基于教材與核心素養驅動下的物理教學的思考

摘 要：倡導核心素養導向下的物理教學，是體現物理課程價值的要求。物理教師應該從教材出發，結合物理學的基本概念和規律、科學探究的思想方法等方面培養學生的物理核心素養。核心素養導向的物理教學要求要重視物理核心概念教學、重視問題分步式輔助教學、重視學生體驗知識形成過程、重視學生動手做實驗的情感體驗，培養學生利用已有的能力解決實際問題的能力和意識，同時還要注重教師以身作則、言傳身教的力量。

關鍵詞：核心素養;教材分析;教學策略

一、引言

怎樣的物理教學才能有效地促進學生科學素養提升，是每一位從事物理教學工作的教師都值得深思的問題。通過近幾年的物理教學與各類教研活動，筆者對于物理的基礎教育理念與教學方法在不斷摸索中尋找最契合學生的方式與方法。

二、物理核心素養

《全民科學素質行動計劃（2006—2010—2020年）》指出，科學領域課程應以提升學生科學素養為目標，學生通過課程學習應了解必要的科學技術知識、掌握基本的研究方法、樹立科學思想、崇尚科學精神，并有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。物理核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的重要構成。

三、教材分析

教材有3種基本結構：學科知識結構、認知系統結構、教材總體結構。其中，教材總體結構是由教材學科知識結構和知識運用結構兩者交叉形成的，極具學科特點和較為固定的教學模式方法及其編排順序，在此之上融入相應的教學策略而形成的教材總體結構。

人教版物理教材整體結構排序為：機械運動、聲現象、物態變化、光現象、透鏡及其應用、質量與密度、力、運動和力、壓強、浮力、功和機械能、簡單機械、內能、內能的利用、電流和電路、電壓電阻、歐姆定律、電功率、生活用電、電與磁、信息的傳遞和能源與可持續發展。而從宏觀分析，該套教材以物質、運動和相互作用、能量三大主題構成不同層次又相互聯系的有機機構體系，從自然界和日常生活中的各種現象出發，總結提煉知識，并回到生活、社會中去，深刻體現了物理學科“源于生活，又高于生活”的學科性質。

在教材的認知系統結構設計中，深刻體現了探究的思路，在每章節優先提出一種或者多種相似的物理情景，在情景中設問，利用各種引導式問題培養學生的科學思維能力、問題遷移能力，在思考過程中逐步強化科學探究“提出問題、分析問題、解決問題”的應用能力，提高學生的科學素養。

四、教學策略

物理核心素養導向的教學要求教師精準把握教材內容、熟練運用各種教學方法、適當進行知識拓展，這些對于促進學生能力發展的價值深遠，關注學生科學素養培養。

（一）圍繞核心概念開展教學

核心概念是位于學科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等基本理解和解釋，這些內容可以展現當代學科背景，是學科結構的主干部分。在物理學科教學中，核心概念可以幫助教師和學生從課堂中跳脫出來，站在更高的思維層面上有意識地培養學生的科學素養。這樣也便于教師從單一的知識陳述轉移到利用客觀事實佐證核心概念，切實體現物理的“源于生活，高于生活”。

例如，能量是物理學中極其重要的一個物理概念。筆者在教學過程中，對于能量的概念定義為：物質的時空分布可能變化程度的度量。這是一個純理論的概念，僅靠教師講授是難以掌握的，只有創設特定的情景才會顯得形象生動且有意義。在講授過程中，提出思想實驗，描繪特定場景，即在真空環境下，一張鋪平的床單（表示二維平面），在此種情況下引入一個物體放置床單上，學生對比前后實驗床單（即二維平面）發生何種變化，源于何種原因，圍繞該問題開展教學，學生得出簡單結論：物質的存在導致床單發生彎曲。由此提出，避開受力導致床單（即二維平面）發生彎曲，物質的存在影響時空的狀態，而且物質的質量越大，床單（即二維平面）變化程度越大。由此提及現代物理學已明確的質量與能量之間的關系，即E=mc2，并加以詮釋床單凹陷所伴隨的能量變化，這個過程又是一個做功的過程。輔以動能的情景理解，沖撞床單（即二維平面）的速度越大，床單（即二維平面）的變化程度更大，即在質量一定的情況下，物理的速度越大，動能越大。

