培養(yǎng)和提升高中學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的措施分析

蔡玉平

培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的最終目的是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，幫助他們更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需求，成為促進(jìn)時代發(fā)展的優(yōu)秀人才。傳統(tǒng)高中物理教學(xué)模式注重知識學(xué)習(xí)和理解以及學(xué)生成績的提升，新課標(biāo)要求教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生能力和態(tài)度的養(yǎng)成，這就要求教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法，突破傳統(tǒng)物理教學(xué)框架，在實踐中不斷完善教學(xué)方式，為學(xué)生今后的發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

一、傳統(tǒng)高中物理教學(xué)模式中存在的問題

首先是思想上的認(rèn)知差別。傳統(tǒng)物理課堂上教師的主要職責(zé)是幫助學(xué)生快速掌握相關(guān)物理知識，逐漸拓展學(xué)習(xí)其他相關(guān)的知識內(nèi)容，并通過大量練題的方式提升學(xué)生對知識點的理解程度，以測驗分?jǐn)?shù)評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，重知識記憶，輕態(tài)度能力。

其次是實驗教學(xué)形式化。物理學(xué)科與社會生活實踐的關(guān)系較為緊密，物理實驗是將物理知識的推導(dǎo)過程以實驗的方式展示出來，使學(xué)生能夠在觀察中深入了解物理知識。由于高中課堂時間較為緊張，教師為了保障教學(xué)進(jìn)度經(jīng)常代替學(xué)生進(jìn)行實驗，致使學(xué)生喪失了實驗的主動權(quán)，只是隨教師的講課思路進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，實驗教學(xué)的方式較為呆板僵化。［1］

再次是缺少師生互動。許多教師誤認(rèn)為提出問題由學(xué)生回答就是師生互動，但實際上師生互動應(yīng)是相互討論溝通的過程，教師根據(jù)學(xué)生對知識的掌握情況調(diào)節(jié)授課速度，學(xué)生在互動中向教師展示自己的思考方法，單純的提問和回答僅是一種單向溝通，未能真正將師生互動的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

最后是課堂氛圍較為沉悶。新課改背景下的高中物理教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生成為主體，教師只是課堂引導(dǎo)者，部分教師雖然意識到應(yīng)該讓學(xué)生成為課堂主體，但是由于缺少教學(xué)經(jīng)驗而未能真正地在課堂教學(xué)中貫徹這一理念，學(xué)生的學(xué)習(xí)活躍性較差，課堂氛圍較為沉悶，學(xué)生未能真正參與到課堂教學(xué)過程中。［2］

二、高中物理教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略

其一是結(jié)合生活情境，內(nèi)化物理規(guī)律。高中物理的公式和定理存在一定的抽象性，學(xué)生理解較為困難，為了幫助學(xué)生理解學(xué)科知識，深入思考公式定理蘊含的學(xué)科概念和規(guī)律，增加學(xué)科探究的廣度和深度，教師應(yīng)深入分析物理教材，借助生活情境幫助學(xué)生理解物理規(guī)律，在深入了解的基礎(chǔ)上實現(xiàn)物理概念和規(guī)律的提煉和升華，幫助學(xué)生養(yǎng)成物理思維。

因課堂條件所限，教師可以積極借助信息技術(shù)的優(yōu)勢營造相應(yīng)的生活情境，通過直觀立體的動畫和圖片幫助學(xué)生迅速進(jìn)入到情境當(dāng)中。在營造情境的過程中，教師需要充分考慮學(xué)生的思維特點，將趣味性的內(nèi)容融入其中，在課堂上營造積極的討論氛圍，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合情境感受進(jìn)行討論，在互動中完成知識的深化吸收。［3］

以魯科版《普通高中教科書·物理》（以下簡稱“教材”）必修第一冊第四章《力與平衡》教學(xué)為例，為了幫助學(xué)生理解力的分解的含義，并能夠根據(jù)力的作用效果完成力的分解過程，教師可以充分發(fā)揮生活情境的作用，結(jié)合生活情境幫助學(xué)生觀察和思考生活中可能出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用物理的思維和視角看待并解決生活中的一些問題，為其今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

