物理教學(xué)與核心素養(yǎng)形成的途徑探索

呂建平

【摘要】隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)提出了新的要求，教師在教學(xué)過程中不僅僅要著重進(jìn)行理論知識(shí)的教育，還要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文將主要探索物理教學(xué)中核心素養(yǎng)的形成途徑，幫助高中物理教師解決當(dāng)前教學(xué)階段存在如何形成核心素養(yǎng)的難題。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué) ?核心素養(yǎng) ?科學(xué)世界觀

【Abstract】With the development of the times and the progress of science and technology， the society puts forward new requirements for personnel training. Teachers should not only focus on theoretical knowledge education， but also focus on the comprehensive quality of students in the teaching process. This paper will mainly explore the formation of core literacy in physics teaching， to help high school physics teachers to solve the problem of how to form core literacy in the current teaching stage.

【Keywords】physics teaching; core literacy; scientific world outlook

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）52-0121-02

前言

物理學(xué)是教育體系中的重點(diǎn)項(xiàng)目，從古至今物理學(xué)在人類發(fā)展歷史中都擔(dān)當(dāng)著重要角色。在進(jìn)行物理學(xué)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅僅要掌握科學(xué)知識(shí)，還要學(xué)習(xí)科學(xué)辯證的思維，掌握解決問題的方法和手段。現(xiàn)階段物理核心素養(yǎng)包括對(duì)物理觀念的理解、實(shí)驗(yàn)探究能力、科學(xué)的思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與強(qiáng)烈的責(zé)任心，學(xué)校在教育過程中應(yīng)著重從以上幾個(gè)方面來進(jìn)行培養(yǎng)。

1.高中物理教學(xué)中結(jié)合物理學(xué)史，系統(tǒng)了解物理學(xué)研究范疇

在當(dāng)前教育體系下，高中物理教學(xué)的核心是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力，教師和學(xué)生的精力大部分集中在習(xí)題訓(xùn)練和講解之上，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行介紹時(shí)主要關(guān)注其原理和應(yīng)用，忽視了來源和發(fā)展過程。在這樣的教學(xué)方式之下，學(xué)生的學(xué)習(xí)重心都放在了應(yīng)對(duì)考試之上，在綜合素質(zhì)培養(yǎng)上存在缺陷。然而知識(shí)的學(xué)習(xí)不應(yīng)該只是單單地掌握做題的技巧與固定不變的套路，學(xué)生通過老師的講解對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)初步的理解和掌握只是最低要求，老師還需要幫助學(xué)生搭建屬于他自己的知識(shí)框架，通過自己對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納整理從而達(dá)到形成良好的思維邏輯的習(xí)慣。而這就要求學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)的背景有所了解，物理學(xué)史實(shí)際上是物理學(xué)百年發(fā)展的結(jié)晶，它穿梭了時(shí)空，跨越了各種領(lǐng)域?qū)⑽锢淼拿钣脩?yīng)用于生活中的方方面面，讓學(xué)生接觸與探索物理學(xué)史并不是單純地聽故事，而是在這一段段事實(shí)中，有失敗有爭(zhēng)論，讓學(xué)生去學(xué)習(xí)這種不停探索不怕失敗的學(xué)習(xí)精神，這對(duì)學(xué)生未來的發(fā)展都是至關(guān)重要的。新課標(biāo)要求在物理教學(xué)中加入與物理學(xué)史相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，物理學(xué)史是關(guān)于物理學(xué)科形成和發(fā)展過程的歷史，在課堂教學(xué)中結(jié)合物理學(xué)史可以幫助學(xué)生了解物理學(xué)研究的范疇和發(fā)展過程，比如說在講述“勻變速運(yùn)動(dòng)”時(shí)，就可以講述伽利略在研究該運(yùn)動(dòng)時(shí)由于采用沙漏計(jì)時(shí)，讓他沒有意識(shí)到運(yùn)動(dòng)與時(shí)間關(guān)系的本質(zhì)，而在現(xiàn)在，硬件設(shè)備不斷完善的今天，又會(huì)有什么樣的規(guī)律在等著我們?nèi)グl(fā)掘呢，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的擔(dān)當(dāng)感和社會(huì)責(zé)任感，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在授課過程中可以加入物理學(xué)家們?cè)谔剿髡胬磉^程中的奇聞?shì)W事以豐富課堂內(nèi)容，活躍學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)還可以向?qū)W生講解物理學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)人類社會(huì)的影響，激發(fā)學(xué)生的使命感和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

2.物理教學(xué)中注意物理學(xué)科思維特征的培養(yǎng)

