值的引領(lǐng)，培養(yǎng)必備的品格

價值觀是人心靈的風(fēng)向標。一個人如果不知道什么是有價值的，什么是值得追求、堅守、效仿的，他必會誤入歧途，人的素養(yǎng)就會有根本的缺陷?？梢妰r值觀教育的重要性。物理教材中價值目標可以從兩個方面挖掘。一是物理學(xué)史。如開普勒質(zhì)疑與導(dǎo)師第谷8'的角度誤差，經(jīng)過4年多刻苦的計算，發(fā)現(xiàn)了開普勒的三個定律，推動了對天體動力學(xué)問題的研究。開普勒嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實事求是的科學(xué)精神，不迷信權(quán)威、敢于質(zhì)疑的批判精神，在不平坦的科學(xué)道路上執(zhí)著追求真理的敬業(yè)精神，都是值得后人學(xué)習(xí)的。二是科學(xué)內(nèi)容本身也有價值目標。如第一類永動機違反了能量守恒定律而無法制造成功，如力的作用是相互的等，都滲透著深刻的人生觀、價值觀的教育。物理學(xué)科中蘊含著具體豐富、不盡相同的價值內(nèi)容及形態(tài)。教師要善于挖掘教學(xué)內(nèi)容中內(nèi)隱的價值因素，在教學(xué)中滲透價值觀的引領(lǐng)，促進學(xué)生形成健康的人生態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生必備的品格。

3.3 注重物理科學(xué)方法的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)

物理科學(xué)方法的教育內(nèi)容主要包括三部分：思維方法、物理方法和科學(xué)方法觀。思維方法主要包括抽象、概括、推理、比較、分析、綜合等方法。物理方法是物理知識建構(gòu)中特有的方法，如比值定義法、理想模型法、整體法、隔離法等[2]。

科學(xué)方法是物理核心素養(yǎng)的主要要素之一，支配著知識的獲取和應(yīng)用，實現(xiàn)知識體系建構(gòu)與智力發(fā)展之間的平行和同步，能有效地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是學(xué)生離開學(xué)校后學(xué)習(xí)與工作最有力的工具。科學(xué)方法更是促進了科技的發(fā)展、人類的進步。如伽利略通過理想實驗法推翻了統(tǒng)治人們一千多年的亞里士多德的關(guān)于力與運動的錯誤理論，推動了物理學(xué)的發(fā)展。因此，掌握科學(xué)方法比掌握具體的物理知識更具有長遠的意義。

科學(xué)方法的掌握要通過訓(xùn)練才能得到強化。教師不能直接將物理概念或規(guī)律等告知學(xué)生，而要將物理知識與科學(xué)方法相結(jié)合，讓物理知識運用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)方法合乎邏輯地歸納得出，促進學(xué)生思維的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。下面均以“密度”為例，探討如何貫徹科學(xué)方法的教學(xué)。

首先，創(chuàng)設(shè)情景引發(fā)思維動機。只有調(diào)動了學(xué)生的內(nèi)在因素，思維發(fā)展才有了不竭的動力。在學(xué)生利用氣味、顏色、硬度鑒別了水、醋等物質(zhì)后，提出如何區(qū)別外觀一樣的鐵塊與鋁塊。學(xué)生顯然無法用上述方法鑒別，引發(fā)了思維動機，激發(fā)了好奇心。其次，進行思維加工，形成概念。如圖1，通過合理的邏輯解決了為什么要測量兩個量的問題：①用人們對經(jīng)典物理世界最樸素、最本原的感知引入；②運用控制變量法，明確控制體積相同，比質(zhì)量；③運用類比，引入物質(zhì)疏密概念；④運用遷移法，明確比較物質(zhì)疏密有兩種方法；⑤通過分析、比較、綜合，選擇最優(yōu)方案，明確測量兩個量的意義。而后進行實驗，通過對數(shù)據(jù)的分析、對比，進一步利用圖像，結(jié)合數(shù)學(xué)分析、歸納，“無意間”發(fā)現(xiàn)了同種物質(zhì)與不同種物質(zhì)的規(guī)律，從而引入密度的概念，達到“無心插柳柳成蔭”的預(yù)設(shè)目的。思維加工過程，教師要顯化科學(xué)方法的教育，同時明確各種科學(xué)方法的條件、步驟和意義，使學(xué)生得到有效的訓(xùn)練，加速學(xué)生的認知過程。最后，進行反思總結(jié)思維過程。總結(jié)過程，即學(xué)生用外在的語言規(guī)范內(nèi)在思維的過程，有助于探索自身思考的過程，促進對知識的理解，提升學(xué)習(xí)的品質(zhì)，促進學(xué)習(xí)能力的提高。

3.4 關(guān)注原始物理問題，提高學(xué)科素養(yǎng)

原始物理問題基于自然界、社會生活中客觀存在的物理現(xiàn)象和物理事實編制，其主要特點為：情境性、條件的隱蔽性、探索性、開放性[3]。如：1995年10月28日，加拿大人杰伊·科克倫靠一根平衡桿走鋼絲跨越長江三峽?？瓶藗惾绾问褂檬种械拈L桿？這樣的問題就稱為原始問題。

3.4.1 相關(guān)理論

人的思維的生理基礎(chǔ)是人的大腦，人腦是一個耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。耗散結(jié)構(gòu)需要與外界不斷進行能量和物質(zhì)的交換，在外界條件變化達到一定的閾值時，系統(tǒng)就可以產(chǎn)生突變，從原有的混沌無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮楦呒壍挠行驙顟B(tài)。“耗散結(jié)構(gòu)”理論認為，非平衡是有序之源。人的思維之所以不斷深化，是因為在大腦的認知過程中，原有圖式結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)被外來的刺激所打破，發(fā)生“同化”或更深刻的“順應(yīng)”作用，使原來的圖式得到充實或改革，達到新的水平和新的平衡。原始物理問題是一種“活”的結(jié)構(gòu)，它能刺激學(xué)生的思維，使之遠離平衡狀態(tài)，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的。

