基于核心素養理念的物理教學

陳森林

摘要：本文通過具體課例的兩種教學（設計）對比，揭示高中物理課堂純粹以知識為線索的不足和基于核心素養教學的意義.闡釋高中物理課堂應有的指導思想和教學路徑，提出相應的教材處理意見.

關鍵詞：核心素養；高中物理；課堂

以學生核心素養為發展目標，是教育部門落實“立德樹人”教育根本任務的重要教育理念.這是繼素質教育提出十余年之后，基礎教育領域對培養什么樣的學生的一次大討論.核心素養不是我們以前所說的知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀的機械組合，而是從時代、社會發展對人的要求出發，提出多方面、多角度、綜合性的目標要求.然而目前多數高中物理課堂教學仍只是從知識、技能、方法等方面設計教學，缺乏從核心素養這個大教育觀出發的意識.

那么，怎樣才能在物理教學中落實核心素養教育理念？結合新課程理念和物理學科的實際特點，筆者以高中物理選修3-4的一節常規課《光的折射定律》為例，就物理教學中如何培養學生的物理學科核心素養提出幾點看法.

筆者曾在某重點中學的教學課堂，觀察到這樣的教學設計：教師開場介紹惠更斯的波動理論，緊接著利用惠更斯的波動理論解釋并推導了波的直線傳播、反射、折射.隨后又從理論上推導出介質的相對折射率的定義——斯涅耳定律，以及折射率與光速的關系，接下來是折射定律的實際應用和習題訓練.這樣的教學設計，它要求學生有較高的數學基礎，通過折射定律進行純理論推導，既節省大量的課時，又推導出折射率與光速的關系.這樣的教學設計可以說是 “一舉三得”了.那么，這種以知識為線索展開的，散發著濃濃的“數學味”物理教學有什么問題？

首先，這種課堂單靠老師的講授，缺失學生主動參與和建構的過程，對教師所傳授的知識，學生是難以深入理解、扎實掌握的；其次，這種一步到位的教法，是有悖于科學規律的（科學講究證據，科學總是試圖確定和避免偏見）.長此以往，恐怕會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；第三，它忽視了物理課程的育人功能，讓學生失去了一次體驗科學猜想和科學探究的機會，這是當前物理課堂教學存在的最大問題.

另一次物理課堂上，“光的折射定律”教學是這樣展開的：通過小實驗，創設情境，引入課題，喚醒初中光的折射規律的記憶.而后提出問題：現在掌握的規律是否完整？折射角和入射角有什么定量關系？引導學生進行科學猜想后，繼續引導學生設計確定實驗方案，而后請三名學生上臺做演示實驗.

一個學生操作折射定律演示器，另一個學生讀出折射角，第三個學生在設計好的電子表格中輸入相應的數據.引導學生分析幾個猜想的正誤，通過分析表中數據可以得出結論：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.

教師接著介紹從托勒密到斯涅耳的千年探究歷程，并演示在折射現象中光路也是可逆的.最后引導學生歸納總結“光的折射定律”.

關于折射率的教學，創造情景，通過進一步驗證折射定律（光從空氣射入水中的情況），從而發現問題：光從空氣射入水時入射角的正弦跟折射角的正弦的比值與上次不一樣，所以需要探討比值常數的含義.最后通過比值定義法介紹折射率定義并直觀感受不同介質的折射率，讓學生真正理解折射率的物理意義.

課堂的最后，應用折射定律，解釋呼應引入的情境問題.

這樣的教學過程引導學生經歷了一次從“發現問題-猜想假設-設計方案-動手實驗-數據分析-修正假設”，這樣一個相當漫長，但卻被簡化的科學探究過程！在這其中，學生學習了比值定義法、圖像法，發展了理解推理能力、實驗設計和操作能力、數學知識解決物理問題能力等等學科能力.尤其在情感態度價值觀方面，通過“折射角與入射角的定量關系”的探究和歷史足跡的介紹，使學生認識到科學發現的歷程是曲折艱辛的，體驗到認知發展的規律，培養學生嚴謹的科學態度，同時使學生意識到各學科間是相互聯系、互相促進的，各學科全面發展是必要的.

通過兩節課的對比，我們認識到：在教學范疇內的高中物理，是具有作為科學的物理和作為教育的物理的雙重性質的.相應地，物理知識就有著外顯的學術形態和內隱的教育形態這兩種狀態.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；后者折射出知識的深層意義，即蘊含在知識背后的思維方式和價值取向.直接陳述知識，看起來可以高效地讓學生在短時間內得到更多的知識，但卻很難轉化為解決問題的能力與智慧，也就無助于提升他們的核心素養.學科知識只是形成學科素養的載體，學科活動才是形成學科素養的渠道.為此，要轉變知識傳授和學習的方式，倡導深度學習與協作學習.一切知識，惟有成為學生探究與實踐對象的時候，其學習過程才有可能成為素養發展過程.

因此，我們倡導的基于核心素養理念的物理教學的指導思想是：學生重演物理知識的發生過程，即在教師的指導下，讓學生去揭示并感受物理知識發生的原因、物理知識形成的經過以及物理知識發展的方向，并籍此培育學生的物理核心素養.教師不急于將知識直接交給學生，而是回溯到它創生時的原始狀態，引導學生去經歷知識的發生過程，以使他們從中理解知識的本質，汲取知識的深層營養.

而有意義的學習活動總是憑借一定的教學情境來實施的.學生對知識的感悟乃至素養的提升也只有通過在情境中互動才能達成.我們提倡的教學路徑是：情境→問題→探究→結論，即以情境引問題，以問題導探究，以探究促真知.讓學生在情境中參與探究，以激發他們的思考，最終使知識由抽象變為形象，思維由感性上升為理性.

針對這一要求，需要教師積極分析教學內容和學生特點，對教材不是簡單地照搬套用，而是進行深入的“二次開發”.特別是要將教學內容選擇的標準，從單純的以學科知識體系為依據，轉向以培育核心素養為依據的路徑上來，使物理教學從知識的學術形態拓深到教育形態中去，充分發揮物理學科的育人價值.教學中教師要引導學生在探究中構建物理認知，并實時關注學生的學習狀態，協調好預設和生成的關系，激活學科知識，讓物理學科內在的生命能量與價值顯現出來.

總之，如何讓物理教學有效促進學生核心素養的提升，是每一位從事物理教學工作的教師必須深思的問題.我們應該轉型課程內容，從單純的學術形態備課到教育形態備課；轉型教學方式，從知識重現到知識重演，促進學生的深度學習；最終轉型教育觀念，從物理教學到物理教育，實現育人本位的回歸.將物理學科核心素養教育落到實處，使學生養成終身發展所需的必備品格與關鍵能力，才能真正實現素養教育.

參考文獻：

[1]徐月明.從“光的折射定律”探討研究性教學設計的有關問題.物理教師.2002（5）.endprint