素養(yǎng)導(dǎo)向下的初中物理教學(xué)改革問題探討

許靜

【摘 要】《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》立足學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，從全面育人、素養(yǎng)導(dǎo)向、突出實踐等方面凸顯物理課程的育人價值。研究者結(jié)合課程標準修訂的主要特點，聚焦義務(wù)教育物理教學(xué)改革問題進行研究。在教學(xué)中，教師應(yīng)從物理文化視角理解物理學(xué)的學(xué)科本質(zhì)，做到文化層面的物理教學(xué);將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)扎根于物理教學(xué)中，圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展進行教學(xué)設(shè)計;靈活運用多種教學(xué)方式，增強學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)體驗。

【關(guān)鍵詞】義務(wù)教育物理課程標準;核心素養(yǎng);物理教學(xué)改革

全球范圍內(nèi)經(jīng)濟、社會、文化及科技的迅速發(fā)展，對教育變革提出了新的要求。為培養(yǎng)學(xué)生具備核心競爭力，基礎(chǔ)教育課程改革需要深入推進。2019年，教育部對義務(wù)教育課程方案及學(xué)科課程標準進行修訂，并于2022年4月印發(fā)義務(wù)教育課程方案和課程標準（2022年版）?！读x務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱2022年版課標）立足學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，從全面育人、素養(yǎng)導(dǎo)向、突出實踐等方面凸顯物理課程的育人價值。本文將結(jié)合課程標準修訂的主要特點，對義務(wù)教育物理教學(xué)改革問題進行研究，在深化改革成果的基礎(chǔ)上持續(xù)推進物理教學(xué)改革。

一、從物理文化視角理解物理學(xué)的學(xué)科本質(zhì)，做到文化層面的物理教學(xué)

2022年版課標明確提出，物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科。物理學(xué)通過科學(xué)觀察、實驗探究、推理計算等形成系統(tǒng)的研究方法和理論體系。物理學(xué)科的基本屬性體現(xiàn)了物理學(xué)科內(nèi)涵、學(xué)科本質(zhì)、學(xué)科文化。從文化視角看，物理學(xué)既是科學(xué)也是文化，物理文化是物理科學(xué)共同體對物質(zhì)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律之真、善、美的執(zhí)著追求，通過科學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和形成物理思想、物理方法、物理概念、物理定律、物理語言符號、價值標準、科學(xué)精神、物理儀器設(shè)備以及約定俗成的工作方法的總和。物理文化的基本特征表現(xiàn)為物理學(xué)家的思維模式、情感模式、行為習(xí)慣、價值觀念，以及為表達物理思想、物理知識為目的的實驗探索過程[1]。物理文化是現(xiàn)代文化的重要組成部分，物理學(xué)的研究成果推動了科學(xué)、技術(shù)以及社會的發(fā)展，為人類文明和社會進步做出了重要貢獻。物理學(xué)的研究方法、理論體系、價值追求是物理文化的重要形式，這是物理學(xué)的學(xué)科本質(zhì)的集中體現(xiàn)。

物理教學(xué)的基本任務(wù)是傳播、繼承、發(fā)展物理文化，強化中學(xué)物理教學(xué)的文化品性，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。物理學(xué)對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推動作用，現(xiàn)代物理學(xué)的成就改變了世界。如量子計算機領(lǐng)域的進步促進新藥和新材料研發(fā)，解決我們面臨的氣候變化;量子模擬有助于造出更好的太陽能電池等。體現(xiàn)物理文化實質(zhì)和精髓的物理教學(xué)應(yīng)側(cè)重知識產(chǎn)生的社會文化背景、蘊含的思想和方法，讓學(xué)生經(jīng)歷知識的探索過程，從物理學(xué)視角認識自然，解決實際問題，建立科學(xué)的自然觀，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神，促進對科學(xué)本質(zhì)的理解。教學(xué)范疇的知識有兩種形態(tài)，即外顯的學(xué)術(shù)形態(tài)和內(nèi)隱的教育形態(tài)，兼具實用價值和教化功能。物理教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)造一種“活”的物理文化環(huán)境，將知識的實用價值和教化價值統(tǒng)一起來。充滿探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新的環(huán)境能激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，滿足學(xué)生的創(chuàng)造天性，在知識建構(gòu)和運用中實現(xiàn)知識的價值轉(zhuǎn)化。例如運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象之一，那么運動應(yīng)遵循怎樣的規(guī)律呢？從物理學(xué)發(fā)展初期關(guān)于運動的芝諾悖論到亞里士多德對運動原因的探討，再到伽利略對自由落體運動的研究，理性思維與實驗檢驗相結(jié)合的方法揭示了力與運動的關(guān)系，為慣性定律奠定了基礎(chǔ)。在長期的科學(xué)探索中，人們形成了一系列的科學(xué)思維方式，促使物理科學(xué)知識體系逐步成熟發(fā)展。利用物理學(xué)史的文化功能將物理概念、定律的歷史發(fā)展過程展現(xiàn)給學(xué)生，把物理文化所承載的科學(xué)精神融入教學(xué)中，能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維模式。

