注重學(xué)以致用 培養(yǎng)核心素養(yǎng)

何匯川 王曉璐

(貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

在物理教學(xué)中知識(shí)的應(yīng)用是不可或缺的重要環(huán)節(jié)，知識(shí)應(yīng)用對(duì)知識(shí)的鞏固、理解有著重要作用，大多數(shù)教師都是通過習(xí)題課達(dá)到使學(xué)生應(yīng)用知識(shí)、復(fù)習(xí)知識(shí)的目的?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出:學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。[1]顯然物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已經(jīng)成為物理課程目標(biāo)，所以物理知識(shí)的綜合應(yīng)用也應(yīng)該不斷創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決，為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)發(fā)揮更大的作用。

1 在課堂教學(xué)中布置物理小制作任務(wù)

教師在完成了知識(shí)的教學(xué)與總結(jié)之后，需要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，教師通常會(huì)給出與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的習(xí)題，讓學(xué)生解答以達(dá)到使學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的目的。針對(duì)這一環(huán)節(jié)，為培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，可以增加學(xué)生動(dòng)手操作、運(yùn)用知識(shí)自主探究的機(jī)會(huì)，開展課堂小制作等活動(dòng)。在單元總結(jié)復(fù)習(xí)的課堂上，教師同樣可以推出綜合應(yīng)用這一章知識(shí)的小制作。

在物理知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行課堂小制作，有利于學(xué)生深入理解知識(shí)，學(xué)生在制作過程中可積累感性認(rèn)識(shí)，形成物理觀念。同樣在制作過程中，學(xué)生通過對(duì)制作中出現(xiàn)的實(shí)際問題解決、自主思考與探究，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

案例一：在“法拉第電磁感應(yīng)定律”的教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的知識(shí)，教師可以提供器材，引導(dǎo)學(xué)生制作“人力小電燈”，學(xué)生利用磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，連接電路，運(yùn)用電磁感應(yīng)知識(shí)，由人提供動(dòng)力使導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而點(diǎn)亮小燈泡。在小燈泡被點(diǎn)亮的瞬間，學(xué)生將會(huì)受到鼓舞，學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的學(xué)習(xí)熱情將會(huì)進(jìn)一步得到激發(fā)，同時(shí)在實(shí)際制作過程中，學(xué)生通過解決制作過程中遇到的問題，培養(yǎng)了他們的科學(xué)探究能力。在制作完成后，教師可以提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生討論、交流。

師:在使“人力小電燈”發(fā)光的過程中經(jīng)歷了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？

生:由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

在此問題中，通過提問，使學(xué)生再次回顧制作過程，初步形成能量觀念。

師:如果點(diǎn)亮的不只是這一只小燈泡，而是千家萬(wàn)戶的燈泡，那人力提供的機(jī)械能還夠用嗎？應(yīng)該怎么辦呢？

生:不夠用，如果需要大量電能，可以用水力或風(fēng)力代替人力。

師:利用水力和風(fēng)力發(fā)電有什么優(yōu)勢(shì)呢？

生:利用水力與風(fēng)力發(fā)電可保護(hù)環(huán)境，而且水能和風(fēng)能是可再生能源。

通過這些問題，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在物理教學(xué)中開展小制作活動(dòng)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力，還能使學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識(shí)。[2]

2 通過課外活動(dòng)豐富學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用

物理知識(shí)的應(yīng)用不應(yīng)局限于課堂之中，課外活動(dòng)、物理設(shè)計(jì)創(chuàng)新賽等同樣可以給學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)的機(jī)會(huì)，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.1 課外活動(dòng)

將對(duì)于一節(jié)課知識(shí)的應(yīng)用，可擴(kuò)展為對(duì)學(xué)生已有物理知識(shí)的綜合應(yīng)用，更能有效地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也有利于自身知識(shí)體系的進(jìn)一步梳理與整合。在教學(xué)安排中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與課外活動(dòng)，以實(shí)踐為載體，促成學(xué)生物理觀念的凝練、科學(xué)思維的養(yǎng)成、實(shí)驗(yàn)探究能力的提升和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成，這是物理教學(xué)的改進(jìn)思路之一。[3]通過活動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在學(xué)校科技展館中放置物理模型，播放解釋其物理原理的視頻。此外，劃定特定區(qū)域，提供器材，供學(xué)生進(jìn)行物理小制作，同時(shí)配備指導(dǎo)教師，為學(xué)生提供指導(dǎo)，保證學(xué)生的操作安全。學(xué)生通過觀察模型與觀看視頻，眼前的學(xué)習(xí)內(nèi)容與自己腦海中的物理知識(shí)形成共鳴，激發(fā)了他們運(yùn)用物理知識(shí)動(dòng)手制作的興趣。學(xué)生通過動(dòng)手制作，運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí)解決制作中遇到的實(shí)際問題，可加深他們對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。這一過程提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的是在該過程中學(xué)生積累了大量的感性認(rèn)識(shí)，有利于核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)。