學(xué)生的科學(xué)辯證思維能力對(duì)于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)和未來發(fā)展有著重大的影響，養(yǎng)成科學(xué)的思維能力不僅有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績(jī)，還可以幫助學(xué)生拓寬思維深度。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神是必要的，這其中包括了很多有益于學(xué)生的思維方式，例如理性思維，物理是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，它描述的是物質(zhì)世界的規(guī)律，物質(zhì)世界是不為人的意志所轉(zhuǎn)移的，所以在研究物理的過程中，想當(dāng)然是不可取的。再比如批判性思維，勇于質(zhì)疑和探究真相，物理學(xué)史上很多定理不是第一次發(fā)現(xiàn)就是對(duì)的，要勇于質(zhì)疑、敢于質(zhì)疑，因?yàn)橘|(zhì)疑才說明學(xué)生是經(jīng)過縝密思考的，即便思考的過程中可能存在著一些瑕疵，但是在經(jīng)過老師的糾正與講解后，學(xué)生會(huì)對(duì)問題有一個(gè)更加深入明確的了解，這才是學(xué)習(xí)的意義也是老師教學(xué)的目的。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，為幫助學(xué)生形成物理學(xué)相關(guān)的思維特征，教師在教學(xué)過程中應(yīng)加大這一方面的教育力度。在條件允許的情況下，要積極安排學(xué)生去到實(shí)驗(yàn)教室，在確保安全和老師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己動(dòng)手來完成課本上的實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)盡管在現(xiàn)在看來是很簡(jiǎn)單的，但是要讓學(xué)生們明白，在當(dāng)時(shí)的環(huán)境下，硬件設(shè)施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及現(xiàn)在的技術(shù)水平的，所以，現(xiàn)在哪怕做得很輕松的實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)也是需要經(jīng)過細(xì)致的計(jì)算和安排才得以驗(yàn)證的，是具有跨時(shí)代意義的。這樣也能激勵(lì)同學(xué)們珍惜現(xiàn)在生活中的便利條件，加以運(yùn)用。許多重大物理發(fā)現(xiàn)的過程都離不開實(shí)驗(yàn)的探索，同時(shí)還要求較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力。那么在探索的過程中，首先要做的是提出問題，提出問題是科學(xué)探索的基礎(chǔ)，是科學(xué)探索精神的源泉，提出問題不同于在一個(gè)領(lǐng)域的研究課題，對(duì)現(xiàn)階段的學(xué)生而言提出問題可以是在任何一個(gè)方面的一小部分表達(dá)自己的疑惑，比如在講解能量問題時(shí)，既然可以利用勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能從而制作天基武器，那為什么下雨的過程中，雨點(diǎn)在高空中降落卻不會(huì)對(duì)人造成傷害呢。這時(shí)就要區(qū)分理想實(shí)驗(yàn)狀態(tài)和現(xiàn)實(shí)生活問題的一些區(qū)別，在理想狀態(tài)下，光滑和零摩擦都是不可能達(dá)到的，而且雨點(diǎn)自身的質(zhì)量較小，在下降的過程中隨著形態(tài)的改變所受空氣阻力也是不斷變化的，因此在下落到地面后并不具備殺傷力，并且細(xì)心的學(xué)生也可能會(huì)留意到，沒有雨點(diǎn)是從高空下降后始終保持垂直于地面的，這也就是風(fēng)對(duì)雨點(diǎn)的作用力導(dǎo)致雨點(diǎn)斜向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，能量的大小不僅與選取的零勢(shì)能點(diǎn)有關(guān)，同樣也與物體自身質(zhì)量有直接關(guān)系。

3.物理教學(xué)中注意科學(xué)世界觀的形成

世界觀是指對(duì)外部世界認(rèn)識(shí)、思考和理解的方式。追溯科學(xué)發(fā)展的歷史，當(dāng)科學(xué)有更奏效的發(fā)現(xiàn)時(shí)，科學(xué)會(huì)毫不猶豫地修改或拋棄舊理論。因此，科學(xué)思想的本質(zhì)是質(zhì)疑和批判，而依賴科學(xué)形成的世界觀也必將隨科學(xué)的發(fā)展而更新。

3.1物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀

物理學(xué)中認(rèn)為物質(zhì)主要有兩種存在形式：一種是實(shí)體，另一種則是場(chǎng)。實(shí)體具有一定的質(zhì)量，與外部世界具有明顯的界限，可以通過肉眼或者其他觀測(cè)方法觀察到。而場(chǎng)雖然是一種客觀存在，但無法觀察到，既看不見也摸不著，但真實(shí)存在于周圍空間中。所有的物質(zhì)都具有一定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀的教學(xué)應(yīng)拓展到現(xiàn)代物理學(xué)關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的“標(biāo)準(zhǔn)模型”：世界是由61種基本粒子構(gòu)成，除萬有引力沒有對(duì)應(yīng)的粒子外，其它都與“標(biāo)準(zhǔn)模型”提供的粒子相對(duì)應(yīng)。

3.2動(dòng)力學(xué)觀

動(dòng)力學(xué)是研究客觀事物運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的學(xué)科，其基本定律是牛頓提出的關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的三大定律。在沒有外力作用的情況下，所有的物體都應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或是靜止?fàn)顟B(tài)，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的因素而不是維持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的因素。自然界中所有的物體都具有慣性，其大小與物體的質(zhì)量密切相關(guān)。物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度與所受力的大小成正比，與自身質(zhì)量成反比。物體間力的作用總是相互的，在對(duì)另一個(gè)物體進(jìn)行做功時(shí)必然也會(huì)受到這個(gè)物體對(duì)自身的作用力。

