物理學科核心素養背景下高中生實踐與創新能力的培養策略

秦鋒

【摘要】2017年，我國新的課程改革已經出臺，高中物理教育教學理念和方法都發生了巨大的變化，傳統的灌輸方式教學已經無法適應當前的教學大綱。現今我國物理學科核心素養中以“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”為中心指導物理教學。本文通過教學觀念的轉變，調動學生的主動性兩個方面入手改變教育教學方式，讓學生得到充分發展，教學與實際相聯系，使教育教學跟上社會發展的步伐。本文舉部分具體教學案例用以介紹如何在物理核心素養下培養學生的實踐與創新能力。

【關鍵詞】高中物理;核心素養;實踐與創新能力

2017年，我國新的課程改革已經出臺，高中物理教育教學理念和方法都發生了巨大的變化，傳統的“灌輸”方式教學已經無法適應當前的教學大綱。現今我國物理學科核心素養中以“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”為中心指導物理教學。高中物理教學應當體現發展與變化，高中物理教學應當聯系實際，充分體現出知識與生活實際相聯系。以此構建一套系統規范的可操作性強的學生物理學科核心素養培養的教學方法，解決教育落后地區高中生物理學習積極性低下、學習成績不理想的問題。筆者認為應當從理念與教學方式等方面入手。

一、高中物理教學觀念的轉變

高中物理教學過程中，教師要注重學生物理核心素養的培養，引導學生積極主動地參與教學，通過組織學生自主學習與自主探究，培養他們的實踐與創新能力。

1.高中物理教學要尊重學生的個性特點。高中物理教學過程采用主題研究，情境帶入進行教育教學，尊重學生的個性特點;在教學設計過程中以人為本，引導學生自主學習，主動探究，鼓勵學生去大膽創新，培養學生的“物理觀念”和“科學思維”。教師應不斷優化教學方案、整合教學資源、研發實驗器材、創新教學手段、激發和調動學生學習的主動性。

2.高中物理教學應當聯系實際，充分體現出理論與實際相聯系的重要性。高中物理知識應當與現今的技術、科學以及社會緊密聯系，在實際教學過程中帶入主題研究;應當將生活實例與知識內容結合，讓學生有切身體會，充分體現出高中物理知識在技術、科學以及現實生活中廣泛應用，以此來提高培養學生的主動探究與創新精神教學的有效性、創造性及模式化，以達到培養學生的實踐和創新能力。

3.根據教學內容建立教學主題施行多元化的教學方式。在高中物理學科核心素養的指導下，教學應當注意內外結合，情境帶入，要從思想上認識到舊有的教學觀念已經不能跟上時代進步的步伐，要明確現今物理教學方法的定位，以物理學科核心素養為指導，讓教師在教育教學過程中更加有效、更準確地完成教學目標，以多種方式，多元化開展教學活動。比如，可以用帶著課內基礎知識，走向課堂外的實物展示，讓學生帶著問題置身于真實的探究環境之中。這會讓學生地思維更加活躍，思考角度更加貼合實際，從而使教學方法更加的高效。這樣一來，不僅將書中知識與社會現實情況有機結合，還根據學校、教師以及學生的具體情況做出適當的選擇。

4.教師在高中物理教學過程中應當注意包容性。調動學生思維，鼓勵學生大膽聯想，充分培養學生的創新能力。在高中教學實踐中，學生才是教學的主體，教師在教育教學方法上對其進行引導，但是不能參與和過多地干預，要給學生應有的時間和空間去實踐和創新。在這個過程中，教師要不斷鼓勵學生積極參與，要給他們創造更多的思維空間和展現自己能力的機會，通過情景創設，引導學生思維爆發，讓學生在享受自我能力展現的同時，培養學生的實踐與創新能力。

二、調動學生學習的主動性

在高中物理主動學習與自主探究過程中，教師是組織者、和引導者。教師要引導學生積極參與“問題解決”，以物理學科核心素養為指導，要讓學生在自主學習和主動探究中不斷獲得成就感并且激發學生的探索欲望。所以要培養學生的實踐與創新能力，最根本的是要激發學生的興趣和參與的積極性。

