基于物理學科核心素養的高中物理教學研究

■天津市天津中學 李登舉

2017年天津市啟動了高考招生改革試點工作，公布了新的課程方案、課程標準以及教學指導意見。同時，在指導意見中明確指出高中教學應是基于核心素養的教學。物理的核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。教師要做好教材分析工作，將物理的核心素養融入教學之中，形成高中物理的思維體系。

在新課標下就要求我們更重視教材分析，不能只是教教材而是用教材教，更要重視物理規律之間的關系。比如，牛頓運動定律之間的關系，牛頓第一定律研究物體不受力的情況，牛頓第二定律研究的是物體受到外力的情況，但是這兩個定律研究的都是一個物體，而牛頓第三定律研究的是一對物體，它有著不可替代的意義和價值。

那么，如何開展基于物理學科核心素養的高中物理教學，讓學生形成完整的物理思維體系？我認為，主要包括以下四個方面：

一、基于物理學科核心素養設定教學目標和內容

新課程背景下，核心素養的目標培養應分四個方面：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。每一個教學環節都應該體現多個培養目標，而不是單一的、割裂的。

如，我們在講勻變速直線運動時，由于本章公式較多，學生記憶公式存在難度。特別是勻變速直線運動的速度與位移的關系，很多學生將V2-V02=2ax記憶成2ax=V2-V02，看似只是將等號兩邊互換位置，其實說明學生沒有形成良好的物理觀念。

在研究勻變速直線運動的速度與位移的關系時，位移是自變量，速度是因變量，這就要求在教學設計和實際教學中引起足夠重視，以免給學生造成錯誤的引導。在引出這對關系時，人教版《高中物理必修1》第二章第4節例題給出的條件應該是已知子彈在槍筒中的運動為勻加速直線運動，子彈的加速度是已知量，槍筒的長度也是已知量，這樣學生再推導公式就不會出現將公式顛倒的問題。

二、教學設計和教學實施過程中應重視情景創設

現在教師的情景創設多是為了創設而創設，沒有更好地貼近學生實際生活，解決學生物理學習的“最后一公里”問題。因此，只有將情景創設更貼近學生已有認知，學生才能更好地接受物理概念和規律。

如，在“牛頓運動定律”這一章中，牛頓第一定律是一節概念課，特別是“慣性”這個概念，學生在初中已經學過這一知識點。那么如何創設好物理情景，讓學生在已有認知的基礎上進一步深入研究？如，教師坐在行駛汽車的副駕駛位置手持攝像機錄制窗外的景物，學生通過鏡頭體會窗外場景的變化。當汽車突然急剎車時，學生做出前傾的動作，此時教師適時地引入物理概念。同時在牛頓第一定律的應用上，我們習慣研究物體在不受力的作用下速度與時間的關系，會采用傳感器記錄物體的速度，但是因為實驗器材的局限性，一般都存在較小的摩擦力，造成實驗數據處理后的速度與時間圖像并不是一條平行于時間軸的直線。

因此，我們可以變換一下設計問題的情景，可以嘗試地做位移與時間圖像，在位移與時間圖像上能擬合出一條傾斜的直線，說明物體在不受力的作用時，做勻速直線運動。在教學中，情景創設至關重要，恰當、有效的情景創設能幫助學生更好地理解物理概念和規律，進而提高課堂效率。

三、要重視科學探究能力的培養和信息技術的應用

隨著現代科學技術的發展，信息技術在教學上的應用越來越普遍。

比如，現在很多的教學APP能支持課堂投屏和互動。在使用Pad教學中，可以將學生的書寫結果直接投到一體機上進行對比講解，同時可以在同一個局域網下，實現學生和教師的網上互動。教師可以將Pad上的圖片、PPT、視頻、微課等共享給學生，學生可以通過學生終端進行接收、存儲，然后隨時隨地地觀看；課堂測驗時，學生利用學生終端上傳測驗題的答案（客觀題，學生可以直接點選項；主觀題，學生將答題結果拍照上傳），教師可以時時掌握學生的上傳情況（客觀題，計算機直接統計處理結果；主觀題，教師在課堂上有針對性的點評），有利于教師在課堂上時時反饋。

雖然信息技術在教學中的應用可以提高效率，但是在物理課堂上的使用也要注意不能過分依賴。現在很多教師喜歡用播放視頻來代替物理演示實驗，如利用自由落體運動求加速度，這個實驗的結果是有誤差的。如果利用視頻來代替實驗，學生就沒有辦法分析實驗中誤差的原因，也就沒有辦法根據誤差產生的原因提出對實驗的改進。很顯然，這種做法失去了信息技術的利用價值，同時也缺少了學生的探究過程。

由此可以看到，信息技術對教學有很大的促進作用，但是信息技術是一把“雙刃劍”，如果利用不好會適得其反，在教學過程中我們要利用現代化的科學技術來提高學生的科學探究能力。

四、通過問題的解決促進核心素養的達成

物理是一門自然科學，它的結論和規律是要應用于生活中，能夠解決生活中的問題，不只是為了考試，這就要求我們在教學中要將現實生活中遇到的問題引入課堂。

如，在講磁場的磁現象時，在電流的周圍存在著磁場，就可以利用以下的生活情景帶著學生進行分析。在安裝空調過程中，如果在墻上打孔，需要避開墻內的電線。這時，可以用紙盒來模擬墻壁，在紙盒內部布上電線和電源并通電，然后再利用小磁針或者傳感器來探測哪里的磁場最強，進而找到電線的位置。

再如，在講牛頓第三定律時，向學生介紹“力的作用是相互的”“作用力與反作用力大小相等,方向相反，且作用在一條直線上”，進而讓學生探究短跑運動員的起跑過程，分析出短跑運動員如何在較短時間內更快提速。