培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)與案例探析

谷建英

摘要：物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，建立在對(duì)其要素的正確理解之上。對(duì)于一線教師來(lái)說(shuō)，這個(gè)理解又源自于實(shí)踐。在對(duì)教學(xué)實(shí)例進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度，可以形成準(zhǔn)確的理解，從而進(jìn)一步指導(dǎo)初中物理教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：初中物理;核心素養(yǎng);要素解讀

核心素養(yǎng)語(yǔ)境的背景之下，學(xué)科核心素養(yǎng)正成為一線教師所關(guān)注的熱門(mén)概念，對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確理解，是實(shí)施核心素養(yǎng)培育的重要前提。筆者在這里從五個(gè)方面進(jìn)行論述：物理學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)要素基本理解;初中物理教學(xué)中物理觀念理解及培育;初中物理教學(xué)中科學(xué)思維理解及培育;初中物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)探究理解及培育;初中物理教學(xué)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任理解及培育。

物理核心素養(yǎng)四要素

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是從物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度來(lái)界定的。對(duì)一個(gè)學(xué)生只有具有了科學(xué)的物理觀念與科學(xué)思維，并能夠在陌生的問(wèn)題情境中通過(guò)自身的探究來(lái)完成問(wèn)題解決，并且能夠在生活、學(xué)習(xí)中保持科學(xué)的態(tài)度以及責(zé)任，才能算是真正的具有了物理學(xué)科核心素養(yǎng)。當(dāng)走出了物理，走向?qū)W科融合，走向生活之后，還能運(yùn)用物理核心素養(yǎng)去面對(duì)世界、判斷事物、解決問(wèn)題，才是核心素養(yǎng)的體現(xiàn)。

物理觀念的理解及培育

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、能量三個(gè)方面的基本認(rèn)識(shí)。在“機(jī)械能的轉(zhuǎn)化”的教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生思考這樣的幾個(gè)問(wèn)題：一個(gè)被舉高的物體能不能做功？它能對(duì)哪個(gè)位置的物體做功？它做功的多少取決于哪些因素？實(shí)際做功的過(guò)程伴隨著哪些能量的變化？少掉的能量去哪里了？多出來(lái)的能量是哪里來(lái)的？如果地球沒(méi)有引力，那舉高的物體還能夠做功嗎？這樣的問(wèn)題鏈，串聯(lián)起了學(xué)生的思維。學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)被舉高的物體之所以能夠做功，是因?yàn)榈厍驅(qū)λ形Γ簿褪钦f(shuō)是因?yàn)槲矬w受到了重力作用;而其能夠做功的對(duì)象肯定是下面的物體，因而高度是舉高物體能夠做功的影響因素;同樣物體自身的質(zhì)量大小也是一個(gè)影響因素，因?yàn)橘|(zhì)量大做功的本領(lǐng)就大;在下落的過(guò)程中，重力勢(shì)能是減小的，而動(dòng)能是增大的……這樣的理解中，物質(zhì)觀念體現(xiàn)在質(zhì)量大小對(duì)重力勢(shì)能以及動(dòng)能大小的影響上;運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念體現(xiàn)在因?yàn)楸慌e高的物體受到了地球的吸引上。對(duì)于能量觀念的形成，筆者讓學(xué)生在理解能量時(shí)將能量想像成物體身上攜帶有形的物質(zhì)，這可以讓學(xué)生對(duì)能量的理解更為形象。

科學(xué)思維的理解及培育

真正從核心素養(yǎng)角度去幫學(xué)生建立科學(xué)思維，需要的是教師從物理學(xué)發(fā)展的規(guī)律的角度進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)施教學(xué)。比如說(shuō)，在“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”的教學(xué)中，需要幫學(xué)生建立“實(shí)驗(yàn)+推理”的思維。于是，在教學(xué)中教師常常是給學(xué)生做斜面實(shí)驗(yàn)，然后去推理得出牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。筆者以為，牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)重要的科學(xué)思維拓展的空間，那就是“為什么小車(chē)要從同一高度向下運(yùn)動(dòng)”。筆者注意到有教師根據(jù)學(xué)生在生活中跳起然后落回地面并在地面上滑動(dòng)一段距離的例子，讓學(xué)生去思考“滑動(dòng)的距離與哪些因素有關(guān)”“如何探究滑動(dòng)距離與影響因素的關(guān)系”等問(wèn)題。結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)只有在控制落地速度相同時(shí)，才能科學(xué)比較與地面摩擦力的關(guān)系。那如何才能控制落地速度相同呢？后來(lái)就想到了斜面，即從斜面的同一高度滑下。顯然，在這樣的情境中，學(xué)生的思維更為科學(xué)?？梢宰尶茖W(xué)思維對(duì)憲政自己的生活形成積極影響，而這正是科學(xué)思維所蘊(yùn)含的核心素養(yǎng)的要義。

實(shí)驗(yàn)探究的理解及培育

利用實(shí)驗(yàn)建立實(shí)證思想，利用探究尋找問(wèn)題的原因，是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育途徑。舉個(gè)例子，在“大氣壓強(qiáng)”的發(fā)展史上，關(guān)于大氣壓強(qiáng)的探究過(guò)程還是比較完整的。查詢相關(guān)資料可以發(fā)現(xiàn)，從最初的“自然界害怕真空”，到為什么抽水機(jī)無(wú)法抽出10米以下的礦井中的水，再到“托里拆利實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)與完善，最后到“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”的驚天一響。這是一個(gè)完整的探究過(guò)程。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，筆者將相應(yīng)的物理史實(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，然后提出相應(yīng)的問(wèn)題。結(jié)果，學(xué)生的探究過(guò)程就經(jīng)歷了這樣的幾步：一是感覺(jué)自然界害怕有其合理性;二是感覺(jué)大氣存在壓強(qiáng);三是懷疑大氣壓的大小;四是接受大氣壓的大小。這樣的設(shè)計(jì)顯得尊重歷史，因而也就培養(yǎng)學(xué)生真正的科學(xué)探究素養(yǎng)。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的理解及培育

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任看起來(lái)有些虛，但實(shí)際上對(duì)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識(shí)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成卻最為重要。比如說(shuō)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)采集與整理，可以在得到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的時(shí)候不輕易放棄，而是引導(dǎo)學(xué)生一起分析數(shù)據(jù)為什么錯(cuò)誤，這樣常?？梢宰寣W(xué)生認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的價(jià)值，從而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生更為深刻的認(rèn)識(shí);又比如說(shuō)，對(duì)一些試題中的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題，可以改為學(xué)生自己去完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，看試題中的數(shù)據(jù)與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是否真的吻合，這也是一種科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)。總之，在初中物理教學(xué)中，學(xué)科核心素養(yǎng)的培育需要建立在正確理解的基礎(chǔ)之上，這樣才能從核心素養(yǎng)的各個(gè)要素入手，真正實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的培育。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊琴榮.淺析初中物理核心素養(yǎng)及其對(duì)物理教學(xué)的影響[J].物理通報(bào)，2017，36（9）：33-35.

（作者單位：江蘇省江陰華士實(shí)驗(yàn)中學(xué)）