新課標下物理核心素養培養的實踐探索

房樂群

【摘 要】本文論述在高中物理課堂教學中培養學生的物理核心素養的具體做法，提出要深入理解物理核心概念，培養學生的物理觀念素養;掌握物理基本學習方法，培養學生的科學思維;重視物理實驗教學，培養學生的科學探究精神;充分利用物理學史，培養學生的科學態度。

【關鍵詞】高中物理 核心素養 物理觀念 科學思維 探究精神 科學態度

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）03B-0051-02

高中物理新課標明確提出，要進一步提升物理學科核心素養。物理學科核心素養包括物理觀念、科學思維、實驗探究以及科學態度與責任等四方面的內容。物理學科核心素養培養是以人為本教育理念在物理教學中的集中體現，有助于促進學生終身學習能力的提高，促進學生的全面發展。在此，筆者探討在高中物理課堂教學中培養學生核心素養的具體策略。

一、深入理解物理核心概念，培養學生的物理觀念素養

高中物理中所涉及的知識是非常廣泛又復雜的，以往教學中教師過于強調學生對知識點的記憶與掌握。采取灌輸式的教學方法，難以讓學生形成清晰的物理概念，難以幫助學生深入理解物理知識的構成與內在聯系。在物理教學中，教師應圍繞物理核心概念開展教學，讓學生的物理學習更加清晰。高中物理核心知識具有以下幾個特征：與學生的生活經驗與興趣聯系密切，是理解與解決物理問題的重要工具，在高中物理學科中發揮著關鍵作用，比如，功、加速度、能量、力等。鑒于物理知識比較晦澀、抽象，教師要利用趣味化的形象化的教學方式來幫助學生理解。比如摩擦力，是高中力學部分的教學重難點內容，如果只是簡單地講解摩擦力的概念，那么學生理解起來比較困難，因此教師要舉出生活中常見的例子。比如，自行車的剎車是通過車輪鋼圈和兩塊橡膠之間的摩擦來實現的，當我們剎車時，鋼圈與橡膠之間產生摩擦力阻礙車輪轉動。我們用手捏車閘的力度越大，產生的摩擦力就越大，車輪就越難以轉動，此時如果自行車速度比較慢，那么車子就會停下來;如果速度比較快，那么這時滾動摩擦就會變成滑動摩擦，車子還會向前行駛一段距離。學生在此就會自然聯想到自己平時騎自行車的剎車情況，會切身感受到摩擦力的作用方式與作用效果，從而對這一知識的理解就簡單很多。再比如，功的概念，這也是一個比較抽象的物理核心概念，在考試中我們經常會遇到與功有關的題目。教師在教學時，可以結合具體的例題來幫助學生理解。例如：

一個放置在光滑的水平面上的長木板，長度是 L，質量是 m0，在長木板的右端放一個質量為 m 的小物塊（圖 1 所示）。為將長木板從小物塊下抽出，我們給長木板右側施加一個水平恒力 F，設小物塊與長木板之間的摩擦因素是 μ，求長木板抽出來時 F 所做的功。

這道例題包含了功、摩擦力、位移等多個知識點，只有學生清楚了解功的概念，才有可能推算出功、摩擦力、位移之間的關系，才能找出正確解題思路。在解答這道例題時，我們需要將地面作為參考系，這樣長木板會由于 F 力的作用而向右運動，小木塊也會由于與長木板的摩擦力而向右運動，但是其相對于長木板而言是向左運動的，到小物塊徹底與長木板分離時，相對運動距離就是 L，恒力 F 相對于地面的位移就是長木板的長度加上小物塊對地位移的長度。在找出了在 F 方向長木板的位移之后，我們就可以計算 ，最后得出答案。

結合這道例題較好地幫助學生加深對功的概念的理解的同時，教師要重點引導學生掌握功的兩個要素，一個是力，另一個是力的方向上的位移。我們在確定位移時要以選擇正確的參考系為前提，而力一般是恒力，如果是變力的話，還應該通過功能關系進行求解。

二、掌握物理基本學習方法，培養學生的科學思維

科學思維是高中物理核心素養的重要組成，也是解答物理問題時不可或缺的因素。對于學生科學素養的培養，要求教師給予學生充足的自主思考的時間。試想，如果在課堂上學生總是被動地跟著老師的安排走，缺少自己的思考與感悟，那么又怎么能夠促進思維的活躍與發展呢？因此在課堂上教師可以為學生創設物理問題情境，引導學生在自我思考與探究中掌握基本的物理學習方法，使學生的科學思維得到鍛煉與發展。比如，我們學習“牛頓第二定律”的時候，教師往往會向學生提出“猜想力與物體運動狀態變化之間的定量關系”的問題，然后根據學生的猜想進行探究實驗，讓學生觀察實驗現象最終得出結論。這一過程看似學生參與了課堂學習之中，也讓學生進行猜想與驗證，可有助于培養學生的思考能力。實際上教師并未給學生充足的自我思考的機會，更有效的教學方式是引導學生思考，在實驗中我們應該怎樣對實驗變量進行有效控制，又如何控制物體拉力、質量大小，等等;讓問題變得更加細化，引導學生自主進行思考和探究，培養學生獨立思考與驗證的能力。結合物理例題培養學生思維的靈活性、創新性同樣是物理課堂上有效的教學內容。教師可以選擇典型的例題，引導學生利用所學知識去解決實際問題，幫助學生掌握基本的物理學習方法。

〖例〗如圖 2，將一根輕質的彈簧上端固定，將質量為 m0 的盤水平掛在其下端，將一塊質量為 m 的物體放在盤中。盤靜止時彈簧較自然長度伸長 L，用手將盤往下拉，使彈簧伸長 △L后停止并松開手。整個過程彈簧均在彈性限度內，問剛松手時盤對物體的支持力是（ ?）

A.

