培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)的常見問題與培養(yǎng)策略

■天津市第四十五中學 魏 山

一、核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個長期的過程

中學生的核心素養(yǎng)是在日常教育教學中逐步培養(yǎng)起來的。培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務的重要舉措。然而，核心素養(yǎng)的內(nèi)容非常廣泛。就物理核心素養(yǎng)而言，包含“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面，而每個方面又包含多項內(nèi)容。因此，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個長期的過程，絕非一朝一夕之功。

二、核心素養(yǎng)培養(yǎng)過程中遇到的常見問題

在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)過程中，常常會遇到一些問題，筆者針對這些常見問題及其產(chǎn)生原因作了簡要分析。

（一）科學思維能力培養(yǎng)不足

在“雙減”背景加上選課走班后，物理課時減少。為了完成教學進度，課堂上，往往是教師講得多，師生互動少，常常出現(xiàn)“滿堂灌”的現(xiàn)象。因此，學生缺乏獨立思考的空間，課堂上經(jīng)常處于被動接受知識的狀態(tài)，極大地制約了學生對科學的質(zhì)疑和創(chuàng)新思維的發(fā)展。

例如：在《實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》一節(jié)的課后實驗報告中，雖然學生們都在坐標系中描點作了v-t圖像，但是大概80%的學生作圖時描的點都非常“標準”地排布在一條直線上。事實上，實驗時總會存在誤差，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描出的點不可能恰好都在一條直線上，只是它們的分布趨勢是在一條直線上。其實，學生作圖時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這個事實，但是由于前面學習v-t 圖像時已經(jīng)有了“加速度恒定時，v-t圖像是一條直線”的結(jié)論，所以當實驗結(jié)果與結(jié)論不完全一致時，他們不敢提出質(zhì)疑，而選擇不尊重事實、自行“篡改”結(jié)果的做法。這個問題的出現(xiàn)，重點不在學生不會擬合圖像上，而在于因為教師沒有給予學生提出質(zhì)疑的機會，導致學生缺乏反思和質(zhì)疑的能力。

（二）科學探究能力欠缺

學生科學探究能力的欠缺，主要表現(xiàn)為實驗過程中與同學的交流能力、與實驗合作能力的欠缺。

例如：《實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律》一課實驗過程中，很多實驗小組缺乏合作交流，以致出現(xiàn)下面的現(xiàn)象：一名學生不僅要同時拉兩個彈簧測力計，而且還要記錄力的大小和方向，根本沒有其他同學幫忙。更有甚者，同一組出現(xiàn)兩份實驗報告差別過大的現(xiàn)象（一份實際與理論偏差很小，一份偏差很大）。雖然實驗過程中學生一直在忙于操作，但是常常到了下課時間也無法完成實驗。究其原因，是學生進實驗室做實驗的次數(shù)不足，學生交流與合作的機會不多，阻礙了他們科學探究能力的發(fā)展。

（三）科學態(tài)度與責任缺失

科學態(tài)度與責任的缺失，主要表現(xiàn)為：學生對科學本質(zhì)的認識不夠深入，對待科學的態(tài)度不太端正，以及對科學學習承擔的對社會環(huán)境的責任認識不足。

1.科學本質(zhì)方面。

學生對科學知識、歷史、價值等方面缺乏最基本的認識，尤其在學科歷史、價值方面存在認識缺失。例如：學到《牛頓第一定律》一節(jié)時，有的學生不理解為什么伽利略那么偉大，認為他只是做了個簡單的斜面實驗而已；還有的學生會覺得伽利略和亞里士多德的關(guān)系一定很僵。這些問題的出現(xiàn)，說明教師沒有引導學生學習相關(guān)內(nèi)容，致使學生沒有認識到伽利略開創(chuàng)了理論和實驗相結(jié)合的科學探究方法，對后世科學探究具有深遠的影響；致使學生并不知道亞里士多德和伽利略屬于兩個不同時代的人，中間隔了近2000 年，這便屬于對學科歷史沒有最基本的認識。

2.科學態(tài)度方面。

科學態(tài)度包括對科學的好奇心、實事求是、追求創(chuàng)新、合作分享。實事求是、追求創(chuàng)新、合作分享的科學態(tài)度的缺失前文已有敘述，下面主要闡述好奇心的缺失。例如：學生對物理知識本身的好奇心在減少，他們提問頻率很高的問題是：“這個內(nèi)容考試是否會考？”如果得到的答案是否定的，學生就不再繼續(xù)提問。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是教師為了節(jié)省時間，往往只講考試?？純?nèi)容。甚至有的教師在高一就會告訴學生哪些知識是高考重點，導致學生對物理失去了好奇心，從此只對考試分數(shù)感興趣。在后面的學習中，他們就體會不到學習物理的樂趣，不會主動思考，更不用說創(chuàng)新了。