二、將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)扎根于物理教學(xué)中，圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展進行教學(xué)設(shè)計

2022年版課標提出以學(xué)生發(fā)展為本，提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)的課程理念。將“三維目標”提升為“核心素養(yǎng)”，以核心素養(yǎng)為綱構(gòu)建義務(wù)教育物理課程目標，提煉物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任四個維度的核心素養(yǎng)。其中物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運動和相互作用觀念、能量觀念等要素;科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素;科學(xué)探究主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素;科學(xué)態(tài)度與責任主要包括科學(xué)本質(zhì)觀、科學(xué)態(tài)度、社會責任等要素。義務(wù)教育物理核心素養(yǎng)繼承了高中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，結(jié)合初中生的身心發(fā)展特點和認知規(guī)律提出了初中階段應(yīng)達到的目標要求。這體現(xiàn)了物理學(xué)科促進學(xué)生核心素養(yǎng)養(yǎng)成和發(fā)展的課程目標具有明確性、連貫性、穩(wěn)定性。2019年，義務(wù)教育物理課程標準修訂組在《義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）》（以下簡稱2011年版課標）實施調(diào)研報告指出，97%的教師贊同義務(wù)教育物理課程標準對核心素養(yǎng)的界定和分類，這表明落實核心素養(yǎng)目標的物理教學(xué)具有堅實的實踐基礎(chǔ)。

（一）理解課程內(nèi)容的五個一級主題，做好教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)整

2022版課程內(nèi)容圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)體現(xiàn)“知行合一、學(xué)以致用”的思想，加強物理課程的基礎(chǔ)性、實踐性與綜合性[2]。課程內(nèi)容由五個一級主題構(gòu)成，“物質(zhì)”“運動和相互作用”“能量”三個主題涉及物理學(xué)的基本內(nèi)容，每個主題皆包括物理概念與規(guī)律、科學(xué)實踐活動、STSE等重要內(nèi)容;“實驗探究”主題包含測量類和探究類學(xué)生必做實驗，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力;“跨學(xué)科實踐”主題包含物理學(xué)與日常生活、社會發(fā)展、工程實踐等方面的跨學(xué)科實踐內(nèi)容，旨在發(fā)展學(xué)生跨學(xué)科應(yīng)用知識解決問題的能力。課程內(nèi)容的五個一級主題在不同程度上皆對形成核心素養(yǎng)有貢獻，它們各有側(cè)重又相互聯(lián)系。教師在教學(xué)中應(yīng)統(tǒng)籌考慮，在前三個主題中的三級主題有超過一半以上的條目均有實驗要求，包括演示實驗、探究性實驗等。比如，通過實驗了解焦耳定律，探究浮力大小與哪些因素有關(guān)等。因此，教師應(yīng)加強實驗教學(xué)，發(fā)揮實驗在物理學(xué)習(xí)中的重要作用?？鐚W(xué)科實踐內(nèi)容可結(jié)合前三個主題的相關(guān)內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計，從學(xué)習(xí)內(nèi)容統(tǒng)整和學(xué)習(xí)動機激發(fā)層面探索減負、增效、提質(zhì)的教學(xué)策略和教學(xué)活動設(shè)計。

