高中生物理素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究

羅大龍

摘 要：本文在討論物理知識遷移、創(chuàng)新思維、實踐應(yīng)用、物理實驗等素養(yǎng)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，提出基于物理素養(yǎng)的高中物理教學(xué)轉(zhuǎn)變，以期切實促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；轉(zhuǎn)變

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2019）1-0078-3

如今，我們處在一個大數(shù)據(jù)時代，信息更新變化的速度和程度都是令人震驚的。這個時代給學(xué)生帶來了無限機(jī)遇的同時，也帶來了巨大的挑戰(zhàn)。學(xué)生每天在各種各樣的信息中學(xué)習(xí)、生活，遺忘可以說是一件很平常的事情。教學(xué)實踐中我們總是聽到“你把學(xué)到的物理知識都還給老師了！”諸如此類的話，都會令我們反思：高中物理教學(xué)的價值到底是什么？在記憶曲線、爆炸性信息等客觀因素的困擾之下，當(dāng)知識被遺忘之后，在學(xué)生頭腦中真正留下的痕跡其實就是現(xiàn)代教育所追求的“核心素養(yǎng)”。那么，高中物理課堂教學(xué)究竟希望學(xué)生在腦海中留下什么痕跡呢？教的最終目的是“不教”，物理課程的概念、規(guī)律等基礎(chǔ)知識可能會被學(xué)生忘記，但物理研究的思想、方法、態(tài)度等卻始終能夠支持學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、生活和工作。基于此，本文結(jié)合高中物理教學(xué)談一談物理素養(yǎng)的價值和培養(yǎng)。

1 高中生的物理素養(yǎng)培養(yǎng)

1.1 培養(yǎng)學(xué)生物理知識的遷移素養(yǎng)

高中物理教學(xué)的本質(zhì)并不是單純地進(jìn)行物理知識的單向傳遞，更多是要幫助學(xué)生培養(yǎng)一些有助于他們今后深入學(xué)習(xí)、生活以及工作的重要能力。在以往的物理教學(xué)中，教師總是將物理知識進(jìn)行劃分，每一個單元都涉及不同的物理知識，教師在講解物理知識時也只是針對這一單元進(jìn)行孤立的教學(xué)。這種教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)到的物理知識是零散雜亂的，是與物理系統(tǒng)知識框架脫節(jié)的零碎知識。這樣一來便導(dǎo)致他們很難將這些知識進(jìn)行整合，更不用說通過已學(xué)知識去進(jìn)行類比遷移出新知識。物理是一門邏輯性很強的學(xué)科，高中物理教材中所編排的內(nèi)容都具有一定的關(guān)聯(lián)性，教師要系統(tǒng)地總結(jié)物理知識，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中學(xué)會遷移與聯(lián)想。為此，物理教師應(yīng)該吃透教材，從物理知識的本質(zhì)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)良好的遷移課堂，激發(fā)學(xué)生的潛意思維。比如，教師首先給學(xué)生這樣一個表格（表1）。

原子核與電子之間的庫侖力與萬有引力的表達(dá)公式非常相似，為此，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生從太陽系的結(jié)構(gòu)去進(jìn)行遷移，從而提出原子結(jié)構(gòu)的行星軌道猜想，繼而展開新知識的進(jìn)一步學(xué)習(xí)。物理研究對象的主要性質(zhì)或表達(dá)公式很相似，那么教師只需要稍加引導(dǎo)，學(xué)生就能通過類比去推導(dǎo)它們在其他方面也會具有相似性，這種利用類比推理去刺激學(xué)生的遷移思維的教學(xué)方式顯然能夠有效培養(yǎng)學(xué)生物理知識的遷移素養(yǎng)。

1.2 培養(yǎng)學(xué)生物理創(chuàng)新思維的素養(yǎng)