1.主動學習

在一定基礎知識準備情況下，刺激學生主動學習是能有效地促進學生的發展。學習是以學生作為主體的，通過學生個體甚至小組互助討論的方式去認識、探討、研究、理解，以及深入思考，然后再創新來實現學習。

教師教學過程中通過以培養愛好、情境創設、實物展示、走出課堂、親身體驗等方式激發學生強烈的學習欲望和興趣，給學生知識認知的挑戰，使得學生能聯系已有的生活經歷與知識技能;給學生充足的自我聯想與探究機會，讓學生能夠親身體驗，主動學習。

2.探究學習

探究學習是指以學生的知識內容需要為出發點，以解決實際問題為目標，從物理學科培養方向或者現實生活中選擇和確定研究主要內容，創建一種從實際環境出發的科學研究情境，通過學生個體甚至小組互助討論的方式去認識、探討、研究、理解、深入思考、信息收集與處理等獲得知識與技能，鍛煉學生的科學思維，提升科學探究，培養實踐和創新能力的學習方法。這個過程，學生是科學探究的主體，教師的作用在于探究學習前后引導學生開展探究學習。教師要引導學生大膽地對自己提出的猜想進行實驗探究，在探究的過程中主動參與，積極思考。在探究學習過程中從而培養并提升了學生的科學思維，使學生提煉出探究的科學問題，提升學生的學生核心素養。

3.創設真實的科學探究環境

創設真實的科學探究環境，引導學生將觀察和思維聯系起來，注重證據和邏輯。教學中注意培養興趣、情境創設、實物展示、走出課堂、親身體驗等，充分體現形式的多樣性。教學中做實驗必須是真實的過程，這是發展學生核心素養的必備條件。由于真實實驗過程的復雜性和學生思維過程的多樣性，在教學設計時不可能完全預設出來，可能會出現各種未曾預設的情境，如學生的各種問題和不同反應。因此，課堂中非預設過程的動態生成是促進培養學生實踐與創新能力的重要特征。對于教師而言，為達到教學目標，任何情境都是可利用的教學資源，可以發展學生解決實際問題的多方面能力。所以，教師要善于利用偶發事件或者特定的知識內容，結合生活實際，培養學生的實踐與創新能力，以完成教學目標，更進一步培養學生的物理學科核心素養。比如，平拋運動教學過程中，一開始并不急于講解介紹平拋運動，而是引導學生討論交流一些能吸引學生興趣與注意力的內容，比如，打擊非法侵占釣魚島的日本艦隊，如果從飛機上用傳統炸彈進行投彈，怎樣才能精準地集中目標呢？這樣的話題很容易調動學生的積極性。

在以上基礎上再對平拋運動基礎知識進行講解，將起到事半功倍的效果。平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動、豎直方向的自由落體運動，引導學生從理論與實踐上對比分析。通過這種創設真實的科學探究環境在課前引入進行教學，是學生對新授課的知識內容激發出濃厚的學習興趣和熱情，更能夠調動學生積極主動的投入教學實踐。

4.在探究環境中培養實踐與創新能力

在主動學習、探究學習、創設情境的基礎上，培養創新能力是學生更高層次的物理能力的表現。其中，提及到的內容為學生根據物理學科中心知識和理論聯系實際的方法解決新的問題和不確定問題以及科學探究新的知識內容和新的探究方法的能力。通過調查可知，創新能力具有五種主要思維形式：發散思維、聚合思維、聯想思維、直覺思維和批評思維。高中教學中應當注意思維開放，充分體現出創新性。高中教學中，學生是教學的主體，教師可在一定教學基礎上對學生進行引導，但不能過于參與，要給學生足夠的時間、環境，去創新。在這個過程中，教師應不斷鼓勵學生主動地參與其中，給他們營造更多的獨立思考空間和發現自己能力的機會，在主動探究中培養學生的創新能力。比如，在“驗證動量守恒定律”一節的實驗探究教學過程中，搭建一個自主探究的教學課堂，鍛煉與提升學生的實踐與創新能力，可以采取以下的教學方法。回顧動量守恒定律的知識內容，如何應用碰撞實驗驗證動量守恒定律成立。培養學生充分利用身邊事物，從實際環境出發，積極參與并創設實驗、分析和概括的能力，培養學生的實踐與創新能力。在這一基礎上，教師還要進一步地提出要求，讓他們在物理實驗探究中，使學生能夠多角度、多方向進行實驗創新，并驗證實驗探究是否成立，鍛煉學生的自主學習與主動探究能力。通過對學生從身邊實際事物入手，對實際生活中存在的碰撞與理論中的碰撞情況進行分析和探究，培養學生應用所學知識解決實際問題的能力。