（二）圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展做好單元整體設(shè)計、課時教學(xué)設(shè)計

核心素養(yǎng)的四個維度具有整體性，是物理課程育人價值的集中體現(xiàn)。在進行教學(xué)設(shè)計時，教師應(yīng)考慮教學(xué)內(nèi)容與核心素養(yǎng)的四個維度、學(xué)業(yè)質(zhì)量要求的關(guān)聯(lián)。

首先應(yīng)做好單元整體設(shè)計，整體把握該單元結(jié)構(gòu)化的知識體系，厘清核心概念、思想方法、能力要求的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，明晰學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)什么內(nèi)容、為什么學(xué)習(xí)這些內(nèi)容、通過怎樣的方式學(xué)習(xí)這些內(nèi)容以及從哪些方面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師可以結(jié)合課標要求、教材內(nèi)容、學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律，從核心素養(yǎng)的不同維度描述學(xué)生學(xué)完一章內(nèi)容后的學(xué)習(xí)結(jié)果。例如浮力一章的物理觀念維度的學(xué)業(yè)要求可以這樣描述：能認識液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的浮力，知道影響浮力大小的因素，知道阿基米德原理;能運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。如果學(xué)生學(xué)習(xí)了阿基米德原理，記住了公式，能解答公式化的題目，但卻不會用此定律解釋現(xiàn)象、解決實際問題，那么并不能認為學(xué)生建立了物理觀念。教師只有這樣的認識，才能采用有效的方式落實核心素養(yǎng)目標要求，創(chuàng)造性地開展物理教學(xué)。

其次，在課時教學(xué)設(shè)計中，教師應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的角度進行教學(xué)設(shè)計，將物理內(nèi)容與核心素養(yǎng)的關(guān)聯(lián)滲透于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動中。例如“物體的浮與沉”一節(jié)，先將不同物體浸沒在水中，觀察放手后物體的浮沉狀態(tài)，由此提出問題：“物體在液體或氣體中的浮與沉取決于什么條件？”再通過設(shè)計浮沉實驗進一步探究浮沉條件，對物體受力情況進行分析和推理并得到結(jié)論，然后用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象，如鹽水選種，潛水艇如何靠改變自身重力實現(xiàn)下沉和上浮，熱氣球的升降等。救生圈是一種水上救生設(shè)備，教師可以讓學(xué)生查閱資料，了解救生圈的材料、性能及用途，幫助學(xué)生運用所學(xué)知識分析日常生活中的安全問題，踐行安全與健康生活。該節(jié)內(nèi)容側(cè)重從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責任三個維度落實核心素養(yǎng)目標，將物理學(xué)與日常生活、物理學(xué)與工程實踐兩個方面涉及的跨學(xué)科內(nèi)容有機融入，注重學(xué)生的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、技能或能力的培養(yǎng)以及價值觀的塑造。

三、靈活運用多種教學(xué)方式，增強學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)體驗

教學(xué)內(nèi)容與核心素養(yǎng)的契合度，教學(xué)方式與核心素養(yǎng)的匹配度問題是深化物理課程改革，發(fā)揮物理課程育人功能的關(guān)鍵?；谥R類型學(xué)可將知識分為不同類型，例如英國哲學(xué)家波蘭尼把知識區(qū)分為顯性知識和緘默知識，現(xiàn)代認知心理學(xué)家安德森將知識歸類為陳述性知識和程序性知識。就物理知識而言，物理概念、物理規(guī)律對應(yīng)于陳述性知識或顯性知識，而蘊含在概念和規(guī)律中的物理思想和方法以及物理技能則對應(yīng)于程序性知識或緘默知識。不同類型的物理知識制約學(xué)習(xí)方式的選擇，規(guī)定學(xué)習(xí)過程的展開，需要不同的教學(xué)方式達成特定的目標，這是課程與教學(xué)的基本規(guī)律。多樣化的教學(xué)方式適用于不同的教學(xué)情境。在教學(xué)中，教師可依據(jù)教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情、教學(xué)資源等靈活選用教學(xué)方式，幫助學(xué)生發(fā)展獨立學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力。