對于高中物理教學(xué)來說，想要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師就必須要及時端正教學(xué)態(tài)度，改變教學(xué)方法，摒棄曾經(jīng)以灌輸和陳述為主的教學(xué)方式，運用靈活多樣且新穎獨特的教學(xué)方法去引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散創(chuàng)新思維。首先，教師可以利用一些物理學(xué)家的創(chuàng)新故事來激活學(xué)生的創(chuàng)新意識。比如，“電磁場和電磁波”這部分知識是高考的必考考點，大部分教師將其標(biāo)為識記型知識，要求學(xué)生機(jī)械地進(jìn)行記憶。這樣既不利于學(xué)生對知識的理解和掌握，也不利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。所以，教師在進(jìn)行這部分知識講解時，可以首先向?qū)W生展示麥克斯韋在電磁理論研究上的創(chuàng)新精神和成果，從而激發(fā)學(xué)生的探究欲望。其次，物理課堂教學(xué)離不開習(xí)題，教師可以充分利用物理綜合題的開放性培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)。比如，發(fā)射一顆80分鐘就可以繞地球一周的人造地球衛(wèi)星，可行嗎？學(xué)起于思，問題的拋出便給予了學(xué)生去發(fā)散思維、培養(yǎng)創(chuàng)新意識的基石。在教師有意識營造的創(chuàng)新空間中，有的學(xué)生提出了從衛(wèi)星軌道半徑入手研究這個問題，有的學(xué)生則從向心力入手進(jìn)行研究，還有的學(xué)生從衛(wèi)星的運動速度入手研究。研究的方向雖然不同，但在學(xué)生的努力之下，都能得出相同的結(jié)論：發(fā)射一顆衛(wèi)星繞地球一周不能少于85分鐘。由此可見，物理綜合題中的“一題多解”是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要渠道之一，物理教師要充分利用這類習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.3 培養(yǎng)學(xué)生物理實踐應(yīng)用的素養(yǎng)

高中物理主要是建立在動手實驗和探究上面的，所以實踐活動是高中物理教學(xué)必不可少的組成部分。高中物理課外實踐活動的內(nèi)容相對豐富，與學(xué)生的實際生活有著密切的關(guān)聯(lián)。課外實踐活動是對課堂教學(xué)的延伸，不僅能幫助學(xué)生鞏固和深化已學(xué)的知識，還能為他們提供豐富的知識，為他們系統(tǒng)的物理知識建構(gòu)提供基礎(chǔ)。除此之外，物理課外實踐活動可以跳出課堂教學(xué)的拘束，學(xué)生在課外實踐活動中的學(xué)習(xí)心態(tài)會更加自在、舒適，也只有如此，才能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主觀能動性，刺激他們創(chuàng)新思維的形成與發(fā)展。高中物理課外實踐活動的內(nèi)容和形式不勝枚舉，在高中物理教學(xué)階段運用最為廣泛的課外實踐活動便是物理論文的撰寫和物理小發(fā)明。教師可以舉辦創(chuàng)新實驗的設(shè)計大賽，充分利用學(xué)生強烈的探究物理知識的愿望，在校園內(nèi)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個良好的物理創(chuàng)新氛圍，啟發(fā)和引導(dǎo)他們?nèi)?chuàng)造。比如“制作電磁船模型比賽”中，學(xué)生自愿結(jié)成若干小組，每組準(zhǔn)備了磁鐵、電池、導(dǎo)線、銅片、膠帶、泡沫板等材料，根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用原理（如圖1），大部分小組都制作出了電磁船，但在演示階段就出現(xiàn)了很多現(xiàn)象，有的小船根本不動，有的小船在很明顯地前進(jìn)，還有的小船在后退等。面對這些現(xiàn)象，教師不急于進(jìn)行指導(dǎo)，而是啟發(fā)性地問一問學(xué)生：為什么別人的小船可以前進(jìn)，而你們的不行？你們制作小船的材料都是相同的，問題會出現(xiàn)在哪里呢？制作小船的材料相同，但小船在其中行駛的水卻不同。清水導(dǎo)電性不好，通過水的電流非常弱，電磁船的推動力就很小，而飽和食鹽水的導(dǎo)電性相對較好，行駛在食鹽水上的小船前進(jìn)的速度就比較大。這種制作比賽，既可以給學(xué)生提供動手實踐的機(jī)會，又能利用實驗材料的空白給予他們創(chuàng)新和探究的機(jī)會。除此之外，物理教師也可以舉辦論文比賽，給學(xué)生一個固定的物理主題，如“潮汐的形成”，讓學(xué)生根據(jù)這一主題創(chuàng)新自己的物理思維，擴(kuò)充物理知識，撰寫具有自己獨特觀點的論文。值得一提的是，教師不能過于嚴(yán)格地要求學(xué)生進(jìn)行課外實踐活動，不能將活動變成學(xué)業(yè)壓力，否則很容易打壓學(xué)生的實踐積極性，繼而無法發(fā)揮實踐活動的最大效果。

