核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)實(shí)踐策略

吳志明

(江蘇省太倉市實(shí)驗(yàn)中學(xué)，江蘇 太倉 215400)

基礎(chǔ)教育改革已步入核心素養(yǎng)時(shí)代,物理教學(xué)實(shí)施過程中,如何深刻理解初中階段物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵?如何結(jié)合學(xué)科自身特點(diǎn)以及初中學(xué)生的年齡特點(diǎn),推進(jìn)落實(shí)核心素養(yǎng)的培育與提升?這需要我們物理教育工作者深入思考與積極探索．

1 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)架構(gòu)

1.1 初中物理核心素養(yǎng)的要義解讀

核心素養(yǎng)是綜合性、整體性的教育目標(biāo),課程實(shí)施中各分學(xué)科都具有相對(duì)的獨(dú)立性,因此需要將核心素養(yǎng)總目標(biāo)落實(shí)到具體的學(xué)科層面．核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué),要求結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)、內(nèi)容、定位和學(xué)段特點(diǎn),將核心素養(yǎng)總目標(biāo)在初中物理教學(xué)中具體化、明晰化,可以理解為初中物理核心素養(yǎng)．初中物理核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中,逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力,是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特征的品質(zhì)．[1]初中物理核心素養(yǎng)包括“概括理解”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“實(shí)踐運(yùn)用”和“求實(shí)創(chuàng)新”四個(gè)維度．“概括理解”是學(xué)生在進(jìn)行物理知識(shí)學(xué)習(xí)的過程中表現(xiàn)出的能力;“實(shí)驗(yàn)探究”是指學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究過程中表現(xiàn)出的能力;“實(shí)踐應(yīng)用”是指在應(yīng)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題過程中表現(xiàn)出的能力;“求實(shí)創(chuàng)新”是指學(xué)生在學(xué)習(xí)與問題解決中要有證據(jù)意識(shí),能夠合理地進(jìn)行知識(shí)遷移以期有新的思考和發(fā)現(xiàn),具有質(zhì)疑和實(shí)證、知識(shí)遷移的能力．[2]四個(gè)維度各自包含相應(yīng)的要素,共同組成初中物理核心素養(yǎng)體系框架,如圖1所示．

圖1 初中物理核心素養(yǎng)框

1.2 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)架構(gòu)圖

初中物理課程作為科學(xué)教育的重要組成部分,具有豐富的學(xué)科教育價(jià)值．它綜合反映了人類在探索自然、探索世界過程中取得的偉大成果,不僅含有探索大自然的知識(shí)成果,而且含有探索者的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等．[3]核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)就是立足于學(xué)科教育教學(xué),深入挖掘物理學(xué)內(nèi)在的科學(xué)價(jià)值,理解物理學(xué)蘊(yùn)含的教育意義,以學(xué)科知識(shí)為學(xué)習(xí)活動(dòng)載體,通過創(chuàng)設(shè)問題情境、建立核心概念、學(xué)習(xí)科學(xué)方法、應(yīng)用方法知識(shí)、解決實(shí)際問題、體驗(yàn)科學(xué)精神等物理學(xué)習(xí)過程,培育學(xué)生的核心素養(yǎng),使其逐步發(fā)展并形成認(rèn)識(shí)世界的物理思維品質(zhì),研究問題的實(shí)驗(yàn)探究方法,解決問題的科學(xué)態(tài)度能力,對(duì)待問題的求實(shí)創(chuàng)新精神．其教學(xué)架構(gòu)如圖2所示．

2 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)實(shí)踐策略

2.1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境,緊扣核心內(nèi)容實(shí)施教學(xué)

問題往往產(chǎn)生于真實(shí)、具體的情境之中,產(chǎn)生于奇異的現(xiàn)象與引起矛盾的說法之中,產(chǎn)生于對(duì)現(xiàn)象的深刻思考之中．創(chuàng)設(shè)情境的目的在于通過生動(dòng)的情境,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題,喚起他們的認(rèn)知思維,激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力,使學(xué)生進(jìn)入探索者的角色,經(jīng)歷設(shè)想、體驗(yàn)、實(shí)踐、反思等過程,運(yùn)用物理知識(shí)和方法自主開展探究活動(dòng),嘗試解決問題．初中物理教學(xué)的實(shí)施要圍繞核心內(nèi)容展開,包括核心知識(shí)、核心能力以及科學(xué)態(tài)度．