（一）開展基于情境、問題導(dǎo)向的教學(xué)，在問題解決中建構(gòu)知識和運用知識

情境是認知活動的基礎(chǔ)，情境教學(xué)強調(diào)知識的情境性、建構(gòu)性、社會性等特征，對培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力具有重要意義。學(xué)習(xí)是意義建構(gòu)過程，學(xué)習(xí)者依據(jù)已有經(jīng)驗和條件構(gòu)建新的知識。當已有知識不足以建構(gòu)新知識時，新舊知識間的距離就表現(xiàn)為問題。在教學(xué)中，教師可從自然現(xiàn)象、生產(chǎn)生活實例、實驗現(xiàn)象中有意識地選用啟發(fā)性、趣味性的素材把學(xué)生帶入新的學(xué)習(xí)情境中，激發(fā)其學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，產(chǎn)生解決問題、探索問題的心理傾向，讓學(xué)生真正投入學(xué)習(xí)活動中。如有些版本的教科書，先從自然界的水循環(huán)描述了雨、云、雪等現(xiàn)象實質(zhì)上都與水有關(guān)，繼而提出水的狀態(tài)在什么情況下可以發(fā)生變化，再通過人造“雨”實驗說明水的狀態(tài)可以循環(huán)變化，水的物態(tài)變化與溫度密切相關(guān)，隨后學(xué)習(xí)溫度及溫度計的相關(guān)內(nèi)容[3]。這些內(nèi)容將情境與知識關(guān)聯(lián)起來，幫助學(xué)生從物理學(xué)視角認識物質(zhì)的形態(tài)和變化，并能用物理知識解決自然現(xiàn)象和解決實際問題，逐漸形成物理觀念，知識則成為形成物理觀念的載體。由此看來，問題在情境中展現(xiàn)，情境因問題而有意義。顯然“問題”是核心本質(zhì)，“情境”是形式輔助，實質(zhì)指向問題解決。而問題解決是一種復(fù)雜的心理活動，主要是指思維活動，可以說“思維即問題解決”。有效問題解決需要運用不同層級的認知活動、技能等，經(jīng)過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、提出假設(shè)、檢驗假設(shè)一系列過程。問題解決并非等同于解物理題，概念建立、規(guī)律探索、運用物理知識解決實際問題等都體現(xiàn)了問題解決的過程，問題解決使得學(xué)生尋求知識理解，建構(gòu)知識，另一方面又能不斷促使其質(zhì)疑和檢驗、創(chuàng)新知識。正確認識問題情境的價值，有助于開展問題導(dǎo)向的教學(xué)，幫助學(xué)生在問題解決中發(fā)展能力。