1.4 培養(yǎng)學(xué)生動手進(jìn)行物理實驗的素養(yǎng)

隨著教學(xué)改革的不斷深化，實驗在高中物理教學(xué)中的作用和地位越來越明顯。為了契合學(xué)生的認(rèn)知水平和考試的需要，相對于實驗操作繁雜的“巨型”實驗來說，小實驗更受到物理教師和學(xué)生的喜愛。小實驗不僅能有效培養(yǎng)學(xué)生的興趣，拓寬學(xué)生的知識面，還能給學(xué)生的動手實踐和創(chuàng)造提供必要的空間和操作的機(jī)會。物理教師首先要帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真做好教材中安排的小實驗，比如帶著學(xué)生去做一做教材中安排的“測定反應(yīng)時間的小實驗”，引導(dǎo)學(xué)生在動手實踐中理解自由落體運動的規(guī)律及反應(yīng)時間的含義。如“滴水測重力加速度值g”這個小實驗，可以讓學(xué)生對物體自由落體的規(guī)律及g的測量產(chǎn)生更加深刻的理解與記憶?？傊?，易于操作的小實驗既能培養(yǎng)學(xué)生的動手動腦能力，又能讓學(xué)生體驗到實驗成功的喜悅，一舉多得。

雖然高中物理教材中編排和匹配了多種多樣的小實驗，但教材文本中對物理課堂實驗的具體做法、需用的器材等都沒有給出硬性的規(guī)定，這其實就是給教師和學(xué)生留出了足夠的空間，便于師生去提出不同的實驗方法，從而培養(yǎng)和發(fā)展他們的實驗?zāi)芰?。為此，教師?yīng)該充分利用教材給出的空白，給學(xué)生提供自我表現(xiàn)的機(jī)會，引導(dǎo)他們在環(huán)環(huán)相扣的實驗環(huán)節(jié)中培養(yǎng)自己的動手實踐素養(yǎng)。比如，在進(jìn)行“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗時，教師并不提前給學(xué)生提供實驗器材，而是將包括閉合線圈、螺紋線圈等器材全都交給學(xué)生，讓他們根據(jù)自己的實驗設(shè)計選擇合適的器材，再進(jìn)行實驗探究。學(xué)生每選擇一種器材就會多一次動手的機(jī)會，每做錯一次實驗就會多反思一次，從而在不斷的實驗、反思中理解“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”。

2 基于物理素養(yǎng)的高中物理教學(xué)轉(zhuǎn)變

物理素養(yǎng)不勝枚舉，以上筆者闡述的較為淺陋。其實，想要在高中教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng)，教師應(yīng)該從以下三個方面率先進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

2.1 從物理教學(xué)向物理教育轉(zhuǎn)變

在高考的步步緊逼之下，高中物理教學(xué)往往是以知識為線索進(jìn)行展開的，這種物理教學(xué)極容易使教師把教學(xué)重點放在知識的講授上，而忽視了物理學(xué)科的教育功能。所謂教育功能，就是在教學(xué)功能外延展出來的更系統(tǒng)、更科學(xué)的教學(xué)思路。在以物理教育為導(dǎo)向的教學(xué)中，物理教師除了要重視物理知識的傳遞，還要注重物理觀念、物理思維、物理實驗探究等核心能力的培養(yǎng)，要注重物理教學(xué)中德育教育的滲透。對于教育來說，成人先于成才。高中物理教學(xué)中，無論是動手實驗還是合作探究都蘊含著德育思想，物理教師應(yīng)重視其中的德育教育。

