基于整體設(shè)計的高中物理教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透策略

周洋

近年來，隨著信息化、智能化產(chǎn)品的面世，越來越多的崗位開始被人工智能所取代，這一局面給教育界敲響了警鐘，越來越多的教育者開始就“培養(yǎng)什么樣的學(xué)生才能更好地融入這個高度數(shù)字化的社會”而陷入思考。核心素養(yǎng)給廣大教育者帶來了啟示，在高度信息化的今天，綜合能力出色、保有終身學(xué)習(xí)心態(tài)才是人才培養(yǎng)的方向。

一、物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

核心素養(yǎng)是在課程標準的基礎(chǔ)上，對學(xué)科能力培養(yǎng)目標的集中化。在高中階段，物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要涵蓋物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四大板塊。物理觀念是指要培養(yǎng)學(xué)生從物理學(xué)科的視角認識世界，其中涵蓋物理概念的建立、物理規(guī)律的理解和自然現(xiàn)象的解讀等；科學(xué)思維是指通過物理學(xué)習(xí)，能使學(xué)生以嚴謹、科學(xué)的態(tài)度進行物理學(xué)習(xí)，摒棄“經(jīng)驗論”“感覺思維”等方式，學(xué)會用物理模型理解世界；實驗探究即必要的物理實驗，使學(xué)生經(jīng)歷動手、動腦的過程，探尋物理知識和規(guī)律；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任則是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成的內(nèi)在涵養(yǎng)。

二、基于整體設(shè)計教學(xué)理念下高中物理教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透意義

核心素養(yǎng)對學(xué)生的影響不是碎片式的，而是系統(tǒng)化、整體性的，它們之間不是毫無關(guān)聯(lián)的獨立存在，而是有機組合的一體。所以在學(xué)科教學(xué)中，滲透核心素養(yǎng)要基于教師對教學(xué)的整體化設(shè)計。核心素養(yǎng)的滲透更能體現(xiàn)學(xué)科教學(xué)的價值，在以往“分數(shù)論”的教學(xué)模式下，很多學(xué)生被動學(xué)習(xí)，他們不知為何而學(xué)，對知識的吸收也是囫圇吞棗。滲透核心素養(yǎng)的物理課堂更有靈魂，它能幫助學(xué)生找到學(xué)習(xí)的意義，煥發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，使得學(xué)習(xí)效果更好。此外，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)最終是為發(fā)展而服務(wù)的，核心素養(yǎng)是對學(xué)生的內(nèi)在影響，它不同于某一次或某一階段的考試成績，核心素養(yǎng)是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)和進步的資本，它為學(xué)生的成長提供保障，也給學(xué)生的未來指明方向。總之，在整體設(shè)計理念下，核心素養(yǎng)的滲透使得高中物理課堂更加具體和完整。

三、高中物理教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透策略

（一）基于生活主線，樹立物理觀念

教學(xué)設(shè)計的結(jié)果應(yīng)該是一個完整的教育系統(tǒng)，其中應(yīng)包含背景介紹、知識講授、實際運用、鞏固鍛煉、點評反思、鞏固提升等一系列環(huán)節(jié)。整體性教學(xué)設(shè)計是符合新時代教育觀的教學(xué)設(shè)計方法，也是更加科學(xué)有效的教學(xué)過程。教師在進行課程設(shè)計時，要多聯(lián)系實際生活，以生活為主線，幫助學(xué)生找準學(xué)習(xí)角度、樹立正確的物理學(xué)習(xí)觀念。