（二）開展實驗教學(xué)和探究教學(xué)，增強學(xué)生動手操作能力和探究能力，深化學(xué)習(xí)體驗

2018年教育部基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測中心發(fā)布了《中國義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測報告》，其中一個結(jié)果是，八年級學(xué)生在一學(xué)期的物理課上做過3次及以上動手實驗的比例為38.7%，從來沒有做過動手實驗的比例為23.8%，這說明學(xué)生動手實踐的機會比較少，物理教學(xué)中應(yīng)進一步增強物理課程實踐育人功能。從2001年義務(wù)教育物理課程標準實驗稿到2011年版課標，再到2022年版課標，義務(wù)教育課標一直強調(diào)“注重科學(xué)探究，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化”這一課程基本理念，2022年版課標將2011年版課標附錄中的學(xué)生實驗納入課程內(nèi)容，新增了“實驗探究”一級主題，凸顯物理實驗的整體設(shè)計，課程的實踐性得到進一步增強。我國義務(wù)教育和高中物理教科書非常重視物理實驗，強調(diào)做中學(xué)。初中物理和高中物理教科書難易程度的國際比較研究結(jié)果表明[4-5]，就實驗廣度（數(shù)量）而言，中國在10個國家的比較中排在首位，這說明我國初中和高中物理教科書的實驗數(shù)量是最多的，明顯高于其他國家的教科書，這也體現(xiàn)了教科書對物理課程實踐性的重視。雖然我國中學(xué)物理課程很重視實驗，但在調(diào)研中筆者發(fā)現(xiàn)，大家對物理實驗教學(xué)重視不夠，弱化了物理課程的實踐性。科學(xué)探究能力是學(xué)生應(yīng)具備的關(guān)鍵能力之一。近年來，物理中考命題注重通過實驗探究題型考查學(xué)生核心素養(yǎng)，發(fā)揮評價的導(dǎo)向作用，引導(dǎo)初中物理教學(xué)的有效實施。做好“教—學(xué)—評”的有機銜接，有助于改進教學(xué)方式，落實物理實驗的實踐育人功能。在教學(xué)中，教師應(yīng)依據(jù)課程標準對實驗及科學(xué)探究的具體要求，用好教材，做好實驗探究教學(xué)設(shè)計，通過類型豐富的實驗活動讓學(xué)生建立個人科學(xué)經(jīng)驗，掌握實驗知識和技能。探究活動涉及觀察、提出問題，猜想與假設(shè)，設(shè)計實驗并進行探究、解釋結(jié)果等。這些能讓學(xué)生理解和體會科學(xué)學(xué)習(xí)過程，由簡單的探究活動到較復(fù)雜的問題探究，從封閉式探究到開放式探究，學(xué)生的探究能力得到逐步培養(yǎng)和發(fā)展。

（三）開展跨學(xué)科實踐，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決問題的能力，拓展學(xué)習(xí)體驗

跨學(xué)科實踐主題凸顯物理課程的綜合性和實踐性，該主題包括“物理學(xué)與日常生活”“物理學(xué)與工程實踐”“物理學(xué)與社會發(fā)展”三個二級主題，涉及健康生活、低碳生活、節(jié)能環(huán)保意識、物理學(xué)推動科學(xué)技術(shù)發(fā)展、我國科技發(fā)展新成就等內(nèi)容，與“物質(zhì)”“運動和相互作用”“能量”三個主題相關(guān)內(nèi)容緊密聯(lián)系，突出物理課程的跨學(xué)科性，旨在加強學(xué)生綜合運用不同學(xué)科知識與技能解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生積極、認真的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神。在教學(xué)中，教師應(yīng)積極探索課程綜合化實施路徑，強化課程的協(xié)同育人功能?？鐚W(xué)科實踐內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以與核心知識緊密聯(lián)系，有機融入相關(guān)內(nèi)容的課堂學(xué)習(xí)中，或以物理知識為主開展綜合性較強的跨學(xué)科實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究，綜合運用多學(xué)科知識與思維方式解決真實情境中的問題，為不同能力和發(fā)展需要的學(xué)生提供靈活、豐富的課內(nèi)外學(xué)習(xí)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)資源，拓展學(xué)習(xí)空間、時間及學(xué)習(xí)體驗，將知識建構(gòu)與能力培養(yǎng)統(tǒng)一起來。教師可通過社會調(diào)查、查閱資料、舉辦論壇、設(shè)計制作、科學(xué)閱讀、科學(xué)辯論、撰寫報告等方式，使學(xué)生經(jīng)歷真實情境中的問題解決。如通過查閱資料，學(xué)生了解了中國空間站在太空中飛行的速度，以及其凝聚的科技創(chuàng)新的力量。

綜上所述，當前我國義務(wù)教育邁入了全面提升質(zhì)量的新階段，注重學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，強化育人為本的理念。在教學(xué)中，教師應(yīng)踐行課程理念，增強課程育人功能，把落實學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的培養(yǎng)目標融入教學(xué)中，不斷探索優(yōu)化和改進物理教學(xué)的實踐路徑。

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[4]李春密.中小學(xué)理科教材難度國際比較研究（初中物理卷）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2016.

[5]廖伯琴.中小學(xué)理科教材難度國際比較研究（高中物理卷）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2016.

（責任編輯：陸順演）