2.2 從重視學(xué)術(shù)形態(tài)到重視教育形態(tài)轉(zhuǎn)變

任何學(xué)科的教學(xué)都具有兩種形態(tài)，一是外顯的學(xué)術(shù)形態(tài)，二是內(nèi)在的教育形態(tài)。對于物理教學(xué)來說，何為學(xué)術(shù)形態(tài)？比如在“法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中，電磁感應(yīng)的現(xiàn)象、條件、規(guī)律等就是這一章節(jié)知識的學(xué)術(shù)形態(tài)。那么，何為“教育形態(tài)”呢？同樣針對“法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象”來說，對其進(jìn)行的探究、猜想方法以及學(xué)習(xí)過程中的態(tài)度等就是教育形態(tài)?；谖锢硭仞B(yǎng)的高中物理教學(xué)，應(yīng)該要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從重視學(xué)術(shù)形態(tài)轉(zhuǎn)為學(xué)術(shù)形態(tài)和教育形態(tài)并重，換句話說教師既要給學(xué)生傳遞物理知識，又要讓學(xué)生通過猜想、探究、實驗等方式去獲取物理知識。所以，物理教師在進(jìn)行實踐教學(xué)時，除了要重視學(xué)生的物理成績，還需要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，重視學(xué)生在物理知識探究中嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、持之以恒的探索精神，重視他們自主學(xué)習(xí)、合作探究、敢于質(zhì)疑、勇于表達(dá)的物理能力。

2.3 從重視結(jié)論應(yīng)用到重視科學(xué)思維轉(zhuǎn)變

科學(xué)思維是培養(yǎng)學(xué)生物理素養(yǎng)的關(guān)鍵，高中物理教學(xué)中的一個很重要的教學(xué)任務(wù)便是培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。比如，在教學(xué)“質(zhì)點”的概念時，在以往教學(xué)中，大部分教師會認(rèn)為“質(zhì)點”的概念相對簡單，他們會采用講述的方式直接給學(xué)生灌輸“質(zhì)點”的概念，并引導(dǎo)學(xué)生利用“質(zhì)點”的概念去做物理習(xí)題。這就是只重視結(jié)論，而忽視思維發(fā)散的教學(xué)方式，不利于學(xué)生物理素養(yǎng)的形成。為此，教師在實際教學(xué)中不應(yīng)該將教學(xué)活動停留在讓學(xué)生記住某一物理概念，而是要讓學(xué)生通過事實去抽象出某一核心概念。所以，教師在教學(xué)“質(zhì)點”時，可以圍繞著“是否可以忽略物體的大小和形狀”開展教學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生思維的敏銳性，引導(dǎo)他們從更深的層次去理解“質(zhì)點”。這樣一來，課堂教學(xué)就發(fā)生了顛覆性的改變，是符合“核心素養(yǎng)”和“終身學(xué)習(xí)”理念的有效轉(zhuǎn)變。

3 結(jié)束語

總而言之，知識的傳遞其實是一個簡單的單向輸出與接受的過程，實現(xiàn)知識傳遞并不難，難的是在知識傳遞過程中激勵、喚醒和鼓舞學(xué)生，讓他們在教師多元化的教學(xué)方法引導(dǎo)下領(lǐng)悟物理的思想方法、體驗實踐探究的過程、感受物理學(xué)的奧秘，增強物理的實踐意識，并養(yǎng)成物理知識學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，從而在進(jìn)行知識框架建構(gòu)的同時，提高他們的核心素養(yǎng)，促進(jìn)他們?nèi)婧椭C的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯斌，徐志長，龔長流.提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的教學(xué)探索——以“牛頓第一定律”的教學(xué)為例[J].物理教師，2017，38（4）：23-27.

[3]張雙衛(wèi).基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初高中物理科學(xué)方法教學(xué)銜接的研究[J].新校園（閱讀），2018（2）：41.

（欄目編輯 李富強）