高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的途徑和方法

劉 超

（廉江市實(shí)驗(yàn)學(xué)校 廣東·湛江 524400）

為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和更好的培養(yǎng)時(shí)代所需要的人才，新課改中的課程標(biāo)準(zhǔn)提出了以“核心素養(yǎng)”來代替之前的“三維目標(biāo)”。所謂核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受教育的過程中逐步形成知識(shí)積累，完成思維品質(zhì)的鍛煉，形成科學(xué)能力和科學(xué)思想情感和價(jià)值觀。物理核心素養(yǎng)主要包含“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“實(shí)驗(yàn)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個(gè)方面。物理教學(xué)通常是以知識(shí)為脈絡(luò)展開，教學(xué)過程的設(shè)計(jì)從學(xué)生獲得知識(shí)的角度進(jìn)行，以學(xué)生是否掌握物理知識(shí)作為教學(xué)活動(dòng)成功與否的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而忽略了物理教學(xué)中育人的功能，忽視了學(xué)生知識(shí)和能力的形成過程的重要性。所以把核心素養(yǎng)作為物理教學(xué)的重要目標(biāo)是必要的，可以避免了“三維目標(biāo)”的局限性，從注重學(xué)生知識(shí)的掌握轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貙W(xué)生成長和發(fā)展。

1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景體會(huì)物理概念，對(duì)學(xué)生形成物理觀念有非常重要的作用

物理觀念的形成和發(fā)展是一個(gè)長期、復(fù)雜的過程，教師要用物理觀念統(tǒng)領(lǐng)物理概念、物理規(guī)律等進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生理解物理概念和規(guī)律的過程就是形成物理觀念的過程。通過物理學(xué)習(xí)逐步把物質(zhì)觀、能量觀等物理觀念融入到自己的世界觀當(dāng)中，能夠更為科學(xué)的認(rèn)識(shí)世界并應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活當(dāng)中。而物理概念的理解，需要教師利用真實(shí)的情景輔助學(xué)生理解。例如：在高中物理選修3-5第十六章第5節(jié)《反沖運(yùn)動(dòng)》這一節(jié)的教學(xué)時(shí)，可以先利用現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的簡單的條件來創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)的教學(xué)例子，讓學(xué)生能夠更好的、真正的去理解反沖運(yùn)動(dòng)的概念。在實(shí)際教學(xué)中，可以利用一小片錫紙卷成一個(gè)細(xì)小的長管子，把其中的一端密封，另一端留一個(gè)比較小的開口，從火柴上刮下一些藥粉作為燃料裝進(jìn)細(xì)管內(nèi)。把細(xì)管放置在支架上，用打火機(jī)點(diǎn)燃燃料。細(xì)管里的燃料被點(diǎn)燃后，燃燒生成大量的氣體，燃?xì)鈴募?xì)管的開口處以極快的速度被噴出，可以看到細(xì)管向著反方向飛出。這就是一個(gè)利用反沖運(yùn)動(dòng)原理的小實(shí)驗(yàn)，也是火箭的原理模型。實(shí)際的教學(xué)證明，利用這樣簡單直觀的、真實(shí)有價(jià)值的教學(xué)實(shí)驗(yàn)情景，可以讓學(xué)生更直觀、更深刻的感知情景所蘊(yùn)含的物理概念，通過真實(shí)的情景體會(huì)物理概念概括和抽象的具體過程，使學(xué)生能夠更好的建立起相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科學(xué)思維，發(fā)展科學(xué)能力。

2 引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)物理模型和經(jīng)歷物理規(guī)律的形成過程，是發(fā)展科學(xué)思維的重要途徑