圖3 實(shí)驗(yàn)操作

例如，蘇科版物理“氣體的壓強(qiáng)”一課的教學(xué),首先要解決的問題是如何讓學(xué)生感知大氣壓強(qiáng)的存在?如果教師直接告訴學(xué)生:我們大家都無時(shí)無刻受到大氣壓強(qiáng)的作用,并且大氣的壓強(qiáng)很大．學(xué)生對(duì)此會(huì)毫無感覺,沒人會(huì)信服．如圖3所示,教師在易拉罐中注入少量水,放在酒精燈上加熱,待罐口出現(xiàn)白霧時(shí)迅速將罐口堵住,撤去酒精燈讓易拉罐慢慢冷卻,不一會(huì),伴隨著一聲聲清脆的金屬彎折聲,易拉罐一下、一下地被無形之手壓扁了．學(xué)生興奮,驚詫,疑惑,思考…真實(shí)的情境,真切的體驗(yàn),學(xué)生迅速進(jìn)入了探索者的角色．

緊接著問題是:大氣壓強(qiáng)有多大?顯然,直接告訴學(xué)生1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值,是一種無效的教學(xué)方式．解決這個(gè)問題分兩步,第1步:模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn),請(qǐng)班上最強(qiáng)壯的兩位男生上來進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),盡管使了最大的力,兩位男生還是沒能將抽了氣的兩金屬半球拉開,學(xué)生們直觀感覺到大氣壓強(qiáng)確實(shí)很大．第2步:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)估測大氣壓的值,實(shí)驗(yàn)原理是什么?研究的思想方法是什么?如何測量壓力、受力面積? 如何選擇實(shí)驗(yàn)器材?師生共同圍繞著核心內(nèi)容展開討論,推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)．測量大氣壓值的實(shí)驗(yàn)過程,涉及的核心概念是大氣壓強(qiáng),培養(yǎng)的核心能力有分析與綜合的能力,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?利用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力等,而興趣、態(tài)度、合作等則是重要的科學(xué)精神．

2.2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究能力,鑄造學(xué)生終身受益的品格

實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)質(zhì)是使學(xué)生通過類似科學(xué)家科學(xué)探究的經(jīng)歷,來理解物理概念與物理規(guī)律的本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,鑄造終身受益的品格與素養(yǎng)．探究學(xué)習(xí)重視知識(shí)的獲得過程,把學(xué)習(xí)方法和科學(xué)研究方法的獲取放在重要的地位．在實(shí)驗(yàn)探究的過程中,學(xué)生主動(dòng)參與,動(dòng)手動(dòng)腦,相互協(xié)作,經(jīng)歷失敗與挫折、成功與喜悅,在不斷嘗試的過程中,開拓了視野,發(fā)展了能力,不僅掌握了知識(shí),更重要的是體驗(yàn)到了科學(xué)探究的樂趣,理解了科學(xué)的本質(zhì),養(yǎng)成了良好的科學(xué)態(tài)度．

例如在“光的直線傳播”教學(xué)中,教師通常安排學(xué)生實(shí)驗(yàn),用激光小電筒分別照射彌漫著煙霧的空氣、滴有牛奶的水和透明玻璃磚,觀察光在氣體、液體和固體中的傳播現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論．若教師再追問兩句,就能把探究活動(dòng)引向深入,學(xué)生的體驗(yàn)與收獲就完全不同了．

(1) 光真的是沿直線傳播嗎?

圖4

師生共同討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:讓光線對(duì)準(zhǔn)三個(gè)小孔照射,如果這三個(gè)小孔是一直線的,那么就證明光線是沿直線傳播的．教師讓學(xué)生在光路上隨機(jī)放置幾個(gè)帶小孔的紙板,一束光線穿過這些小孔,再將棉線也穿過小孔并拉緊拉直,如圖4所示,由此證明了光線真的是沿直線傳播的[4]．教師繼續(xù)追問下列問題.

(2) 光始終沿直線傳播嗎?

一石激起千層浪，迷茫、疑惑、質(zhì)疑、反駁,學(xué)生的思維被有效激發(fā)起來,嘗試著進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．師生互動(dòng)合作探究,教師拿出一個(gè)盛有水的玻璃缸,里面的冰糖還沒完全溶化,學(xué)生打開激光筆照射冰糖水,一條彎曲的光路軌跡清晰呈現(xiàn)在大家眼前．再攪動(dòng)冰糖水使之變得均勻,光路變成了一條直線．

物理知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的載體而不是終極目標(biāo),重要的是在獲取知識(shí)的同時(shí),學(xué)生經(jīng)歷反思、質(zhì)疑、分析、論證、批判、評(píng)價(jià)等一系列思維活動(dòng),學(xué)習(xí)了物理方法,領(lǐng)悟了物理思想,這些經(jīng)歷真正可以使學(xué)生終身受益．