例如，教師可以先播放兩個壯漢拔河的視頻，二人力氣相當(dāng)不分勝負(fù)，但此時一名女士加入其中，并在繩子中間拉動繩子，這時教師暫停視頻，并提出問題：“同學(xué)們，你們覺得是壯漢的力氣大還是女士的力氣大呢？女士能否拉動繩子？依據(jù)是什么？”教師通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生深入觀察視頻中的內(nèi)容，并在互動過程中引導(dǎo)學(xué)生說明所作判斷的依據(jù)。隨后，繼續(xù)播放視頻，視頻中的女士輕松地拉動了兩個壯漢，這是因為繩子作為受力的物體，在拔河中物體受到左右的拉力處于相對均衡狀態(tài)，而中間拉力明顯小于左右拉力，中間女士的拉力雖然較小，但實際上一個力的效果分解成兩個沿著繩子的拉力。學(xué)生的判斷可能符合也可能不符合實際情況，此時教師就可以將生活情境中蘊含的物理知識提取出來，實現(xiàn)從生活情境到物理知識的自然過渡，從生活情境中提取物理知識，引導(dǎo)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生注意到分解力的作用。最后教師提出問題：“同學(xué)們，大家想一想，生活中還有沒有類似的經(jīng)歷？”學(xué)生在猜想、思考、推理、嘗試驗證的過程中完成物理規(guī)律的總結(jié)，將物理知識與生活現(xiàn)象結(jié)合在一起，有助于形成科學(xué)的思維能力。［4］

其二是實驗結(jié)合理論，驗證物理猜想。清華大學(xué)宋心琦教授指出：在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)以幫助學(xué)生建立起牢固準(zhǔn)確的基本物理觀念為主。這要求中學(xué)物理教學(xué)應(yīng)從知識為本轉(zhuǎn)向基本物理觀念建構(gòu)，在體驗和感悟中幫助學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為觀念，而體驗和感悟的基本形式就是物理實驗。在實驗中教師應(yīng)充分轉(zhuǎn)變原有教學(xué)方法，落實學(xué)生的課堂主體地位，讓學(xué)生通過實驗的方式自主驗證理論猜想，更好地掌握所學(xué)知識，使物理教學(xué)回歸科學(xué)本質(zhì)。

以魯科版物理教材第五章《牛頓運動定律》教學(xué)為例，為了幫助學(xué)生理解并掌握自由落體運動公式，教師可以先從實驗入手，提前準(zhǔn)備好大小和材質(zhì)相同的球體，學(xué)生嘗試讓兩個球體做自由落體運動，根據(jù)肉眼觀察發(fā)現(xiàn)二者的質(zhì)量差別對物體下落速度的影響非常輕微。為了進(jìn)一步研究可能會對球體最終下落速度造成影響的關(guān)鍵因素，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生運用以往所學(xué)的控制變量實驗法設(shè)計實驗流程，并嘗試依照實驗結(jié)果總結(jié)規(guī)律。

由于學(xué)生的思維能力處于發(fā)展階段，因此對于實驗流程的設(shè)計不可避免地會存在不完善的情況，為了解決這一問題，教師可以將學(xué)生分為不同小組，以小組為單位設(shè)計實驗方案并完成整個驗證過程。在實驗中，教師應(yīng)發(fā)揮好引導(dǎo)作用，對學(xué)生的實驗流程進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)：

學(xué)生：物體的下落速度與物體形狀存在直接關(guān)系，我認(rèn)為可以設(shè)計幾組等重但形狀不同的實驗。

教師：這個思路非常好，我們知道物體會向下掉落是因為受到了重力的影響，重力的計算公式是G=mg，總結(jié)計算過程可以發(fā)現(xiàn)一千克的物體自由向下掉落時的受力情況是相同的，如果物體由于受到某些因素影響導(dǎo)致下落速度出現(xiàn)差別，說明了什么呢？

學(xué)生：說明有其他力作用在物體上，降低了它的下落速度。

教師在學(xué)生設(shè)計實驗的過程中應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，適當(dāng)引導(dǎo)以幫助學(xué)生深入思考，并能理解實驗過程中所涉及到的物理知識。在回顧所學(xué)知識內(nèi)容的過程中學(xué)生形成自己的猜想和假設(shè)，利用實驗驗證自己的猜想，并結(jié)合實驗結(jié)果進(jìn)行交流和反思，深化了所學(xué)知識內(nèi)容。［5］

其三是小組交流學(xué)習(xí)，推動思維創(chuàng)新。物理知識和公式定律的推導(dǎo)是基于經(jīng)驗事實，然后構(gòu)建理想模型的抽象概括過程，教師在授課中可以充分結(jié)合這一特點，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合相應(yīng)的公式定律完成反向推導(dǎo)，使抽象化的物理知識被重新具象化為經(jīng)驗事實，并進(jìn)行舉例以驗證定理的應(yīng)用范圍和可行性，在逆向思維的過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，推動思維創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