3.4.2 原始物理問題與物理習(xí)題的相互轉(zhuǎn)化

原始問題與物理習(xí)題的關(guān)系如圖2所示[4]。我國的物理教育基本上局限在圖2所示的虛線框內(nèi)。學(xué)生長期習(xí)慣解答“數(shù)學(xué)模型”習(xí)題，碰到實際問題時，往往無從下手，解決實際問題的能力得不到提高，更談不上培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。而原始物理問題呈現(xiàn)的只是對物理情景的描述，沒有習(xí)題的“已知量”和“待求量”，它需要學(xué)生利用間接經(jīng)驗知識去抽象、設(shè)置問題，從而解決直接經(jīng)驗問題。教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用分析、抽象、概括等科學(xué)方法將原始問題轉(zhuǎn)化為物理習(xí)題，再運用假設(shè)、等效模型、近似等科學(xué)方法進一步解決問題。如以上走鋼絲的原始問題，不同學(xué)生的視角不同，設(shè)置的問題就會不同。有的從穩(wěn)度角度考慮，認為要增大長桿的質(zhì)量且放低位置；有的考慮到角動量；有的考慮到空氣對長桿的阻力影響平衡性等。把原始問題轉(zhuǎn)化為習(xí)題，學(xué)生需要綜合運用一系列科學(xué)方法后建立物理等效模型，能有效提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生把物理習(xí)題編制成原始物理問題。如圖3，給出燒杯的底面積、木塊與鐵球的質(zhì)量及鐵的密度，求將鐵球沉入水中后，浸到木塊的液面下降了多少。單純地解決這樣的數(shù)學(xué)模型無法體現(xiàn)物理意義，把習(xí)題與生活相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生用小水池代替燒杯、小木塊還原成小船、小鐵塊換成石頭等即還原成了原始問題。通過原始物理問題與物理習(xí)題的相互轉(zhuǎn)化，促進科學(xué)方法教育，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

3.4.3 原始物理問題與物理習(xí)題相結(jié)合

原始問題的引入不意味著完全排斥習(xí)題。在關(guān)注原始問題的同時，也要保留習(xí)題的優(yōu)點，并通過兩者的相互結(jié)合發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，提高核心素養(yǎng)。習(xí)題教學(xué)中，應(yīng)注意解題方法、思路的引導(dǎo)，注意培養(yǎng)發(fā)散思維，體現(xiàn)思維的開放性、深刻性、創(chuàng)造性等。如判斷未知電源正負極的方法，學(xué)生設(shè)計了運用電流表（配上滑動變阻器）、電壓表、發(fā)光二極管等來辨別，甚至有同學(xué)選擇了化學(xué)中的霍夫曼電解器（如圖4）來判斷，實現(xiàn)了跨學(xué)科的設(shè)計，體現(xiàn)了思維的開放性。

知識轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的重要途徑是情景。教師在設(shè)置應(yīng)用性習(xí)題時，盡量為物理知識模擬真實的問題情境，在解決實際問題過程中，建立知識與知識的聯(lián)系，進行思維的碰撞，提高思維的品質(zhì)。

例 力的合成與分解的應(yīng)用設(shè)計如下，當(dāng)汽車陷入泥坑中時，汽車駕駛員按圖5的方法，用鋼索把汽車和柱子拴緊，在鋼索的中央用輕小的垂直于鋼索的側(cè)向力豎直向上拉就可以將汽車拉出泥坑。請說明理由。

3.5 培養(yǎng)自學(xué)能力，實現(xiàn)終身發(fā)展

經(jīng)過思維的訓(xùn)練，學(xué)生學(xué)會了學(xué)習(xí)的方法，自學(xué)能力得到有效的提高，學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力得以發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)適當(dāng)放手，讓學(xué)生自主運用所學(xué)的知識與方法獲取新知識。例如，教師可以在適當(dāng)?shù)臅r間與場合，選擇合適的內(nèi)容，在教師的點撥下，讓學(xué)生自學(xué)交流；或者教師選擇合適的教材，引導(dǎo)學(xué)生運用遷移法等，讓學(xué)生“多學(xué)”，教師“少教”，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。長期、科學(xué)的堅持必將促進學(xué)生核心素養(yǎng)的提高。

現(xiàn)代社會科技發(fā)展突飛猛進，學(xué)生走出校門進入社會需要不斷地自學(xué)才能實現(xiàn)不斷地成長，以適應(yīng)社會發(fā)展的需求。因此，培養(yǎng)自學(xué)能力促進其終身發(fā)展顯得尤為重要。

4 應(yīng)注意的問題

核心素養(yǎng)視野下的物理教學(xué)不論采取何種策略都離不開“以人為本”“以生為本”；不論采取何種教學(xué)手段培養(yǎng)品格或能力，都要遵循循序漸進的原則；注意因材施教，“材”包括地域、學(xué)情、教材，注意差異性教學(xué)等。

參考文獻：

[1]彭前程.積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué)[J].中學(xué)物理，2016（2）：1-2.

[2]邢紅軍.初中物理高端備課[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[3]楊蕾，胡銀泉.論中學(xué)物理教學(xué)中引入原始問題的重要性[J].物理教學(xué)探討，2015，33（9）：9-10.

[4]于克明.談“原始問題”與能力培養(yǎng)[J].大學(xué)物理，1997（5）：44.

（欄目編輯 劉 榮）