淺談潮陽區(qū)農(nóng)村高中基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)

劉奕就

一、物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出和背景

2017年教育部制定的《普通高中物理課程標準》中明確提出：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責任”四個方面。

可以這樣理解，物理學(xué)科核心素養(yǎng)是當代學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程所形成的特殊品格和能力，而這種特殊品格和能力有利于社會的發(fā)展和個人的發(fā)展，我們可以通過學(xué)校物理課堂教學(xué)、課后教育，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、潮陽農(nóng)村高中基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀分析

我們汕頭市潮陽區(qū)農(nóng)村高中，基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀怎樣？如何才能培養(yǎng)好農(nóng)村高中生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)？針對這些問題，我們對潮陽區(qū)各個高中，特別是農(nóng)村高中進行了抽樣調(diào)查。

調(diào)查結(jié)果顯示，很多教師有關(guān)注對學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的問題。83.33%的教師基本了解物理學(xué)科核心素養(yǎng)目標和三維目標之間的聯(lián)系，46.3%的教師經(jīng)常在教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)作為指導(dǎo)，61.11%的教師經(jīng)常關(guān)注和討論學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法，但只有27.78%的教師在備課中把如何落實核心素養(yǎng)當成核心問題來看待，只有20.37%的教師做到在物理課堂教學(xué)中把提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)當作最主要的目的。教學(xué)設(shè)計時，教師們大都是根據(jù)課標、教參、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情進行設(shè)計，但59.26%的教師困惑于沒有突破重點難點的好方法。在提升教學(xué)水平方面，37.04%的教師認為沒有充分的時間，38.89%的教師認為缺乏改進的方法和途徑。

由此反映出，我們基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)相對薄弱，部分教師仍過多地采用題海戰(zhàn)術(shù)、“填鴨式”教學(xué)等教學(xué)方式，有的教師甚至學(xué)習(xí)動力不足，教學(xué)積極性不高。這很難讓學(xué)生學(xué)好物理，很難讓學(xué)生具備良好的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。這值得我們注意，并思考行之有效的物理教學(xué)方法和培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效策略。

三、基于核心素養(yǎng)物理教學(xué)的有效策略

作為農(nóng)村高中的物理教育工作者，在農(nóng)村高中學(xué)校，教學(xué)硬件設(shè)施普遍比較落后、教學(xué)觀念相對滯后的現(xiàn)實環(huán)境中，我們?nèi)绾尾拍茏龅接y而上、克服困難，在日常教學(xué)實踐中培養(yǎng)高中生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)？我想可以從以下幾個方面著手努力：

1. 從解決生活實際問題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念

物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。其實就是物理基本概念、基本規(guī)律的進一步提升，利用物理規(guī)律來解釋自然現(xiàn)象和生活實際問題。

很多學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)高中物理時會覺得高中物理比初中物理更難學(xué)、更加復(fù)雜。確實，高中物理概念和物理規(guī)律相對于初中物理更加抽象，掌握一個新物理概念和物理規(guī)律需要花更多時間，不能簡單地靠死記硬背的方法來掌握物理觀念。事實上，這里已經(jīng)涉及到了一個初中物理與高中物理知識點銜接不充分的問題，高中物理更加注重概念的理解，注重規(guī)律的邏輯思維過程。在沒有合適學(xué)習(xí)方法的情況下學(xué)習(xí)物理，學(xué)生自然會覺得高中物理枯燥無味。當然方法總比困難多一點，我們可以把解決生活實際問題作為出發(fā)點，在生活實際問題中引入物理基本概念和物理規(guī)律。

比如在講解運動的描述中引入物理新概念：“質(zhì)點”，人教版物理教材必修第一冊中的表述為：在某些情況下，確實可以忽略物體的大小和形狀，把它簡化為一個具有質(zhì)量的點，這樣的點叫做質(zhì)點。