以魯科版高中物理必修一第二章第一節(jié)“速度變化規(guī)律”為例。本章內(nèi)容是基于勻變速直線運動這一大背景而展開的，本節(jié)是從“速度”入手初步認識勻變速直線運動。運動和速度是學(xué)生在日常生活中所熟知的內(nèi)容，且在初中階段已經(jīng)初步學(xué)習(xí)過運動相關(guān)的知識，所以在進行本節(jié)的教學(xué)時，教師可從生活現(xiàn)象入手，先引起學(xué)生的共鳴，再引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)科角度剖析現(xiàn)象。教師先給出民航客機勻速平飛時和加速起飛時的視頻。教師：“同學(xué)們，通過剛剛兩個視頻的觀看，大家發(fā)現(xiàn)區(qū)別了嗎？”學(xué)生1：“第一個視頻中飛機是水平飛行，而且目測是勻速。”學(xué)生2：“第二個視頻中飛機正處于起飛階段，所以它肯定不是勻速運動?！苯處煟骸巴瑢W(xué)們的觀察很細致，第一個視頻中飛機勻速直線運動的狀態(tài)是大家在初中階段研究過的，但同學(xué)們有沒有觀察過生活中物體的運動？它們都做勻速直線運動嗎？”教師再給出實際生活中的交通視頻片段。學(xué)生：“絕大多數(shù)情況都不是勻速直線運動，有變速的，還有不走直線的?！苯處煟骸皩?，所以我們今天再認識一種運動——勻變速直線運動，大家能不能說一說你覺得什么樣的運動可以叫做勻變速直線運動？”學(xué)生3：“首先軌跡也得是直線?！睂W(xué)生4：“勻速直線運動是速度不變的運動，所以‘勻變速就是指速度均勻變化的運動吧?！薄诒竟?jié)的教學(xué)中，教師以生活現(xiàn)象為背景，將學(xué)生的觀察角度從生活拉向物理，使學(xué)生逐步建立物理觀念。

（二）連接系統(tǒng)問題，增強科學(xué)思維

高中物理課程包含運動學(xué)、動力學(xué)、電磁學(xué)等內(nèi)容，每部分內(nèi)容都包含很多章節(jié)，如果不將這些章節(jié)串聯(lián)起來，單一學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會大打折扣。教師應(yīng)注重整體性教學(xué)，課程中不僅要講授當(dāng)堂課的知識，還要做到聯(lián)系實際、聯(lián)系知識背后的時代背景，聯(lián)系前面所學(xué)的內(nèi)容，幫助學(xué)生增強科學(xué)思維。

以魯科版高中物理必修一第四章“力與平衡”為例。這一章涉及三節(jié)內(nèi)容，分別是力的合成、力的分解和共點力的平衡，三節(jié)內(nèi)容層層遞進，搭建出完整的高中“力”的處理思維。在進行這一章的教學(xué)時，教師可通過連續(xù)性的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，并建立各節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系。在第一節(jié)“科學(xué)探究：力的合成”教學(xué)中，教師可借助“不在同一直線上二力合成，當(dāng)二力的大小不變時，合力的大小和二力夾角之間存在什么樣的關(guān)系？”這一問題，來引導(dǎo)學(xué)生探尋“合力隨分力間夾角的變化情況”。在第二節(jié)“力的分解”教學(xué)時，教師可利用“不做任何要求，力的分解有多少種可能性？”，來幫助學(xué)生建立力的合成與分解之間的聯(lián)系。在第三節(jié)“共點力的平衡”部分，教師提出“當(dāng)三力平衡時，都滿足哪些條件”，促使學(xué)生建立共點力平衡的物理模型。在本章的教學(xué)設(shè)計中，教師著眼于整章教學(xué)，通過設(shè)計不斷深入的啟發(fā)式疑問，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立起科學(xué)思維模式。

（三）統(tǒng)籌實驗內(nèi)容，促進實驗探究

與初中物理相比較，高中物理的實驗探究內(nèi)容會更多，難度也會更大，因此教師在進行物理實驗課程設(shè)計時，一定要統(tǒng)籌實驗內(nèi)容。高中物理知識大多是對生活中復(fù)雜現(xiàn)象的解釋和驗證，因此很多實驗過程較為煩瑣，學(xué)生在進行實驗時容易忽略一些步驟，難以進行下去。物理教師應(yīng)幫助學(xué)生梳理實驗思路、理解實驗流程、洞察實驗過程中出現(xiàn)的問題，并帶領(lǐng)學(xué)生進行實驗總結(jié)和反思，提升實驗探究能力。

