也談物理核心素養(yǎng)培育的新路徑*
——以一節(jié)綜合實踐活動課為例

賁可敬

(江陰市夏港中學(xué) 江蘇 無錫 214442)

2018年9月，筆者有幸觀摩了一節(jié)圍繞綜合實踐活動而開展的課堂教學(xué)，感觸頗深，仿佛看到學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根的新路徑.物理學(xué)科與其他學(xué)科一樣，教學(xué)目標(biāo)經(jīng)歷從“雙基”時代過渡到“三維目標(biāo)”時代，從課程改革的態(tài)勢看，物理課程改革和課堂教學(xué)必將進入“核心素養(yǎng)”時代.現(xiàn)以“比較材料的隔聲性能”一課為例，分享如何在綜合實踐活動中提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

1 把握學(xué)科本質(zhì) 凸顯物理觀念

1.1 物理學(xué)科本質(zhì)

物理學(xué)科的本質(zhì)就在于“物”和“理”.“物”即事實證據(jù)，說明以實驗為基礎(chǔ)，“理”即理性思維，強調(diào)以思維為中心.通過實驗創(chuàng)設(shè)情境觀察表象，通過理性思維抽象具體的理論，再通過現(xiàn)實的生活場景或創(chuàng)設(shè)的問題情境，得以建構(gòu)和升華.認清物理學(xué)科本質(zhì)有助于我們對物理教學(xué)的理解和把握，有利于在教學(xué)活動中促進學(xué)生形成科學(xué)的物理觀念.

1.2 凸顯物理觀念

“比較材料的隔聲性能”是蘇科版八年級物理教材安排的第一次綜合實踐活動，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理兩周后第一次應(yīng)用物理研究方法來解決實際問題的嘗試.執(zhí)教老師安排學(xué)生利用課余時間拍攝噪聲產(chǎn)生時的圖片和視頻，如圖1所示，采訪市民以便了解噪聲給人們帶來的煩惱.課前由學(xué)生展示所拍攝的圖片和視頻，以激發(fā)學(xué)生增強環(huán)保意識并對控制噪聲產(chǎn)生強烈的欲望，教師通過演示實驗說明隔聲是重要的控制噪聲的方法之一，從而引出本節(jié)課的課題——比較材料的隔聲性能.教學(xué)過程中，執(zhí)教老師通過讓學(xué)生自行選擇聲源、自行選擇隔聲方式和隔聲材料，自行討論比較材料隔聲性能的方案，分別從聲音的產(chǎn)生、傳播、接收3個環(huán)節(jié)使學(xué)生對聲現(xiàn)象有了全面的認識和深刻的理解，促使物理觀念的形成.

圖1 學(xué)生拍攝噪聲產(chǎn)生時的圖片

2 注重活動體驗 加強科學(xué)探究

2.1 挖掘?qū)嶒炠Y源

初中物理是一門注重實驗的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，實驗是物理教學(xué)的重要組成部分，也是科學(xué)探究的重要方式之一.執(zhí)教老師通過各種途徑開發(fā)實驗課程資源，除了用已有的實驗器材進行實驗教學(xué)外，如音叉、停表等，如圖2所示，還應(yīng)用效果更明顯、實驗誤差更小的專業(yè)設(shè)備進行實驗教學(xué)，如多功能聲級計，如圖3所示.課后還讓學(xué)生到環(huán)保部門了解了一些新的隔聲技術(shù).同時，執(zhí)教老師還鼓勵學(xué)生利用身邊的物品自制學(xué)具，例如,使用泡沫塑料制作能容納小音箱的盒子等，這樣不僅拉近了物理學(xué)與生活的距離，而且還有利于增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力.

圖2 音叉和停表

圖3 多功能聲級計

2.2 加強科學(xué)探究

本節(jié)課執(zhí)教老師非常注重物理學(xué)與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，為學(xué)生自主探究感興趣的現(xiàn)實問題提供時間和空間，讓學(xué)生運用所學(xué)的知識和方法解決生活實際問題，以自主、小組合作探究方式開展研究活動，學(xué)生在真實情境中的自主探究，充分體現(xiàn)學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng).例如,學(xué)生逐一聽聽音叉、停表、小音箱發(fā)出的聲音，從中選擇響度適中且較穩(wěn)定的小音箱作為聲源，這是學(xué)生充分體驗后的結(jié)果，選擇的理由是充分的，證據(jù)是充足的；如何比較材料的隔聲性能是本節(jié)課的重點和難點，執(zhí)教老師是在演示實驗的基礎(chǔ)上，由學(xué)生分組交流、討論總結(jié)得出兩種方案，而不是由教師直接告知的，充分體現(xiàn)了自主性；方案1——觀察者逐漸遠離聲源直到剛好聽不到聲音，通過此時觀察者到聲源的距離反映材料隔聲性能強弱.此方案是由學(xué)生分組實驗探究完成的，如圖4所示.在培育學(xué)生科學(xué)探究能力時，教師沒有在探究活動中讓各個要素都面面俱到，在提出問題、猜想與假設(shè)這兩個要素上一帶而過，但在進行實驗與收集證據(jù)和分析與論證兩個要素上投入了足夠的時間，這說明執(zhí)教老師既從整體考慮了學(xué)生科學(xué)探究能力目標(biāo)的逐步達成，還考慮到本次探究活動的側(cè)重點.這不僅有利于在有限的課堂時間內(nèi)完成科學(xué)探究任務(wù)，而且能使所側(cè)重的探究過程更加深入、具體，這有利于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力.

