高中物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略

吳凡超

【摘要】新課程標(biāo)準(zhǔn)要求高中物理教學(xué)要以培養(yǎng)物理學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)，因此，在高中物理教學(xué)活動(dòng)中，教師對物理學(xué)科所承載的素養(yǎng)要理解其內(nèi)涵，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)活動(dòng)對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，探討高中物理教學(xué)中落實(shí)物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略。

【關(guān)健詞】核心素養(yǎng);高中物理;教學(xué)

“學(xué)科核心素養(yǎng)”的概念是在2018年1月，在教育部頒布的我國普通高中新課程方案和新課程標(biāo)準(zhǔn)中首次提出。學(xué)科核心素養(yǎng)概念的提出，為學(xué)科在落實(shí)“立德樹人”的根本任務(wù)時(shí)指明了方向，即在教學(xué)活動(dòng)中要落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。物理核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，逐步形成的正確的價(jià)值觀念、適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)建能力。物理核心素養(yǎng)包括基于物理知識形成的“物理觀念”、分析解決問題的“科學(xué)思維”、為物理規(guī)律所進(jìn)行的“科學(xué)探究”和對待科學(xué)本質(zhì)及對社會(huì)、環(huán)境的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)維度。根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)，在高中物理教學(xué)中，我們可以通過以下幾種策略對物理核心素養(yǎng)的四個(gè)維度進(jìn)行培養(yǎng)。

一、以情境為載體，構(gòu)建物理知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念

物理觀念通俗的講就是人們從物理的視角對自然的認(rèn)識，是人們通過研究自然現(xiàn)象而總結(jié)出來的物理概念和物理規(guī)律。物理源于生活，所以要培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，必須以生活中的情境為載體開展教學(xué)。通過生活情境，有助于形成物理概念。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，已經(jīng)從生活經(jīng)驗(yàn)中形成大量的經(jīng)驗(yàn)性常識，因此在高中物理教學(xué)時(shí)，可通過創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生進(jìn)行觀察、思考，在諸多的客觀情境中概括事物的共同特性，把經(jīng)驗(yàn)性的常識轉(zhuǎn)變成物理概念。例如，在“慣性”概念的教學(xué)中，學(xué)生對“物體具保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)”不是很理解，為此，教師在教學(xué)過程中，引入了如下的情境：一輛貨車在高速公路上行駛，突然后車輪（雙輪的）有一輪子脫落，只見司機(jī)不慌不忙地繼續(xù)往前開，行駛一段距離后停在路邊等候，不一會(huì)兒，脫落的輪胎自己追上了汽車。學(xué)生看到這樣的情境，都哈哈大笑。這時(shí)，老師提出問題：“脫落的輪胎為什么能自己追上汽車呢？”學(xué)生通過思考、討論，最后形成統(tǒng)一認(rèn)識：脫落的輪胎具有保持它原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)——慣性。這樣，“慣性”的概念就自然而然的在學(xué)生頭腦中形成，以后再碰到有關(guān)物體從運(yùn)動(dòng)物體中掉落的問題時(shí)，他就能輕松的解決。

通過創(chuàng)設(shè)情境或演示實(shí)驗(yàn)，有助于得出物理規(guī)律。物理規(guī)律是人們在研究物理現(xiàn)象中總結(jié)出來的，所以要理解掌握并運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題，必須對承載著物理規(guī)律的情境再進(jìn)行探究，通過對探究結(jié)果進(jìn)行分析，形成物理規(guī)律。例如，在學(xué)習(xí)《牛頓第一定律》時(shí)，教師在課堂上演示了伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)：教師先在光滑的斜面上放一塊布，讓小球從斜面一端某一高度處釋放，小球在另一斜面上升的高度很低;把布撤去，讓小球由同一高度釋放，小球在另一斜面上上升的高度跟釋放高度差不多?？芍?，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙酵桓叨?依次把另一斜面的傾角放低，每一次小球都能上升到與釋放小球同一高度，但通過的路程更長;最后把另一斜面放平，這時(shí)小球?qū)o法達(dá)到原來的高度，只能以恒定的速度一直運(yùn)動(dòng)下去。通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)，學(xué)生很容易就得出伽利略當(dāng)年得出的結(jié)論——物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持?？梢?，以情境為載體開展物理課堂教學(xué)，有助于學(xué)生認(rèn)識自然，理解自然，建構(gòu)自然界的物理知識體系，形成物理觀念。

