物理教學中聚焦培養學生核心素養

“物理”這本書，是人類社會智慧的結晶，它有科學的思維方法和科學的探究方法，積淀了關于物質世界運動的規律。物理教學中，教授學生物理知識只是一方面，更重要的是培養學生的核心素養。

一、鼓勵學生放開思想的翅膀去“猜想”

縱觀物理學發展的歷史，猜想在許多重大的發現中，起到了至關重要的作用。牛頓萬有引力定律的建立，將地面物體的運動與天體的運動統一起來，是大膽猜想與嚴格求證完美結合的產物，對人類科學文化的發展產生了深遠的影響；庫侖定律發現的過程，將萬有引力中的“平方反比律”引入，是猜想點燃創新火花的范例，為整個電磁學奠定了基礎；法拉第電磁感應現象的發現，由“電生磁”猜想“磁生電”，是猜想啟迪人們探索的見證，揭開了人類社會電氣化時代的序幕。

物理教學沒必要重復物理先輩們“猜想——探究”的過程，但卻可以按照現代教育理論，為學生學習營造最佳的猜想氛圍，激發學生猜想的欲望。

課題的引入階段，是激發學生興趣、誘發學生猜想的絕好時機。比如，“運動電荷在磁場中受到的力”這節課，由“觀察陰極射線在磁場中的偏轉”引入，開啟學生豐富的想象：回憶曲線運動的知識，由電子束彎曲的方向判斷電子束的受力方向；聯想磁場對電流的作用力，猜想磁場對電子束的作用與磁場對電流的作用本質是相同的。只有學生經過了這些豐富的想象，才是一次成功的課題引入。

課堂的展開過程，就是一次次探究的過程，也應該是猜想頻發的過程，作為老師要做的就是，點燃猜想的火苗，保護猜想的積極性。比如，“超重和失重”的探究過程，環環設疑、步步“驚心”：播放我國“神舟十號”航天飛船視頻，宇航員聶海勝懸空打坐，王亞平輕輕一拉聶海勝，點到為止卻使聶海勝飛出，由此，猜想重力到哪里去了引入新課；觀察電梯底部放上物體的臺秤的讀數，猜想加速上升（下降）、勻速上升（下降）、減速上升（下降）讀數的變化，播放相關視頻驗證學生猜想，進而提煉超重和失重的規律；接著給學生體重計，讓學生現場體驗超重和失重。這樣的過程，由猜想引發，由探究驗證，久久為功，必達素養。

課堂結束的時候，別忘了留下懸疑、留下猜想，從而讓學生從猜想走向創新。比如，完成庫倫定律教學任務后，讓學生猜想“庫侖定律與萬有引力定律為什么如此相似”，意不在讓學生解答，而是激發學生持久的探究動力燃起了學生不斷探索的欲望。

二、帶領學生走進探究的世界去體驗

探究能力是學生從事科學研究的核心素養，而物理學具有豐富的探究資源和探究手段，物理教學就是要充分挖掘、高效利用這些資源。

實驗探究是培養學生探究能力的主陣地。實驗探究中，針對相應物理規律，一般應該先行設置引導性實驗，誘導學生對各物理量之間的關系充分猜想，然后設計探究性實驗，驗證猜想。比如：在“氣體的等溫變化”這一節教學中，先讓學生用手推拉封閉了孔的注射器的活塞，充分感受氣體體積和壓強的關系，提出關于兩者之間關系的猜想，然后再進行探究實驗。引導性實驗從定性的角度誘發學生猜想，增強了學生的體驗感，也便于探究實驗中體積和壓強之間規律的提煉。還有一點，實驗探究中積累的數據到底呈現什么關系（規律），也是學生猜想的良機。但現實的教學中，很多教師省略了學生的猜想、試探這一關鍵步驟，總是直接用計算機的功能進行擬合得出規律。其實，學生對數據之間關系猜想的過程，比得到數據之間關系更能培養學生創新能力。

實驗探究是重要的，但不能忽視理論探究在培養學生核心素養上的重要價值和意義。比如：普通高中課程標準實驗教科書中，在討論串、并聯電路的電流、電壓規律時，采用的就是理論探究的方式，旨在培養學生對實際問題進行理論分析的素養，提升學生邏輯思維能力。

其實，物理教學中更多的是實驗探究與理論探究有機的結合，比如：“交變電流”這一節的教學，用電流傳感器觀察教學發電機產生的交變電流波形，這是實驗探究；學生對交變電流的變化規律有了形象直觀的感受，再通過理論探究，得出感應電動勢的表達式，兩種探究方式結合，相得益彰。

三、引導學生沐浴哲理的光芒去感悟

哲學為物理學的發展提供了科學的世界觀和方法論指導。從古希臘的原子論到現代的量子力學，無一不是哲學思想在物理學中的體現。經典物理學大廈的奠基人牛頓，經常采用因果律、共同性原理和歸納法分析解決問題，寫就了《自然哲學的數學原理》；相對論的奠基人愛因斯坦則采用了一分為二的哲學思想，分析解決問題，成就了著名的《相對論》。正因為如此，應用哲學思想指導物理學習，呈現的是方法指導，突顯的是問題實質，升華的是核心素養。

比如：由地心說到日心說，不能簡單停留在概念規律的層面上來認識，實際上它是一次思想的飛躍，蘊含著豐富的哲學思想，預示著宇宙沒有中心；再如：伽利略理想斜面實驗，不能只限于沖破“力是維持運動的原因”的禁錮，更主要的是改變了人類的自然觀和世界觀，開創了科學的實驗方法，開闊了人類的思想和視野，開啟了物理學的大門。

不只有物理學發展史中的哲學思想，還有解題方法中也孕育著豐富的哲學思想，整體法和隔離體法反映的是哲學中局部與整體的關系，巧選參考系反映的是哲學中運動是絕對的、靜止是相對的觀點，光的波粒二象性反映的是哲學中的對立與統一思想……

哲學思想的熏陶，提升了學生對科學本質認識的高度，尤其重要的是，讓學生的價值觀與科學的價值觀合拍共鳴，為學生探索未知世界做好方法論的準備。

四、激發學生品味先哲的追尋去歷練

整個物理學發展的歷史，就是一幅先哲堅持真理、勇于創新的畫卷。物理學的每一次重大突破，都給科學技術帶來革命性的變化，同時為人類聚積起海量的精神財富，給人類以無限的啟示。

第谷的天文觀察，開普勒的數學演繹，上演了一曲和諧曼妙的二重奏，啟迪學生科學研究需要精誠合作；居里夫婦研究放射性元素時，從瀝青中分離新元素，是一項異常艱苦的工作，告誡學生科學研究的艱辛，以及堅守的重要意義；庫侖定律建立的過程，讓學生懂得，物理規律建立的過程，不只需要實驗支撐，還需要深刻的洞察力和卓越的猜想創新能力；伽利略第一個用數學方法分析運動，牛頓創立了微積分研究運動，告訴學生運用數學處理物理問題是一種重要的能力；人類對原子結構不斷深入認識的過程，使學生理解物理模型或假說在科學研究中的重大意義；哥白尼悟出了運動相對性道理后，提出了日心說的觀點，表明科學研究需要有正確的世界觀和科學的價值觀。

總之，物理教學的每一個環節，都孕育著培養學生核心素養的機會。