以魯科版高中物理必修一第五章第五節(jié)“超重和失重”為例。這一節(jié)是整個第五章也是整本書的結(jié)尾，是對整冊書內(nèi)容的綜合運用，“超重和失重”現(xiàn)象在學(xué)生的日常生活中很少被提及，但他們其實是有親身感受的，所以在進行這一節(jié)的教學(xué)時，教師可組織學(xué)生進行課堂實驗，來促進學(xué)生對現(xiàn)象的認識。在教師向?qū)W生初步介紹了超重和失重的概念后，為加深學(xué)生對概念的理解，可先組織學(xué)生進行一個小實驗：A站在體重秤上，待示數(shù)穩(wěn)定后突然下蹲，B觀察這一過程中體重秤示數(shù)變化；B蹲在體重秤上，待示數(shù)穩(wěn)定后突然站起，A觀察示數(shù)變化。學(xué)生B：“在A同學(xué)突然下蹲時，體重秤的示數(shù)變小了。”學(xué)生A：“在B同學(xué)突然站起時，體重秤的示數(shù)變大了?！苯處煟骸斑@就是神奇的超重和失重現(xiàn)象，接下來我們進行一個探究實驗，以小組為單位，每組派一名學(xué)生來講臺領(lǐng)取實驗儀器（彈簧測力計、鉤碼和紙帶，如圖1）?！苯處熃o出探究要求：“想辦法利用剛剛發(fā)放的工具，把紙帶弄斷，并分析出為什么紙帶會斷，可以從受力分析的角度考慮?！睂W(xué)生投身實驗，直接想到利用“超重”來使紙帶受力不平衡而斷裂，并給出了受力分析圖（如圖2）。

在本節(jié)的教學(xué)中，教師以課堂小實驗來幫助學(xué)生理解物理概念，在此基礎(chǔ)上為使學(xué)生得到更確切的認識，組織學(xué)生展開分組實驗，并附上分析過程，將物理實驗完美融入知識講解的環(huán)節(jié)當(dāng)中去，幫助學(xué)生養(yǎng)成“以實驗輔知識，用規(guī)律結(jié)實驗”的物理探究思維。

（四）提煉人文背景，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

高中物理不僅僅是物理教材中的定義或公式的記憶運用那么簡單，這些知識是一代又一代科學(xué)家不斷探索、總結(jié)最終得出的自然哲學(xué)。除了知識本身，這些知識背后的故事同樣充滿教育意義，也是物理課程不可或缺的組成部分。整體性教學(xué)設(shè)計背景下，學(xué)生不僅要掌握物理知識，更要了解人文背景，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，全面提升物理綜合素養(yǎng)。

以魯科版高中物理必修一第五章第一節(jié)“牛頓第一運動定律”為例。教材中以“跨時空對話”的方式將物理學(xué)史上三位智者關(guān)于“力與運動的關(guān)系”的觀點進行了展現(xiàn)，“牛頓第一運動定律”知識其實學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸并學(xué)習(xí)過，但由于物理學(xué)史的部分不是中考的考查重點，所以大部分學(xué)生對這一內(nèi)容印象較淺，但實際上這看似“無用”的物理學(xué)史知識對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)有著深遠的影響。因此，在進行這一節(jié)的教學(xué)時，教師一定要進行這段物理學(xué)史的介紹。教師：“同學(xué)們，大家對‘牛頓第一定律還有印象嗎？”學(xué)生表示有印象，甚至有學(xué)生說出了其內(nèi)容。教師：“其實在牛頓第一定律之前，還有很多物理學(xué)家研究過力和運動之間的關(guān)系，今天我們就來看一看在牛頓之前，都有哪些人發(fā)表了什么樣的觀點。”教師組織學(xué)生研讀教材109頁“跨時空對話”和110頁的內(nèi)容，并組織學(xué)生用自己的語言說一說這些物理學(xué)家的觀察角度以及有哪些值得借鑒的地方。在本節(jié)的教學(xué)中，教師充分利用這一段物理學(xué)史知識背景，使學(xué)生明白物理知識的科學(xué)性和嚴謹性。

總之，在高中物理的教學(xué)中，教師要從更高處著手進行教學(xué)設(shè)計，摒棄應(yīng)試思想，切實為培養(yǎng)學(xué)生而服務(wù)，將學(xué)科素養(yǎng)融進課堂教學(xué)當(dāng)中，在優(yōu)化課堂教學(xué)的同時，也使學(xué)生認識到物理學(xué)科的更多面，體會物理學(xué)習(xí)的魅力，享受習(xí)得物理知識的成就感，打造新時代的高中物理課堂。