又例如，功的概念定義為：力對物體作用的空間累積的物理量。在講授過程中，讓學生隨意列舉生活中涉及力的10個例子：推小車、捏橡皮、拿起書、搬起凳子、推墻、梳頭發、背起書包、拿起石頭、玩手機和捏皮球。在以上例子中，尋找普遍的共性。學生通過思考很快就可以得出在羅列例子中第一個共性：有力的作用。教師此時通過引導，學生思考得出：每個情景對象都在力的方向上移動了一段距離。其中，“推墻”這個例子要特別強調一下：在力的作用下，石頭有極其微小的形變，即在力的方向上移動了一段距離，只不過太過微小，人眼識別不出來，不過可以通過理論分析得出。那么這個時候我們就說，這個力做了功。此時再通過調動學生去總結這個共性，其實就得出力對物體作用空間的累積。

核心素養導向下的物理教學要求教學活動不能僅僅停留在生活中的物理事實，而是要關注通過司空見慣的物理事實通過抽象分析、理性總結、精確概括從而得出核心概念。這也充分開發培養了學生的科學思維能力，對于學生的成長起到了重要作用。

（二）通過設置問題分步輔助教學

設問是每一位教師都會采用的教學方法，合理的問題鋪設可以在嚴密的邏輯推理下逐步引導學生獲取知識，同時也將較為困難的知識分割為不同階段的問題“分而治之”。這便于引導學生對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的構建認識，是基于經驗事實構建理想模型的抽象概括過程，培養了學生分析綜合、推理論證等方法的應用能力。

例如，筆者在講授初三《單電表測電阻》專題的過程中，利用設問分步思考的方法，將學生抽離普通的學習思路，感受分布思考的妙用：

A.測電阻的實驗原理是什么？

B.實驗過程中我們可以使用的實驗器材有哪些？

C.該實驗器材可以直接測哪些物理量？哪些物理量無法直接測量？哪些物理量可以計算？

D.通過以上分析，如何巧妙地利用串并聯電路的等量分析來解決問題。

通過以上4個遞進式問題，逐步讓學生明確該實驗的重點突破口在于電路的結構，將原本難度系數較大的問題分割成幾個問題進行講解，在降低知識點難度的同時，又培養了學生科學的分析推理能力，提升了學生的科學素養。

（三）通過體驗知識的形成過程開展教學

課堂是培養學生科學思維能力的主要陣地。在物理教學過程中，并存著3種思維活動，即物理學家的思維活動、教師的思維活動以及學生的思維活動。在物理的常態教學過程中，要盡可能多的讓3種思維活動產生互動，尤其是學生的思維活動與物理學家的思維活動。教師的思維活動在講授過程中要不斷演繹物理學家的思維活動，盡可能好地引導學生的思維活動和物理學家的思維活動實現同步，從而讓學生在思維活動中和物理學家產生思想上的共鳴，使他們水乳交融，形成一個和諧互補的有機整體，從而使學生體驗知識的形成過程，有效培養學生思維能力。

例如，筆者在講授人教版八年級上冊第一章第三節《運動的快慢》時，首先提出生活中我們對于不同物理的運動有“快”與“慢”的描述，在物理學的研究過程中也涉及了快與慢的衡量問題。此時引入物理情景：在秋季運動會的百米賽跑中，我們作為觀眾看到了有人跑在前面、有人跑在后面，此時我們通過生活常識判斷出跑在前面的同學跑得快，跑在后面的同學跑得慢。結合已學知識，挖掘隱含信息，分析推理發現：作為觀眾我們定義相同時間，跑得越遠，跑得就越快;跑得越近，跑得就越慢。可是作為百米賽評委，他手中的電子停表在同學依次越過終點線時也確定了先到達終點線的同學跑得快，后到達的跑得慢。結合已學知識，挖掘隱含信息，分析推理得出：作為裁判定義相同路程，跑完全程需要的時間越少，跑得越快;時間越多，跑得越慢。整理思路發現，人們在日常生活中判斷快慢的方法不一，物理學為了統一，引入速度概念“路程與時間之比叫做速度”，比值越大，速度越大;比值越小，速度越小。在提及此概念時，可問及學生“可不可以用‘時間與路程之比定義速度，為什么？”體驗一下生活中的“速度快”與重新定義下的“速度快”是否一致，從而感受物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的本質，是不能否定客觀事實的正確物理觀。