圖4 學(xué)生分組實驗

3 借助模型建構(gòu) 促進科學(xué)思維

3.1 模型建構(gòu)

模型建構(gòu)是一種重要的科學(xué)思維，它既是一種思維過程，也是一種思維方法，其實質(zhì)就是將隱藏在復(fù)雜物理情境中的研究對象或過程進行簡化、抽象、類比、提煉，從而揭示客觀事物的本質(zhì)與規(guī)律.

3.2 科學(xué)思維

“科學(xué)思維”作為物理核心素養(yǎng)的核心，是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判、檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格.例如,學(xué)生通過多次實踐，自制了剛能容納圓柱型小音箱的泡沫塑料盒，還有能靈活打開、關(guān)閉的蓋子.應(yīng)該是受到教材圖1-26的啟發(fā)而制作的聲源模型，如圖5所示，但相對于此圖的鞋盒與鬧鐘的聲源組合，學(xué)生自制的模型使用時更便捷，而且使用的隔聲材料的數(shù)量更少.比較材料隔聲性能的方案是本節(jié)課最能體現(xiàn)思維含量的環(huán)節(jié)，此處隱含著影響響度的因素，蘊含著控制變量的物理研究思想.選用相同的聲源及隔聲方式，通過在同一位置聽聲音的大小，這種方案是多數(shù)學(xué)生能想到的方案.選用相同的聲源及隔聲方式，沿同一方向遠離聲源，直到剛聽不到聲音，比較此時距離聲源的遠近，能得出這種方案的學(xué)生一定受到了響度的大小與人耳到聲源的距離有關(guān)的啟發(fā).而其他諸如通過音量開關(guān)的旋轉(zhuǎn)角度來比較隔聲性能,通過填充材料的厚度來比較隔聲性能，對初學(xué)物理的初二學(xué)生來說，很難達到這種思維深度.

圖5 教材圖1-26及受其啟發(fā)制作的聲源模型

4 培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度 形成社會責(zé)任

4.1 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指了解科學(xué)的本質(zhì)，具有科學(xué)的探索精神和實驗精神，擁有社會責(zé)任感，主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素.當(dāng)學(xué)科知識與實踐活動融為一體時，促進學(xué)生養(yǎng)成嚴謹?shù)膽B(tài)度、質(zhì)疑的精神、思考的習(xí)慣，逐漸形成學(xué)科核心素養(yǎng)將成為可能.

4.2 在活動中促使科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成

在本課中，執(zhí)教老師在多處體現(xiàn)了對學(xué)生科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素的培育，在實踐活動過程中形成了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，真正實現(xiàn)了能力的遷移.

例如,學(xué)生分組實驗前，教師先讓學(xué)生選擇4種不同的材料，填入自行設(shè)計的表格，猜測4種材料隔聲性能的優(yōu)劣，分組實驗結(jié)束后再把實驗結(jié)果與猜測的情況進行比較.由于刻意地沒有事先交代控制變量法，學(xué)生的實驗結(jié)果不一定十分準確，此時為了讓實驗結(jié)果與猜測情況保持一致，有的同學(xué)更改實驗結(jié)果，有的同學(xué)更改猜測情況.執(zhí)教老師沒有立即糾正，而是在交流討論結(jié)束后的分享環(huán)節(jié)進行了說明，實驗是要追求理想的實驗結(jié)果，但必須尊重實驗結(jié)果，不能隨意更改實驗結(jié)果，如若覺得實驗結(jié)果不可靠，可以改進實驗方法或者多做幾次實驗.此時執(zhí)教老師介紹伽利略研究單擺等時性的經(jīng)歷，學(xué)生的科學(xué)態(tài)度油然而生，科學(xué)家們一絲不茍的研究精神和嚴謹態(tài)度深深影響和激勵著學(xué)生們.

課前學(xué)生通過拍攝和錄制噪聲的照片與視頻，深入工廠、社區(qū)了解工人、居民對噪聲的看法，深深體會到噪聲給人們帶來的煩惱.課后再到環(huán)保部門了解治理噪聲污染的國家標(biāo)準，了解在生產(chǎn)過程中現(xiàn)行的隔聲方案有哪些，有沒有哪些專業(yè)裝備可以較為方便地檢測材料的隔聲性能，消聲和吸聲的方式在生活中的實際應(yīng)用有哪些.這些活動都能激發(fā)學(xué)生解決社會問題的責(zé)任感和改變世界的使命感，學(xué)有所用、學(xué)以致用，真正彰顯了物理學(xué)科的育人價值.

5 結(jié)束語

本節(jié)課執(zhí)教老師以“從生活走向物理，從物理走向社會”為理念，以問題解決為主線，以實驗探究為手段，以培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)為目標(biāo)，深刻理解物理知識，應(yīng)用物理方法，領(lǐng)悟物理思想.綜合實踐活動因其自身特點與優(yōu)勢，更能突破“知識傳授”的伏擊圈，能在活動中幫助學(xué)生建立正確的物理觀念，能以模型建構(gòu)為基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，能在科學(xué)探究過程中解決生活實際問題并形成科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任.