二、以問題為導(dǎo)向，通過討論與交流活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力

基于物理情境，提出可研究物理問題，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論與交流，在分析、推理、論證過程中，學(xué)生的科學(xué)思維能力就會(huì)慢慢的形成。例如，在進(jìn)行《自由落體運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)時(shí)，教師展示一個(gè)果子和一片樹葉同時(shí)由同一高度下落，可以看到，果子下落較快。據(jù)此，教師提出問題：重的物體比輕的物體下落得快，這種說法正確嗎？學(xué)生們各抒己見，但他們還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識。隨后，教師又提出：如果把果子和樹葉栓在一起，它是變快還是否變慢呢？學(xué)生們展開推理、論證：如果認(rèn)為重的物體下落得快，那么把果子和樹葉拴在一起變重了，所以整個(gè)系統(tǒng)要變快;但把果子和樹葉栓在一起后，下落較慢的樹葉會(huì)拖著下落較快的果子，所以整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該變慢。顯然兩種結(jié)果相互矛盾，這也就證明了重的物體比輕的物體下落得快的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的?！拔矬w下落快慢不是由重量決定的，那你認(rèn)為果子比樹葉下落得快的原因是什么呢？”學(xué)生通過分析，認(rèn)為是受到的空氣空氣阻力不同造成的，然后在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，最后教師演示了牛頓管實(shí)驗(yàn)，得出了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，教師通過以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生開展分析、推理、論證，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，最后形成結(jié)論等環(huán)節(jié)，不但加深了學(xué)生對客觀事物本質(zhì)的認(rèn)識，也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

通過解決實(shí)際問題， 提升科學(xué)思維能力。例如一個(gè)學(xué)生在公園里看到一個(gè)噴得很高的柱型噴泉，他想知道噴泉噴出時(shí)速度有多大？為此，他設(shè)計(jì)一個(gè)測量方案：以噴泉中一個(gè)水珠為研究對象，把水珠的運(yùn)動(dòng)看作堅(jiān)豎直上拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得出噴泉上升的高度與噴出速度的關(guān)系式，通過測量噴泉噴出的高度，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣染湍芮蟪鰢娙獓姵龅乃俣?。在該同學(xué)解決問題的過程中，他從噴泉整體中，抽象出一顆小水珠作為研究對象，建構(gòu)了質(zhì)點(diǎn)模型，又忽略了水珠上升過程中受到空氣阻力等次要因素，建構(gòu)了豎直上拋模型，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式設(shè)計(jì)了探究實(shí)驗(yàn)。在解決該問題中，學(xué)生的科學(xué)思維提到煅煉和提升，增強(qiáng)了實(shí)踐意識。

三、以自主探究為原則開展探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

科學(xué)探究能力是指學(xué)生在碰到一種新的情境時(shí)，能夠提出可探究問題，作出科學(xué)假設(shè)，能夠設(shè)計(jì)科學(xué)探究方案并開展實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，能對結(jié)論進(jìn)行科學(xué)解析，能對研究過程與結(jié)果進(jìn)行交流、反思的能力。

要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)開展自主探究活動(dòng)。例如，在探究《彈簧的彈力與彈簧的伸長量（或壓縮量）關(guān)系》時(shí)，教師可以給一條彈簧給學(xué)生，讓學(xué)生去拉，在學(xué)生體驗(yàn)的基礎(chǔ)上讓學(xué)生提出可探究的問題。其中，肯定有學(xué)生提出“彈簧彈力的大小與彈簧伸長量之間有什么關(guān)系？”這一問題，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)觀察結(jié)果開展學(xué)生猜想，提出假設(shè)，教師可提出：“如何給彈簧施加力？”“如何測量彈力的大??？”“如何測量彈簧的伸長量？”等問題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并制訂方案，鼓勵(lì)不同的探究小組設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適的器材開展實(shí)驗(yàn)并計(jì)錄數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出結(jié)論并作出解析，然后各探究小組交流對探究過程與結(jié)果進(jìn)行交流和反思。學(xué)生在整個(gè)探究過程中，相互合作，相互交流，不但激發(fā)了學(xué)生的探究熱情，更使每個(gè)學(xué)生的科學(xué)探究能力得到培養(yǎng)。

四、聯(lián)系生活實(shí)際，滲透科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)

教育的根本任務(wù)是“立德樹人”，立德是根本，對于物理學(xué)科來說，這個(gè)德就是科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。在物理教學(xué)中，科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系生活實(shí)際，利用具體的教學(xué)事件進(jìn)行滲透。例如，在講《電磁感應(yīng)和渦流現(xiàn)象》時(shí)，教師利用自制磁感應(yīng)燈和手機(jī)無線充電裝置展示電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生投身研究的動(dòng)力。課中，教師還介紹了華為手機(jī)的反向無線充電技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。在講《宇宙速度與航天》時(shí)，教師通過列舉了我國近代在航天領(lǐng)域取得的成就，通過講述外國對我們的技術(shù)封鎖，我國“航天之父”錢學(xué)深怎樣擺脫美國的阻攔，回到祖國，為國效力的故事，大大激發(fā)學(xué)生的民族自信心，培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情。在講《能量守恒定律》時(shí)，通過講述能源消耗過度帶來的后果，能源使用過程造成的環(huán)境污染等問題，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約能源以及要保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任。

綜上所述，物理核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價(jià)值的體現(xiàn)。高中物理教師通過教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，對學(xué)生的終身發(fā)展、人類科學(xué)事業(yè)的傳承和社會(huì)的發(fā)展具有重要的意義。因此，教師要積極開展核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方式方法的研究，要在物理課堂中落實(shí)物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷雅慧.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].人民教育出版社，2020.