B.

C.

D.

這道題看似比較簡單，但是實際上計算過程卻是比較復雜的。我們看到題目后，首先就會將盤內物體作為對象進行受力分析，利用牛頓第二定律列公式;再把整體視作研究對象，列出一個公式，通過平衡條件求解。這時我們會發現解答起來十分繁瑣復雜，許多細節一不留意就會出錯。這時教師可以引導學生換一個角度思考，利用假設法進行解題。我們可以假設 △L=0，盤未向下拉，手放開的瞬間彈簧的長度不變，盤處在靜止的狀態，盤對物體的支持力就是 mg，將 △L 代入到四個選項中，就可以很輕松地得出答案 A。

在解答物理問題時，我們經常會遇到順向思路難以高效進行的情況，這時很少有學生可以快速地意識到可以換一個思路，用假設法或者逆向思維去想辦法。這與教師平時缺少對學生物理思維的培養是有關的。學生陷在題海戰術里很容易就形成慣性思維，為此教師要多結合具體例題打開學生的思路，引導學生從不同角度看待物理問題，尤其是要學會多角度看待物理過程，讓學生掌握解題物理問題的基本方法，從而增強學生的科學思維。

三、重視物理實驗教學，培養學生的科學探究精神

物理實驗是幫助學生通過物理現象理解物理規律的重要教學手段，是高中物理教學中的重要組成。但是由于長時間受應試教育的影響，在物理教學中教師看重對知識點的傳授以及對習題的訓練，對物理實驗的重視程度并不夠。一些需要學生實驗探究的內容經常被老師的演示操作所代替，甚至一些實驗內容與成果老師常常為學生口頭解釋就算過去了，學生沒有充足的自主實驗探究的機會。這樣，學生對物理知識的理解就容易流于表面。新課標明確提出，教師要重視物理實驗，物理實驗也是培養學生核心素養的重要環節。為此，在物理教學課堂上，教師應當積極為學生設置實驗探究的情境，結合實驗內容，加強對學生引導，使學生具有掌握物理實驗方法，具備實驗能力。比如，為了幫助學生更好地理解牛頓第二定律，教師可以設置這樣的實驗裝置（圖 3）。

這一實驗裝置學生是比較熟悉的，教師可以讓學生在實驗中試著總結有哪些因素會影響實驗誤差。學生在動手操作過程中會發現產生誤差的因素多種，可以是因為對數據的處理不準確，也可以是因為運動過程中小車所受的拉力小于小盤與砝碼的總重力，等等。教師可以進一步引導學生思考，這些導致實驗誤差的因素是否可以消除掉，或者我們如何降低實驗誤差。鼓勵學生以小組為單位試著對實驗進行改進。通過小組討論，學生對實驗裝置進行了修改，如使用氣墊導軌代替長木板，減少小車運動時與木板之間的摩擦力;利用計算機和傳感器對小車的加速度進行測量。通過再次實驗，我們發現得出的結果確實比之前的精度高。學生也為自己取得了成功而感到喜悅，使得他們的實驗探究興趣得到提高。在這一過程中，學生自主思考、合作探究的能力得到了有效增強。

四、充分利用物理學史，培養學生的科學態度

高中物理雖然涉及的大多是抽象復雜的概念、定義、實驗等理科知識，但是其中也不乏人文內涵。教師要挖掘教材中的人文素材，滲透人文教育，以培養學生的科學態度與責任。比如，教師向學生介紹物理發展史，用物理學家的科學態度與求真精神去感染學生，使其養成良好的精神品質。比如，我們講牛頓第一定律時，可為學生介紹發現牛頓第一定律前后兩千多年的發展歷史;講到在伽利略之前就有許多科學家對亞里士多德的觀點提出了質疑，并受到當時社會大眾的批評，但伽利略不畏權威勇敢質疑，通過實驗嚴謹求證，從而得到真理。讓學生深知為什么說伽利略是站在巨人的肩膀上取得成功的真正內涵。學習伽利略實事求是的求真精神，從而教會學生要以科學的態度、良好的責任以及堅持不懈的毅力去對待學習和生活。

總之，培養學生的物理核心素養是高中物理教學的重要目標，教師要結合物理學科特點，精心設計教學內容，給予學生更多的自主學習與探究的機會，讓學生在物理學習中增強學習興趣，提高學習能力，為學生的終身發展奠定基礎。

【參考文獻】

[1]林明華.高中物理核心素養的內涵與培養途徑[J].福建基礎教育研究之路，2016（2）

[2]廖伯琴.高中物理新課程的反思與課標修訂建議[J].基礎教育課程，2013（Z1）

[3]劉 鑫.如何提高高中物理課堂效率[J].現代婦女（下旬），2014（6）

（責編 盧建龍）