科學(xué)思維是指具有意識(shí)的人腦對(duì)客觀事物的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律、事物與事物間的聯(lián)系的客觀反映，是學(xué)習(xí)和研究科學(xué)的基本思維模式。科學(xué)思維包含抽象思維、邏輯思維、科學(xué)推理和科學(xué)論證等等，是學(xué)習(xí)物理和認(rèn)識(shí)世界的重要思考方式。科學(xué)思維當(dāng)中的批判思維、創(chuàng)新思維這些都需要在學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程當(dāng)中逐步形成，在訓(xùn)練的過程當(dāng)中逐步強(qiáng)化。物理教學(xué)應(yīng)該把發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維作為重要的教學(xué)目標(biāo)。可以通過訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建物理模型是培養(yǎng)物理思維的重要途徑。高中物理中有很多的物理模型，在學(xué)生認(rèn)識(shí)物理知識(shí)的過程中，體會(huì)構(gòu)建物理模型的思維方法，通過學(xué)生經(jīng)歷物理模型的構(gòu)建過程和物理規(guī)律的形成過程來發(fā)展物理思維。比如，在高中物理選修3-2第一章第3節(jié)《電場強(qiáng)度》這一節(jié)中，可以通過視頻或者實(shí)驗(yàn)教具，把電荷量不同的試探電荷先后放入電場的同一位置，學(xué)生先通過視頻或?qū)嶒?yàn)感受不同電荷量的試探電荷與其所受電場力的差別，進(jìn)而能概括出電場力和電荷量成正比的結(jié)論，抽象出靜電力與電荷量的比值是個(gè)定值，與試探電荷無關(guān)。從而形成電場強(qiáng)度的概念。學(xué)生的思維經(jīng)歷了一個(gè)“比較——概括——抽象”的過程，在這個(gè)過程中充分鍛煉了學(xué)生剖析問題的能力，發(fā)展了科學(xué)思維能力。學(xué)生只有通過“推理——論證——形成結(jié)論”這樣的邏輯思維過程，才能不斷發(fā)展自身的推理能力以及科學(xué)創(chuàng)造能力。

3 通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)動(dòng)手能力和發(fā)展探究能力

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，是近代科學(xué)的最基本的研究方法，所以在高中物理教學(xué)當(dāng)中要把物理實(shí)驗(yàn)擺在重要位置。一個(gè)完成的實(shí)驗(yàn)過程包含：問題的提出——實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)——信息收集和數(shù)據(jù)整理——得出結(jié)論和解釋現(xiàn)象——探討存在的問題和新發(fā)現(xiàn)等環(huán)節(jié)。讓學(xué)生在探究物理實(shí)驗(yàn)的過程中逐漸加強(qiáng)科學(xué)思維和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究能力，在探究物理知識(shí)的過程中形成自身的科學(xué)觀和科學(xué)精神。在實(shí)驗(yàn)中通過指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題這一流程來培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力。例如：在上完《反沖運(yùn)動(dòng)火箭》這一節(jié)的內(nèi)容后，針對(duì)三級(jí)火箭的工作原理，給學(xué)生一些火箭模型制作的教學(xué)視頻，鼓勵(lì)學(xué)生利用相關(guān)原理自行制作“水火箭”等小模型。通過這些小模型的制作來激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，在制作小模型的過程中進(jìn)一步理解知識(shí)，真正做到學(xué)以致用。

通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情景，讓學(xué)生在觀察和體驗(yàn)真實(shí)情景后提出科學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。讓學(xué)生圍繞所提出的問題提出猜想和假設(shè)，制定實(shí)驗(yàn)方案和計(jì)劃解決問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。學(xué)會(huì)從原理、實(shí)驗(yàn)器材、信息處理技術(shù)等手段探究方案的可行性。學(xué)習(xí)文獻(xiàn)資料查找的方法，提高信息收集的能力。在分析、處理信息的過程中，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力、科學(xué)論證和表述的能力。物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的一種重要途徑，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，在日常的學(xué)習(xí)和生活中延續(xù)這樣的科學(xué)態(tài)度和精神。

4 在物理教學(xué)中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任是物理教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)。學(xué)生良好科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成是始終貫穿于整個(gè)物理教學(xué)當(dāng)中，滲透在日常的物理教學(xué)當(dāng)中的。在對(duì)物理的學(xué)習(xí)當(dāng)中認(rèn)識(shí)世界、社會(huì)、科學(xué)與環(huán)境的關(guān)系。通過生活實(shí)例體會(huì)科技與生活的聯(lián)系，通過生活當(dāng)中蘊(yùn)含的物理和科學(xué)，從而激發(fā)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和對(duì)物理的求知欲。可以通過實(shí)驗(yàn)的演示和對(duì)現(xiàn)代科技技術(shù)的講解和說明，創(chuàng)設(shè)更為有趣的課堂教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理。例如：在介紹反沖運(yùn)動(dòng)這一節(jié)時(shí)，前期可以準(zhǔn)備一些當(dāng)前我國和世界在火炮導(dǎo)彈、航天火箭等相關(guān)領(lǐng)域的最新的技術(shù)成果以及其制造原理的介紹內(nèi)容。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)就是圍繞這些相關(guān)的技術(shù)成果和原理的詳細(xì)介紹和講解，以科學(xué)普及的形式在介紹航天火箭技術(shù)的過程中滲透反沖運(yùn)動(dòng)的物理概念，讓學(xué)生理解反沖運(yùn)動(dòng)的內(nèi)涵。學(xué)生由具象的認(rèn)識(shí)到抽象的認(rèn)識(shí)，在理解物理概念的過程中形成對(duì)未來科學(xué)的正確的價(jià)值觀。激發(fā)學(xué)生對(duì)了解先進(jìn)技術(shù)的興趣，激勵(lì)學(xué)生投入物理的學(xué)習(xí)當(dāng)中，樹立起遠(yuǎn)大的理想抱負(fù)。