案例二：在科技館內(nèi)擺放蒸汽機(jī)模型，同時(shí)播放蒸汽機(jī)的歷史介紹和原理講解。學(xué)生觀看了模型和原理視頻之后，再提供場(chǎng)地與器材，供學(xué)生自己動(dòng)手制作簡(jiǎn)易的蒸汽機(jī)，蒸汽機(jī)工作需要的內(nèi)能可以由酒精燈提供，氣缸可以用易拉罐代替，傳動(dòng)裝置和活塞可以用注射器和鋼絲改裝代替，飛輪用光盤代替，底座可以用木塊粘合而成。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生組成小組，運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)易蒸汽機(jī)的組裝與試驗(yàn)。一方面，試驗(yàn)的成功直接給予學(xué)生以鼓勵(lì)，使學(xué)生對(duì)于物理的學(xué)習(xí)興趣得到進(jìn)一步激發(fā)；另一方面，學(xué)生直觀地體驗(yàn)了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，對(duì)于能量轉(zhuǎn)化積累了新的感性認(rèn)識(shí)，有利于學(xué)生能量觀念的形成。

2.2 物理創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽

可以由學(xué)校主辦“科學(xué)創(chuàng)新節(jié)”，在各個(gè)年級(jí)中分別開展“物理創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”，旨在讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)以致用，將學(xué)到的物理知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系起來，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，把知識(shí)應(yīng)用、環(huán)保等作為重要的評(píng)價(jià)內(nèi)容。由教師指導(dǎo)，各個(gè)班級(jí)先進(jìn)行內(nèi)部評(píng)選，之后進(jìn)行校級(jí)評(píng)選。這種方式將會(huì)在全校范圍內(nèi)營(yíng)造出創(chuàng)新的氛圍，學(xué)生的創(chuàng)新潛能會(huì)被極大地激發(fā)出來。學(xué)生基于所學(xué)物理知識(shí)，聯(lián)系生活實(shí)際，進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，根據(jù)大賽主題，自主選擇設(shè)計(jì)方向，制定方案、自主制作、解決實(shí)際問題。在這個(gè)過程中，提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，利用生活中隨處可見的塑料瓶、吸管、氣球等物品進(jìn)行制作，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，提高了他們的動(dòng)手能力。同時(shí)，通過活動(dòng)的體驗(yàn)，學(xué)生深化了對(duì)物理知識(shí)的理解，對(duì)其物理觀念的形成、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)會(huì)起到很大作用。以“學(xué)以致用”為大賽要旨，以設(shè)計(jì)的作品可應(yīng)用于社會(huì)為目標(biāo)，也將對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的養(yǎng)成起到很大作用。

案例三：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用“溫度和溫標(biāo)”的知識(shí)，利用小玻璃瓶、橡皮塞、墨水與吸管制作溫度計(jì),將它放在教室內(nèi)顯示溫度，在制作溫度計(jì)的時(shí)候，學(xué)生應(yīng)用了“熱脹冷縮”“冰水混合物的溫度為零攝氏度”“沸水溫度為一百攝氏度”等物理規(guī)律與知識(shí)。

案例四：有學(xué)生覺得夏天教室內(nèi)十分炎熱，影響大家學(xué)習(xí)，在任課教師的指導(dǎo)下，學(xué)生決定組裝太陽(yáng)能電風(fēng)扇為教室降溫，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)與組裝制作中，學(xué)生利用頭腦中電路的相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題，在這一過程中學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)化也能夠積累更多的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了他們能量觀念。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生制作的目的都是為了服務(wù)老師和同學(xué)，同時(shí)所用的器材考慮到了廢物利用，所利用的能源也是優(yōu)先考慮環(huán)保的、清潔的能源，以在此過程中也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

3 結(jié)語(yǔ)

物理知識(shí)的綜合應(yīng)用對(duì)于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要，學(xué)生在動(dòng)手制作等過程中，對(duì)相關(guān)物理知識(shí)進(jìn)行了回顧、梳理，加深了理解，在解決實(shí)際問題的過程中體驗(yàn)了科學(xué)探究過程。動(dòng)手制作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效路徑，教師應(yīng)注意在知識(shí)應(yīng)用環(huán)節(jié)增加學(xué)生動(dòng)手制作的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在實(shí)際的問題情境中，自主思考、動(dòng)手制作，增加感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。