2.3 借力問題解決過程,學(xué)習(xí)運(yùn)用物理思想方法

心理學(xué)研究認(rèn)為,問題解決是由一定的情景引起,按照一定的目標(biāo),應(yīng)用相應(yīng)的知識(shí)與技能,經(jīng)過一系列認(rèn)知活動(dòng)和思維操作,使問題得以解決的過程．學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣、大大小小的問題,教師要主動(dòng)為學(xué)生提供面對(duì)問題、分析問題和解決問題的機(jī)會(huì),激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情,培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣,嘗試運(yùn)用物理知識(shí)與方法,借助問題的解決,促進(jìn)物理核心素養(yǎng)的形成．

例如在“測量小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)中,在教材“伏安法”實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上,教師根據(jù)學(xué)情進(jìn)行必要的拓展延伸．

如果電流表壞了,另外提供一個(gè)電阻箱,一個(gè)單刀雙擲開關(guān),如何繼續(xù)完成該實(shí)驗(yàn)?

圖5

師生互動(dòng)交流,設(shè)計(jì)了如圖5所示的實(shí)驗(yàn)電路．在這過程中,需要明晰實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是什么?如何判斷小燈泡是否正常工作?需要測量哪些物理量?如何測量小燈泡正常工作時(shí)的電阻?這些問題的解決,運(yùn)用了科學(xué)研究中一些重要的思想方法:如轉(zhuǎn)換的思想、控制變量的思想、等效替代法以及反思與評(píng)價(jià)的方法等．如果教師改變實(shí)驗(yàn)條件,提供的是滑動(dòng)變阻器和單刀開關(guān),該如何測量?如果換成定值電阻和單刀雙擲開關(guān),又該如何測量?如果是電壓表壞了,情況又如何?

“測量小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)”這個(gè)問題的變化形態(tài)有很多,教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況,可以多角度、分層級(jí)實(shí)施教學(xué)．這一典型問題的解決,讓學(xué)生像科學(xué)家那樣“獨(dú)立嘗試用各種方法研究問題”, 有利于學(xué)生理解掌握科學(xué)研究的思想方法,促進(jìn)學(xué)生終身發(fā)展的行為習(xí)慣與關(guān)鍵能力的養(yǎng)成．

2.4 緊扣現(xiàn)代生活實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)，義務(wù)教育物理課程應(yīng)注重與生產(chǎn)、生活實(shí)際及時(shí)代發(fā)展的聯(lián)系,加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活、現(xiàn)代社會(huì)和科技發(fā)展的聯(lián)系,關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會(huì)進(jìn)步和問題．教學(xué)中,教師應(yīng)努力喚起學(xué)生對(duì)身邊生活世界的細(xì)微觀察和積極關(guān)注,把握物理與生活的結(jié)合點(diǎn)、交叉點(diǎn),挖掘生活中的教學(xué)資源,關(guān)注時(shí)代發(fā)展,把所學(xué)的知識(shí)與方法遷移到實(shí)際問題的解決之中,體驗(yàn)物理學(xué)習(xí)的意義與價(jià)值,樹立起正確的價(jià)值觀．

例如在學(xué)習(xí)“能源與可持續(xù)發(fā)展”單元后,教師安排了一個(gè)綜合實(shí)踐活動(dòng)“調(diào)查家庭生活能源利用現(xiàn)狀及建議”．請(qǐng)學(xué)生在家長的配合下,對(duì)家庭主要能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)、節(jié)能措施等方面進(jìn)行調(diào)查分析,并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議．

首先,學(xué)生對(duì)日常消耗的主要能源進(jìn)行分類,排在第一位的是家用汽車的耗油量,接著是家用電器的用電量、管道天然氣,少數(shù)家庭使用太陽能熱水器;其次,調(diào)查家庭中已經(jīng)使用了哪些節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,如LED節(jié)能燈,能效1級(jí)、2級(jí)的家用電器等;再查看家庭成員平時(shí)在節(jié)能方面的一些生活習(xí)慣,例如是否讓電視機(jī)通電待機(jī),調(diào)節(jié)空調(diào)溫度的高低等;最后有針對(duì)性地提出改進(jìn)建議和措施．在調(diào)查的基礎(chǔ)上,教師組織學(xué)生對(duì)這些數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)、討論評(píng)估,提出可行的改進(jìn)方法和建議．

這樣將物理學(xué)習(xí)與學(xué)生生活、社會(huì)發(fā)展的熱點(diǎn)問題緊密聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)方法的遷移應(yīng)用與融合,體現(xiàn)了物理學(xué)科教育在立德樹人中的積極作用,有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感．

培育學(xué)生核心素養(yǎng)的落腳點(diǎn)在日常學(xué)科教學(xué)之中，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向是教學(xué)發(fā)展改革的大方向,我們每一位從事物理教學(xué)工作的教師,都應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,加強(qiáng)研究,積極探索落實(shí)核心素養(yǎng)的策略方法,擔(dān)當(dāng)起學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的轉(zhuǎn)化者和促進(jìn)者．