例談以核心素養為導向的高中物理教學

(河北省青龍滿族自治縣第一中學，河北 秦皇島 066599)

例談以核心素養為導向的高中物理教學

李金瑞

(河北省青龍滿族自治縣第一中學，河北 秦皇島 066599)

為適應課改要求，有效提高學生的核心素養，物理課堂教學應實現以下幾方面的轉變：從重視物理知識教學到重視學生能力培養；從重視教學內容的學術形態到挖掘其教育功能；從重結論應用到重科學思維過程的再現。

高中物理；核心素養；能力培養；思維過程

物理學科的核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特點的品質，是學生科學素養的關鍵成分。為適應新一輪課改要求，有效提高學生的核心素養，物理課堂教學應做以下三方面的轉變。

1 從重視物理知識教學到重視學生能力培養

物理教學通常是以知識為線索展開的，這就容易導致教師把教學的重點放在知識的落實上，而忽視了物理課程的育人功能。為了防止這種傾向，我們在設計和開展教學時必須以物理核心素養為導向，將物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等要求自始至終貫穿在教學活動之中，使物理教學過程成為學生核心素養的培養過程。

例如，在“牛頓第三定律”教學中，傳統的以知識為本位的教學流程為：教師列舉實例，說明物體間的作用是相互的。演示兩個彈簧秤對拉實驗，講解相互作用力的大小、方向關系，總結得出牛頓第三定律。這樣單靠老師的講授教學，缺失學習者的主動參與和建構，即使學會所學的知識，學生也是難以深入理解、切實掌握的。這種一步到位的教法，更是有悖于科學的本質(科學講究證據，科學總是試圖確定和避免偏見)。若長此以往，將使學生對科學形成錯誤的認知，認為科學發現總是一帆風順的，甚至會以偏概全，不利于科學思維的培養。

以核心素養導向的教學流程為：

(1)解決物體作用的相互性

實驗觀察：① 兩個同學拔河；② 玩具車在桌面上行駛；③ 螺旋槳在空中旋轉；④ 放在玩具車上的蹄形磁鐵與導線間的作用。

分析歸納：無論是不同種類的物體(固體、液體、氣體等)，還是不同性質的力(重力、彈力、摩擦力、電磁力等)，兩個物體之間的作用總是相互的。

(2)解決相互作用力的關系

猜想假設：學生提出，一對相互作用力的方向相反，大小可能相同。

實驗探究：學生設計方案，交流后決定用兩只彈簧秤對拉進行研究。學生分組實驗并進行交流，多數學生是將彈簧秤水平放置的，也有學生補充，他們還做了彈簧秤豎直或斜向擺放的實驗，結果兩個力的大小都是相等的，老師肯定他們的做法。教師問：至此可以得出結論了嗎？學生指出上述實驗都是物體處于平衡狀態下做的，他們試圖做非平衡狀態(如加速運動)時的實驗，但讀數困難。教師采用DIS進行演示，發現相互作用關系與運動狀態無關。

歸納結論：學生嘗試總結規律，并進行交流。

以核心素養導向的教學能夠培養學生科學探究意識，能在真實的情境中提出物理問題，形成猜想與假設，利用科學的方法獲取和處理信息，形成結論。

2 從重視教學內容的學術形態到挖掘其教育功能

中學物理具有作為科學的物理和作為教育的物理的兩重性。相應地，物理知識也有著兩種形態：一種是外顯的學術形態，另一種是內隱的教育形態。前者揭示的是知識的表層意義，即對物理世界的描述或解釋。后者折射的是知識的深層意義，即蘊含在知識背后的思維方式和價值取向。

例如，在“法拉第發現電磁感應現象”的教學中，電磁感應的現象、條件、規律為學術形態，實驗探究的科學方法、世界多樣統一的科學觀念、鍥而不舍的科學精神為教育形態。

教學中在重視學術形態的同時，應重視教育形態，形成學生對科學的正確態度及責任心，使其具有學習物理和探索自然的內在動力，養成其嚴謹認真、實事求是和持之以恒的探索習慣，培養其獨立思考、敢于質疑和善于反思的創新精神。

3 從重結論應用到重科學思維過程的再現

科學思維是物理核心素養的重要組成部分，中學物理教學的任務之一是培養學生的科學思維能力。傳統教學重視結論應用，輕視思維過程。例如，在“法拉第電磁感應定律”的教學中，很多教師只關注定律應用，因為這樣學生可以得高分，而將電磁感應發現過程中思維方法(對稱思維、逆向思維、分析綜合、推理論證等)丟掉不講，失去了提升學生素養的價值。

本節課這樣處理，對提高學生物理素養會起到較好作用。

(1)創設情景，提出問題

用DIS的微電流傳感器演示跳繩在地磁場中引起電磁感應。

師：同學們觀察到什么現象？這一實驗現象說明了什么？

生：回路中有感應電流，說明搖動導線時在閉合電路中產生了電流。

師：為什么搖動導線時，在閉合電路中產生了電流？

生：地球周圍有磁場，搖動電線時，導線切割磁感線，在閉合電路中產生了電流。

(2 )啟發引導，大膽猜想

師：剛才的游戲實際是小型發電機的發電過程，為了便于研究，現將發電機結構圖展示給大家(多媒體展示發電機結構圖)。

師：發電機主要由磁鐵和線圈組成，線圈在磁場中轉動，就可以產生電流，請同學們根據所學的知識和觀察到的現象，猜想產生感應電流的條件。

教師點撥，學生猜想。

生1：與切割磁感線有關。

生2：與磁場有關。

生3：與線圈回路在磁場中的面積有關。

(3)分組設計實驗，進行探究

師：我們已猜想，產生感生電流的條件可能與磁感應強度、回路在磁場中的面積等多項因素有關，這些猜想是否正確？應通過實驗來驗證。我們知道，當研究某個物理量與兩個或兩個以上其他物理量的變化相關時，我們一般采用的方法是什么？

生：控制變量法。

師：很好，我們今天就采用控制變量法。同學們已經學過：當閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，電路中會產生感應電流。今天我們再做一遍這個實驗，看看有什么新的發現？

教師演示實驗：演示導體不動以及導體上、下、左、右動時電表指針偏轉情況。

生：閉合導體一部分切割磁感線產生感應電流。

師：請大家再思考幾個問題：① 產生感應電流的原因是切割嗎？② 部分導體切割磁感線運動時引起了回路那個量變化？③ 產生電磁感應的條件是什么？

利用課件模擬，引導學生填表(略)。

生：導體切割磁感線時，引起回路面積變化。

(4)交流成果，得出結論

師：請小組派代表展示探究成果，匯報探究的問題、過程和結論。

小組代表演示實驗：磁鐵磁極插入、拔出線圈時有電流產生。

得出結論：磁鐵運動時有感應電流產生。

教師動畫演示：引導學生填表，通過分析，歸納出結論。

本節課嘗試運用探究式教學，再現了科學思維過程，由教師創設類似于科學研究的情景，以喚起學生學習的熱情。學生像科學家發現真理一樣，通過積極思考，獨立地發現問題，提出問題，猜想假設，設計方案，進行實驗探究和合作交流，找出規律、得出結論，自主獲取科學知識。“探究狀態下的學習”貫穿整個課堂教學過程，有利于培養學生的創新思維能力。