首先，利用趣味游戲的方式將教學內容導入課堂，以此來激發學生的關注度。比如，在班里找幾個學生，分別拿幾個體積相當但是質量不同的剛性小球。選出幾個力氣小的女學生和力氣大的男學生。用一個面表面拋光過的水平不銹鋼面板，讓女學生用質量大的球，男學生用質量小的球，分別推動小球進行對碰實驗。在此過程中，積極引導學生思考獲勝妙招和原理，用這個方法培養他們的實踐和創新能力。

其次，通過演示實驗的方法。例如，利用傳統的碰撞實驗驗證動量守恒定律，斜面導軌，用質量大的球碰撞質量小的球，利用平拋運動的原理計算小球碰撞的初速度與末速度，結合動量守恒定律的公式進行驗證。m1v0=m1v1+m2v2，又由于平拋的原理，又由于高度相同時間就相同，又可以將驗證公式寫為m1OP=m1ON+m2OM。當公式中系統初動量等于系統末總動量時，可認為動量守恒定律成立。質量可用天平測量，而為達成實驗目的的關鍵點就在于求解出三個速度。應該如何用其它方式驗證動量守恒定律呢？在學生思考過程中，教師及時引導學生討論在所學知識中有哪些方式可以求解物體速度，又有哪些求解速度的方式可以融入到動量守恒定律的驗證試驗中去。讓學生討論結束后暢所欲言，教師根據學生的反應和想法，組織學生進行討論和總結

最后，根據教師以及學生所能提供的器材，選擇實際可行的方案展開實驗驗證。讓他們在物理實驗探究中，使同學生能夠多角度、多方向進行實驗創新，并驗證實驗探究是否成立，鍛煉學生的自主學習與主動探究能力。最終經過學生的討論后，決定利用小球單擺碰撞驗證動量守恒定律，利用動能轉化為重力勢能。通過測量高度便能計算出兩個小球碰撞前后的速度，小球1利用單擺特點求解碰撞前后的速度，再利用平拋運動的特點求解小球2碰撞后的速度。

完成上述實驗后，根據所得數據代入m1vo=m1v1+m2v2，再次提出問題讓學生思考，本次探究實驗是否成功，原因在哪里？這是由于采集數據不準確，而且動量守恒定律擁有前提條件，要達到系統合外力為0，但是在學生實驗中我們只能近似看作滿足條件。所以存在著誤差，在誤差允許范圍內，實驗成立。實驗結束后，怎樣才能實驗的數據更加的準確呢？讓學生繼續思考有什么改進方案，可以減少誤差，然后自己動手去再次驗證。

在上述驗證實驗中，真正體現了學生是教學的主體，學生在自主學習和主動探究中，能夠將自己的想法和同學們進行交流討論。在解決問題中，督促學生進行實踐與創新。

高中物理教學實踐的開展，應當盡量從實際情況出發，在主動學習與自主探究過程中培養學生的實踐與創新能力，這符合物理學科核心素養的要求，同時，也是培養學生終身學習目標得以體現的基礎和保障。

參考文獻：

[1]聶馥玲.“物理核心素養”在高中物理學教育中何以實現[J].科學與社會，2017，7（3）：11-14.

[2]林艷欽.新課標下如何提高高中物理課堂的教學效率[J].中學理科園地，2018，14（6）：26+28.

[3]支從兵.高中物理習題教學中創新思維能力培養策略研究[D].貴州師范大學，2008.