5 通過問題解決促進(jìn)物理核心素養(yǎng)的達(dá)成

教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)所需要的人。這就要求教學(xué)的落腳點(diǎn)要在于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的能力，使之能滿足社會(huì)需求，所以教學(xué)最終要回歸到對(duì)實(shí)際問題的解決。俗話說：物理源自于生活，生活處處包含著物理知識(shí)。生活中遇到的許多問題可以應(yīng)用物理觀念和物理思維去思考和解決的。在解決問題的過程中，進(jìn)一步拓展了知識(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域，提高了學(xué)生分析問題和研究問題的能力，不斷促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

例如：學(xué)生學(xué)完高中物理選修3-1第一章第一節(jié)《電荷及其守恒定律》后提出如何儲(chǔ)存電荷的問題。通過對(duì)萊頓瓶原理和三種起電方式進(jìn)行詳細(xì)分析研究后設(shè)計(jì)了自己的實(shí)驗(yàn)方案：在一個(gè)小的塑料杯外壁貼上一層鋁箔，在杯蓋子上固定一根回形針，做成導(dǎo)桿，在塑料杯內(nèi)放入一些的水，合上杯蓋后就做好了一個(gè)萊頓瓶。在一塊硬泡沫塑料板上套上一個(gè)塑料保鮮袋，準(zhǔn)備一塊帶絕緣柄的金屬板。用一塊干凈的布摩擦塑料袋表面，通過摩擦起電，使其帶電。再把金屬板放在塑料膜上方，金屬板在靜電感應(yīng)的作用下，下表面帶正電，上表面帶負(fù)電，用手接觸金屬板，板上的負(fù)電荷通過人體流向大地，將金屬板移開后，金屬板上就帶上了正電荷。把金屬板與萊頓瓶的導(dǎo)桿接觸，經(jīng)過反復(fù)多次上述實(shí)驗(yàn)就能實(shí)現(xiàn)給萊頓瓶充電，到達(dá)儲(chǔ)存電荷的效果。學(xué)生經(jīng)歷了“問題的提出—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案——制作實(shí)驗(yàn)道具—完成實(shí)驗(yàn)”完整的探究過程，促進(jìn)了自身科學(xué)思維的發(fā)展和探索能力的提高，增強(qiáng)了實(shí)踐意識(shí)和核心素養(yǎng)。

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個(gè)漫長而復(fù)雜的工程，需要落實(shí)在日常的物理教學(xué)當(dāng)中，需要滲透在日常的課堂教學(xué)當(dāng)中。通過對(duì)物理概念的理解促進(jìn)物理觀念的形成；通過提高建模能力來提高科學(xué)思維，通過體會(huì)物理規(guī)律的形成過程鍛煉科學(xué)思維；通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提高探究能力和動(dòng)手能力；通過物理課堂的學(xué)習(xí)體會(huì)科技的發(fā)展培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和學(xué)科興趣；通過對(duì)日常問題的解決不斷提高分析、解決問題的能力。物理教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生獲得在實(shí)際情境中解決物理問題的大量體驗(yàn)，形成把情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)，這種意識(shí)是無法通過教師的講解活動(dòng)來培養(yǎng)的。教學(xué)中，要讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)技術(shù)的重要性和魅力，體會(huì)隨著科技的日新月異，科學(xué)研究中相互合作的必要性和重要性。這些都是要教師在日常教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，形成自身的能力和思維品質(zhì)，為學(xué)生的將來發(fā)展奠定必備的素養(yǎng)和條件。