大多數(shù)高中階段的學(xué)生思維能力尚有待提高，且課堂氛圍對其學(xué)習(xí)積極性的影響較大，為了拓展學(xué)生的思維能力，盡可能降低從公式定律到物理知識反向推導(dǎo)過程的難度，教師可以在教學(xué)中采用小組合作學(xué)習(xí)模式，在學(xué)習(xí)小組中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行討論，在討論中不斷提出多種假設(shè)和可能，并深入思考滿足各種假設(shè)的前提條件。在組內(nèi)討論結(jié)束后教師可以組織不同小組之間的比賽，讓各組展示自己的討論結(jié)果，并將討論范圍擴(kuò)大到整個班級，在相互交流和競爭的過程中營造積極熱烈的討論氛圍，推動思維創(chuàng)新，使學(xué)生真正成為推動教學(xué)進(jìn)程的主體，實現(xiàn)培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

以魯科版物理教材必修第一冊第三章《相互作用》教學(xué)為例，為了幫助學(xué)生深入了解重力的物理概念和計算公式，教師可以先根據(jù)學(xué)生的實際能力，將其分為不同的小組，讓每個小組當(dāng)中都有能力較強(qiáng)和能力較弱的學(xué)生，然后教師提出問題：已知重力的求取公式為G=mg，大家結(jié)合公式思考下面的問題，重力公式有哪些作用？g值代表重力加速度，這個值是怎么求出的？g值通常情況下固定不變，在什么情況下需要考慮g值會發(fā)生改變？物體的重力是否僅與重量有關(guān)，還有哪些要素可能與物體的重力存在一定的關(guān)聯(lián)性？是否能夠舉出生活中的實例或是設(shè)計出類似的物理實驗來證明自己的說法？

接下來各個小組就可以結(jié)合問題進(jìn)行討論，在討論中教師應(yīng)積極鼓勵學(xué)生調(diào)動以往所學(xué)的知識，并結(jié)合生活當(dāng)中的物理現(xiàn)象佐證自己的想法。討論中教師應(yīng)注意控制時間，在學(xué)生討論結(jié)束后由每組安排一個代表，說明本小組的討論結(jié)果，然后逐步將討論從小組范圍擴(kuò)大到班級，幫助學(xué)生從多個角度思考教師所提的問題，并對自己的討論結(jié)果進(jìn)行分析。隨后由教師進(jìn)行綜合評價，將小組學(xué)習(xí)和評價環(huán)節(jié)結(jié)合在一起，在評價中幫助學(xué)生認(rèn)識到自己存在的不足，培養(yǎng)其思考和解決問題的能力，幫助他們找到更符合自己實際的學(xué)習(xí)方法。［6］

其四是關(guān)聯(lián)社會生活，正確看待知識。學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一是認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，正確把握社會和科學(xué)技術(shù)之間的關(guān)系，認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)給人們生活帶來的積極作用，以積極的態(tài)度和高度的責(zé)任感參與到物理知識的學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生勇于追求真理，尊重客觀規(guī)律，造福人類社會，積極促進(jìn)社會發(fā)展，踐行物理學(xué)科的育人作用。

以魯科版物理教材必修第三冊第六章《能源與可持續(xù)發(fā)展》教學(xué)為例，為了幫助學(xué)生了解到能源的儲量與重要性，認(rèn)識到能源與可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系，教師可以從現(xiàn)實生活入手，舉例說明能源的重要性，如小到家庭所用的電磁爐、電冰箱、洗衣機(jī)，大到汽車及工業(yè)生產(chǎn)都需要能源作為動力。目前主要能源有兩類，一類是化石燃料燃燒之后釋放的熱能，如燃油汽車發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)就是通過汽油燃燒實現(xiàn)的；另一類則是電能，電能看似與化石燃料相距甚遠(yuǎn)，但電能的產(chǎn)生也是通過化石燃料燃燒實現(xiàn)的，在教學(xué)中教師可以引導(dǎo)學(xué)生說明化石燃料的大量使用給環(huán)境造成的危害，引導(dǎo)學(xué)生思考如何才能做好社會發(fā)展與能源使用之間的平衡。其后，教師可適時提出新能源發(fā)電的概念，并指出物理研究能幫助人們打破發(fā)展困境，使學(xué)生以更強(qiáng)烈的責(zé)任心投入到今后的物理學(xué)習(xí)中，為實現(xiàn)社會的和諧發(fā)展不懈努力。

綜上所述，在高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，需要教師從學(xué)生的認(rèn)知能力和思維能力出發(fā)，積極改進(jìn)和完善教學(xué)方法，幫助學(xué)生從多種不同的角度入手，去整合原有的知識內(nèi)容，在學(xué)習(xí)中提升學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為其今后的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。