3.社會責任方面。

社會責任的缺失，體現(xiàn)在“科學倫理”和STSE（科學、技術(shù)、社會、環(huán)境的英文縮寫）教育兩方面。例如：學到核裂變時，有學生提出：日本總和我國作對，我們?yōu)楹尾荒芟癞斈昝绹粯佑迷訌?？這便是科學倫理缺失的一種表現(xiàn)。愛因斯坦曾經(jīng)針對二戰(zhàn)時期美國對日本投下原子彈事件說，參加過研究原子彈的物理學家，都會被責任感所困擾，正確運用科學成果是全人類的責任。學到《萬有引力定律》一節(jié)時，有的學生認為，我國航天事業(yè)的發(fā)展，需要耗費大量的人力物力，似乎沒有必要。這就說明教師在教學中忽視了STSE方面的教育，導致學生對科學與社會、科學與民族、科學與國家和世界的關(guān)系缺乏基本認識。

三、解決核心素養(yǎng)培養(yǎng)問題的策略

針對上述核心素養(yǎng)培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的問題，筆者提出如下對策。

（一）“追根溯源”育思維

針對科學思維能力不足問題，教師要在教學中注重知識的生成過程，注重知識的“來源”，多讓學生參與物理定理、定律的推導過程，以達到培養(yǎng)學生科學推理能力的效果。例如：在講授《機械能守恒定律》一節(jié)時，我先運用單擺實驗，根據(jù)動能定理和重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，推導出“只有在重力做功的情況下物體的機械能守恒”的結(jié)論，再運用彈簧振子實驗，讓學生自行運用動能定理和彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系，推導出“只有在彈力做功的情況下物體的機械能守恒”的結(jié)論，最后再結(jié)合兩個結(jié)論得到機械能守恒定律。學生參與知識的生成過程，就會知道知識的“來源”，對知識的理解更加深入，進而提高科學推理能力。同時，教師可以在課堂上采用互動的方式，培養(yǎng)學生科學思維。比如：我常常在習題課上，讓學生講述解題方法和解題思路，以及采用該解題方法、定律或公式的原因。這種“追根溯源”的教學方式，有助于培養(yǎng)學生科學推理能力，促使學生形成凡事多問“為什么”的習慣，也于無形中培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維。

（二）“多做實驗”促探究

物理課時減少，教師忙于完成教學進度，導致學生探究能力缺失的根本原因，是欠缺實驗室現(xiàn)場教學。針對這一問題，教師在教學時，要盡可能采用“多做實驗”的方法來彌補。一方面，教師要盡可能補齊線上教學沒做的必做實驗。比如：我會利用課后服務時間來完成，如果時間不夠，則先做演示實驗，等高三復習時再補齊。另一方面，教師要在新課教學中多做實驗，如演示實驗或課后小實驗，增加與學生間的互動，促其產(chǎn)生合作意識。

（三）“見縫插針”強態(tài)度

針對學生科學態(tài)度與責任缺失這一問題，我們可以“見縫插針”，利用好課程中的一些可以融入科學態(tài)度與責任的培養(yǎng)契機，強化學生的科學態(tài)度與責任。例如：在《牛頓第一定律》一節(jié)教學中，我讓學生提前查找這段科學故事，利用“課前引入”這一環(huán)節(jié)，讓學生講述故事，提高學生對科學本質(zhì)的認識。講到動量定理時，我會用實驗引入：將一個充氣緩沖袋（快遞常用）放入盒子，將盒子放在視頻畫面下方（學生看不到），然后給學生出示一枚生雞蛋，接下來不小心（假裝）將雞蛋從手中滑落（這時，學生以為雞蛋一定會摔破），最后展示盒子，將雞蛋從盒子中緩緩拿出。這樣的實驗，能夠引發(fā)學生的思考，激發(fā)學生的求知欲，并在學完后產(chǎn)生獲得知識的滿足感。《牛頓第二定律》一節(jié)，我通過我國航天員在天宮一號的太空授課引入質(zhì)量的測量（人教版必修一第98頁），然后在課末讓學生解釋原理。這樣做，能夠讓學生了解到空間站內(nèi)可以進行一些物理實驗，進而激發(fā)學生對科學價值的思考。學習核能相關(guān)知識，我會給學生播放“戰(zhàn)爭給無辜人民帶來災難”的視頻，讓學生認識到正確運用科學成果是全人類的責任，進而達到增強學生科學態(tài)度和責任的目的。這種“見縫插針”的方式，不會占用額外時間，不影響授課進度，還能有效彌補學生在科學態(tài)度與責任方面培養(yǎng)的缺失。

總之，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一朝一夕的事情，需要教師善于觀察、勤于思考、精于探索，去發(fā)現(xiàn)問題、分析原因，然后再及時應對，將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)任務落到實處。