學(xué)生之前并沒接觸過這個名詞會覺得很陌生，如果只是單純地從表述中來理解質(zhì)點，確實很抽象?？扇绻覀円越鉀Q生活實際問題作為出發(fā)點來學(xué)習(xí)這個物理概念，效果就不一樣了。例如：如何描述足球在足球場中滾動時的運動軌跡？如何描述小鳥拍打翅膀在樹林里飛行時的運動軌跡？學(xué)生通過思考會驚訝地發(fā)現(xiàn)，描述足球和小鳥的運動軌跡，可以直接忽略它們的形狀和大小，把它們看成一個有質(zhì)量的點，即質(zhì)點。

2. 鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新，培養(yǎng)科學(xué)思維

“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。

大膽質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新能讓學(xué)生對生活中的物理問題進行發(fā)散性思考，從不同角度思考解決問題的方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的必要因素。比如在《自由落體運動》教學(xué)中，探究物體下落快慢程度跟物體輕、重的關(guān)系。

根據(jù)生活經(jīng)驗，大部分同學(xué)會誤認為重的物體下落得快。課堂上我們可以鼓勵學(xué)生對所探究的問題提出大膽的猜想和質(zhì)疑，如果有學(xué)生對已有的認識提出疑問，我們可以順水推舟，鼓勵學(xué)生對自己的疑問做出合理的推理和設(shè)想，根據(jù)設(shè)想創(chuàng)設(shè)小實驗，推理論證，最終證明自己的觀點。比方說鼓勵學(xué)生借助光盤、紙張等簡單的生活物品開展小實驗，并推理論證。

論證1：是否重的物體一定下落得快？

鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗論證，可以分別拿著光盤和面積一樣的紙張，把紙張揉成小紙團，這樣并不影響紙張的重量，只是表面積變小了，如果同時把它們從距離講臺相同高度落下，是不是依然重的光盤下落得快呢？通過測驗可以發(fā)現(xiàn)此時輕的物體下落得快。

論證2：是否輕的物體一定下落得快？

在教師的鼓勵下，學(xué)生可以設(shè)計論證過程，如果剛才的結(jié)論在任何情況下都能成立，說明分別將光盤和面積一樣的紙張（不揉成紙團）水平放置，同時把它們從距離講臺相同的高度落下，輕的紙張要先著地。那么通過測驗可以發(fā)現(xiàn)此時重的物體下落得快。

論證3：是否輕重相同的物體一定下落得一樣快？

同樣可以讓學(xué)生設(shè)想：將一張紙張和另一張揉捏成紙團的相同紙張同時從距離講臺相同高度落下，實際測驗發(fā)現(xiàn)輕重相同的物體下落快慢也不一定相同。

通過以上三個大膽而創(chuàng)新的推理論證，我們會發(fā)現(xiàn)結(jié)論并不是原先想的那么簡單。歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)：物體下落的快慢程度跟物體的輕重沒有必然的關(guān)系！因此，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，能讓學(xué)生更具有建構(gòu)模型的能力，在實際問題當中抽象出物理模型，并運用科學(xué)思維方法對物理實際問題進行科學(xué)推理、歸納總結(jié)，培養(yǎng)科學(xué)思維。

3. 引導(dǎo)學(xué)生深入實驗過程，培養(yǎng)科學(xué)探究

物理學(xué)科注重實驗操作，物理規(guī)律來源于生活實踐，當然可以通過物理實驗來驗證。在物理教學(xué)中我們可以潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生針對物理規(guī)律親自設(shè)計實驗、操作實驗、最終驗證或得出物理規(guī)律。往往我們會發(fā)現(xiàn)，就在學(xué)生親身融入物理規(guī)律的探究過程中時常有一些不尋常的問題出現(xiàn)，帶著好奇和疑問學(xué)生可以對實驗操作做進一步調(diào)整，提出合理假設(shè)，探尋新方案和新方法，做更深入的探究。利用新方案和新方法獲取證據(jù)和信息，最終解釋新問題，通過提出疑問、設(shè)計實驗、操作實驗、分析數(shù)據(jù)、交流歸納等一系列環(huán)節(jié)來激發(fā)學(xué)生強烈的求知欲。