經(jīng)典動(dòng)力學(xué)適應(yīng)于宏觀低速物體，微觀粒子不滿足經(jīng)典動(dòng)力學(xué)方程。如無法用牛頓力學(xué)解釋光子發(fā)射是瞬間的、光子以光速運(yùn)動(dòng)、光速不變等問題。

3.3能量守恒觀

自然界中的能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，自然界中的能量只能在物體之間相互轉(zhuǎn)換。能量的形式可以發(fā)生變化，比如從熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或是從電能轉(zhuǎn)化為熱能。能量守恒觀是自然科學(xué)中最為重要的定律之一，對(duì)人類進(jìn)步和發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。

而能量守恒不僅在宏觀領(lǐng)域成立，微觀世界同樣遵循能量守恒。

3.4觀測(cè)近似觀

自然界中所有的事物都具有自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解事物特點(diǎn)的一個(gè)重要方法就是觀察法。除使用肉眼進(jìn)行觀測(cè)之外還可以利用現(xiàn)代精密科學(xué)儀器對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)，如通過顯微鏡了解微生物的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)和生長(zhǎng)方式，或通過天文望遠(yuǎn)鏡來了解宇宙其他天體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。但通過觀察得到的并不一定是準(zhǔn)確的，有時(shí)還需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正。

絕對(duì)的客觀世界究竟是什么樣？我們只能通過觀察才能描述。而任何一種觀測(cè)行為，必然擾動(dòng)了觀察對(duì)象，改變被觀察對(duì)象的原理狀態(tài)，因此，我們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)是近似的。如：電路中的電流沒有測(cè)量時(shí)的確有一個(gè)值，但我們不知道。如果我們使用工具（電表）測(cè)量，的確會(huì)得到測(cè)量結(jié)果，但這個(gè)測(cè)量由于電表的參與改變了電路結(jié)果，其實(shí)也改變了原電流，也意味著我們測(cè)得到的不是原電流。這一問題無法回避，測(cè)量只能不斷精確，但無法完全準(zhǔn)確。

4.重視現(xiàn)代物理學(xué)思維滲透教學(xué)，開展相關(guān)科普活動(dòng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們知識(shí)更新和普及的速度也越來越快，物理學(xué)的發(fā)展也有了重大突破。但在高中課堂物理教學(xué)過程中，教師的重點(diǎn)都放在教材內(nèi)容和相應(yīng)的習(xí)題之上，并未對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展進(jìn)行相應(yīng)的介紹，這種方法雖然有助于提高學(xué)生的解題能力，但不利于培養(yǎng)科學(xué)思維能力和探究能力。學(xué)生的未來是充滿了無限可能的，關(guān)鍵也在于求學(xué)期間老師的引導(dǎo)，現(xiàn)代科技的發(fā)展為學(xué)生提供了良好的平臺(tái)，開闊眼界本身也是學(xué)習(xí)的一部分，尤其對(duì)于物理學(xué)科而言，公式是死的但人是活的，新的技術(shù)可以賦予舊理論新的生命力，看到過、了解過就是未來科技繼續(xù)突破的種子，時(shí)代的進(jìn)步是不可阻擋的，掌握新的理論新的知識(shí)才能在學(xué)術(shù)的道路上行得更加堅(jiān)定，走得更加長(zhǎng)遠(yuǎn)。在前人的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，總好過從頭再來，重視現(xiàn)代物理學(xué)滲透教學(xué)就是讓學(xué)生對(duì)知識(shí)文化有一種傳承，對(duì)學(xué)生而言，任何超越教材本身的新發(fā)現(xiàn)、新觀點(diǎn)、新思路、新方法都是難得可貴的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情才能讓學(xué)生真正地?zé)釔畚锢?。學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)不僅僅是為了考試，更是為了培養(yǎng)科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)，因此物理教師在課堂教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)?shù)叵蛲瑢W(xué)們介紹如今物理學(xué)發(fā)展的相關(guān)動(dòng)態(tài)和最前沿的科學(xué)技術(shù)，在教學(xué)中滲透現(xiàn)代物理學(xué)思維，向同學(xué)們普及相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，開闊學(xué)生的知識(shí)面和眼界。

結(jié)語(yǔ)

物理教學(xué)中的核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐漸養(yǎng)成的分析問題、解決問題和辯證思維的綜合能力，對(duì)于學(xué)生日后的個(gè)人成長(zhǎng)和發(fā)展至關(guān)重要。學(xué)生核心素養(yǎng)的形成不僅需要自身的不斷努力，還需要教師選擇合適的途徑和方法幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維能力。因此高中物理教師在教學(xué)過程中要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，除介紹基本的理論知識(shí)之外還應(yīng)結(jié)合物理學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，以幫助學(xué)生加深了解。除此之外還應(yīng)注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，重視科學(xué)世界觀的形成，并在教學(xué)過程中滲透現(xiàn)代物理學(xué)思維，幫助學(xué)生了解前沿物理知識(shí)。

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