（四）通過學生動手實驗鮮活教學過程

物理學是一門以實驗為基礎的學科。物理實驗在物理學的發展過程中一直起著十分重要的作用。2000年，教育部《關于初中畢業、升學考試改革的指導意見》中明確指出要“切實加強與實驗有關內容的考核，有條件的地方可以進行實驗操作能力考核”，這些都充分體現了物理實驗在教學過程中的地位與作用。在學生實驗的過程中，動態的實驗過程會給教學帶來很多獨到的教學意外，也讓學生在實驗過程中感受物理的樂趣。

例如，筆者在講授人教版八年級上冊第三章第四節《升華和凝華》時，采用實驗教學方法。在學生實驗過程中，部分學生獲取到了完全不同的實驗現象：在圓底燒瓶中沒有看到紫色氣體出現，反而看到了流動的暗紫色液體。這個環節筆者在講授過程中充分利用實驗進行精講：固體物質在吸熱的過程中，如果溫度迅速上升至熔點，我們會觀察看到固體受熱熔化現象，看不到升華現象。由此強調在對圓底燒瓶加熱的時候要均勻搖動燒瓶，使固體的碘受熱均勻且溫度緩慢上升。類似現象還有：在冬天，結了冰的衣服晾干了，可是在衣服正下方的地面上并未看到有水跡;在夏天接了冰的衣服晾干了，在地面上可以看到水跡。這兩個實驗可以得出的結論是：當固態物體在自身溫度低于熔點的情況下受熱會發生緩慢升華現象;若自身溫度迅速上升至熔點，在受熱的情況下回發生熔化現象。

（五）注重教師的言傳身教

物理核心素養導向下的教學不僅僅要求一線教師改變教學的側重內容和教學方式，還要求物理教師具備良好的物理核心素養，通過言傳身教，潛移默化地促進學生科學素養提升。

學生在自我探索世界、建構認識、形成能力的過程中，離不開教師對事物的剖析、示范;離不開教師在教學活動中對學生的啟發、引導，這些環節中都融入了教師個人高于知識以外的理解，教師的人格精神，教師的情感、態度、價值觀。教師作為教學過程參與的核心要素，具備扎實的專業知識、熟練的學科研究方法、深層次的專業見解及獨到的專業理解，從而深入淺出地對知識點進行講解、信手拈來地給學生指導學習活動。有時候教師在不經意間對知識點的概括就可能給學生造成極大“沖擊”。

例如，在筆者講授人教版九年級全一冊第十三章第一節《分子熱運動》內容時穿插講解過兩個知識點。①我們生活的宇宙包含了物質和能量。如果從物質的角度可以劃分為銀河系和河外星系，今天我們學習感知到的是分子原子，從物質的角度由大到小來看就是宇宙、銀河系、太陽系、地球、分子、原子、原子核和核外電子、質子、中子、夸克等。②學習到一切物質的分子都在不停地做無規則的運動，可以推理設想一下，固態、液態、氣態在相互轉化的過程中分子原子的運動情況。學生通過理性分析與思考逐步認識到我們生活的世界，從宏觀到微觀，從物理到生活，從形態到意識，學生在教師的引導下，會不斷去探索自己生活的這個世界，用科學的研究以及嚴謹的態度去面對生活中遇到的各種問題。

為了更好地以身作則、言傳身教，教師應加強專業理論學習，深化教學研究，努力提升自我的科學素養，從而在新時代做好教育教學工作。

基于教材與物理核心素養導向下的新型物理教學是體現物理課程價值和教師個人價值的必由之路，教師應該轉變教學觀念，以學生的核心素養提升為目標，改革教育教學方法和過程，關注學生的知識構建以及知識運用，為新時代的中國特色社會主義貢獻屬于教師隊伍的力量。

作者簡介：馬鵬（1989—），男，漢族，湖北隨州人，中教二級，本科，研究方向：物理教學。