例如在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，如圖1所示，當小車總質(zhì)量M保持不變，探究加速度a與合外力F關(guān)系時，學(xué)生通過改變定滑輪下方鉤碼質(zhì)量m來得到小車不同的合外力F，其中有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)畫出來的a-F圖像如圖2所示，后面會出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象，這是為什么呢？這會引起學(xué)生注意和好奇，因為這一現(xiàn)象是實驗數(shù)據(jù)的真實反應(yīng)，但結(jié)論卻是與課本描述的物理規(guī)律不一致。課本的描述是，當小車總質(zhì)量不變時，加速度a與合外力F成正比，說明圖像應(yīng)該是一條過原點的直線。這個時候我們可以抓住機會引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：會不會是因為實驗中所掛鉤碼的質(zhì)量m沒有達到遠小于小車質(zhì)量M的條件造成的？

為了驗證這一猜想可以鼓勵學(xué)生對原有的實驗進行改進。例如學(xué)生提出圖3所示操作：在小車前通過細線連接著小沙桶，而不是鉤碼。小車上固定一個容器，容器里有沙子，我們可以根據(jù)需要從小車上的容器中取出適量沙子放入沙桶中，把沙桶加上小車和沙子看成一個整體M。把變化后沙桶和沙子的總重力mg當作整體M所受到的合外力F，沙桶中的沙子來源于小車，保證整體的質(zhì)量M不變。加速度a由打點計時器打出的紙帶計算得出，以合力F為橫軸，加速度a為縱軸，畫出a-F圖象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象就是一條過原點的直線，從而驗證物理規(guī)律。

可見開展物理實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入實驗探究過程，可以讓學(xué)生感受實踐的快樂，體驗實踐探究的珍貴，增強他們對科學(xué)探究的認可，培養(yǎng)了科學(xué)探究素養(yǎng)。

4. 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責任

眾所周知，物理學(xué)是基于人類有意識的探究而形成的對自然視象的描述與解釋，物理規(guī)律需要通過實踐來檢驗，我們可以在學(xué)生設(shè)計實驗、操作實驗過程中要求他們做到嚴謹操作、科學(xué)取證，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。同時，學(xué)習(xí)物理時也需要時常與社會發(fā)展、科技前沿相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責任感。

當然了，實現(xiàn)科學(xué)態(tài)度和社會責任感離不開學(xué)生對物理學(xué)科的好奇心和強烈的求知欲，我們有義務(wù)和責任通過課堂教學(xué)、課后引導(dǎo)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任。

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生對物理本身產(chǎn)生興趣，能使學(xué)習(xí)過程活躍起來，達到主動獲取知識、求知欲旺盛的狀態(tài)。在教學(xué)中我們通過引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會生活，聯(lián)系科技發(fā)展，讓學(xué)生從這些感興趣的領(lǐng)域當中點燃學(xué)習(xí)物理的熱情。比方說同學(xué)們關(guān)注的中國載人飛船成功飛上太空，宇航員在太空給同學(xué)們開課這一具有歷史意義的事件。

2022年3月23日下午，宇航員王亞平給同學(xué)們開講了“天宮課堂”。其中有一個小實驗是這樣的：王教師將各自附著有小水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。其實在太空中繞地球穩(wěn)定飛行的空間站就是一個微重力環(huán)境，這一實驗展示了在這個特殊的環(huán)境下液體表面張力的明顯特性?！八畼颉北砻鎸铀肿又g的相互作用力中引力大于斥力，對外表現(xiàn)出來的是引力。在幾乎沒有重力影響的情況下表面張力表現(xiàn)得尤為突出，所以出現(xiàn)了“水橋”的奇觀，當王亞平放開雙手時，液體表面張力又發(fā)揮了它的主要作用，使得兩板吸引到了一起。通過觀察這一科學(xué)實驗，學(xué)生們會帶著更大的熱情來學(xué)習(xí)物理，不僅能達到更好的教學(xué)效果，也能讓學(xué)生更加熱愛科學(xué)，增強社會責任感。

通過以上分析表明：我們物理教師要深刻理解物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，通過理論學(xué)習(xí)不斷武裝自己，嚴格要求自己，提升教學(xué)理念。為了改善潮陽區(qū)農(nóng)村高中基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀，我們可以從多方面來努力：從解決生活實際問題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念;鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新，培養(yǎng)科學(xué)思維;引導(dǎo)學(xué)生深入實驗過程，培養(yǎng)科學(xué)探究;激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責任。