關注物理核心素養(yǎng)　優(yōu)化物理教學設計

馮開平

【摘要】物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育的過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的關鍵能力和必備品格，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生遺忘了物理本位知識后所剩下的潛在素養(yǎng)。如何通過具體的物理學習培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，是廣大初中物理教學正在研究、探索的課題。

【關鍵詞】物理核心素養(yǎng);物理教學設計;課堂效率

2014年，教育部印發(fā)的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中明確提出：“教育部將組織研究提出各學段學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學生應具備的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。”[1]從此，“核心素養(yǎng)”成為國內教育界熱議的話題，成為深化基礎教育課程改革和素質教育目標的關鍵要素。本文將結合具體課堂實例，探索初中物理課堂教學的優(yōu)化設計，探索培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)的具體策略。

一、物理學科核心素養(yǎng)的內涵

我國著名的物理教學專家、北京師范大學教授郭玉英從物理觀念、科學思維、科學研究和科學態(tài)度與責任四方面來界定物理核心素養(yǎng)，這四個方面也稱為物理學科核心素養(yǎng)的四要素。其中，物理觀念是指關于物質、運動相互作用、能量等的基本認識;科學思維強調認識方式，即從物理學的角度看透事物的本質屬性，通俗地說就是用物理的眼光看事物;科學探究就是始于2001年的課程改革給物理教學帶來的最大變化的教學方式（教學內容），科學探究中的提出問題、形成猜想與假設、設計實驗并制定方案、獲取并處理信息、基于證據(jù)得出結論、對探究過程與結果進行交流評估與反思等，形成了構建物理概念與規(guī)律的異于傳統(tǒng)教學的模式;科學態(tài)度與責任強調學生在物理學習中對科學與技術要有一種正確的態(tài)度以及責任感。物理學科核心素養(yǎng)具體內涵可以用下圖表示（圖1）。

也就是說，從物理學科的培養(yǎng)目標來看，物理學科的核心素養(yǎng)包括四個方面：第一，認識世界的物理學核心概念;第二，研究物理學問題的科學思想和方法;第三，對待物理學問題的科學態(tài)度和精神;第四，解決實際物理問題的意識和能力。

二、基于物理核心素養(yǎng)下的物理教學設計

物理核心素養(yǎng)有物理觀念、科學思維、科學研究和科學態(tài)度與責任四個要素，這四個要素普遍存在于物理教學內容當中。因此，教師在進行教學設計時，要明確方向和意識，開展培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)的教學設計。

1.構建物理核心概念，優(yōu)化課堂教學

物理核心概念就是位于物理學科中心，擁有課堂之外的恒久價值以及遷移類推價值的關鍵性原理、概念和方法。利用物理核心概念引導課堂教學，讓學生從更高的角度看待物理學科，更深層次地理解物理核心概念，從而為學生研究、解決現(xiàn)實物理問題打下基礎。

“機械能與內能的相互轉化”是九年級物理課程的重點內容，它是讓學生認識做功是改變物體內能的一種方式，觀察和分析內能轉化為機械能的過程，了解四沖程汽油機的基本結構和工作的原理。教師在教學過程中，要抓住“內能”這一核心概念，優(yōu)化課堂教學設計，引導學生進行物理學習。“內能”概念是一個抽象的物理概念，一切物體無論溫度高低，都具有內能。改變物體內能有兩種方式：一是熱傳遞可以改變物體的內能;二是做功可以改變物體的內能。教師要引導學生觀察生活中的具體事物，讓學生可以將抽象的“內能”理解為具體形象的對象，并了解物體之間內能轉化的方法。比如，冰塊雖然溫度低，但是也具有內能，人用手握住冰塊時，手與冰塊之間的熱傳遞改變了它的內能。又如，在寒冷的冬天，人們常常搓手取暖，這是因為摩擦力做功使物體內能發(fā)生變化。

通過生活實例，優(yōu)化物理課堂教學，培養(yǎng)學生的物理觀念和科學觀念，構建學生的物理核心概念。

2.內化物理實驗，培養(yǎng)學生的科學思想和探究能力

新課程標準強調物理課程應該有助于學生切身體驗科學探究的過程，了解科學研究的方法，同時提高學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。正如美籍匈牙利數(shù)學家波亞利所說的：“學習任何知識的最佳途徑是由學生自己去發(fā)現(xiàn)的，因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質和聯(lián)系。”[2]因此，教師要改變“滿堂灌”的教學模式，讓學生通過物理實驗操作，把科學家探索自然形成的思想方法內化，從而達到培養(yǎng)學生的科學思想、探究能力和物理素心素養(yǎng)的目的。

例如，在教學“內能”一課時，教師可以讓學生自己動手進行實驗，感受物體內能的變化。

學生通過親自動手實驗，就會在實驗1中感受到當活塞迅速下壓時，空氣被壓縮時內能增大;通過實驗2，學生就會明白當空氣推動塞子，瓶塞跳出來時，內能減少。因此，教師要善于利用物理實驗，讓學生不斷地反思，不斷地探究物理實驗過程出現(xiàn)的問題。只有這樣，才能培養(yǎng)學生的動手能力和探究能力，從而達到提升學生物理學科核心素養(yǎng)的目的。

3.善于運用物理學史，讓學生體驗科學精神

物理學發(fā)展的歷史，就是物理學基本觀念演變的歷史。因此，教師要善于運用物理學發(fā)展史，讓學生理解和領悟物理基本觀念和思維方法，培養(yǎng)學生的實驗探究能力，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任，從而提升學生的物理核心素養(yǎng)。

例如，在教學“內能的利用”時，教師可以給學生介紹蒸汽機的發(fā)明、運用和改進歷史，讓學生從不同的角度、不同側面了解它的發(fā)明、發(fā)展歷程，以及這些物理學史中蘊含的科學思維方法和精神（圖4）。

科學史家吳國盛教授認為：“科學史有助于理科教學，能增加自然科學教學的趣味性，誘發(fā)兒童對神奇科學世界的向往。”教師在授課過程中，要善于運用物理學發(fā)展歷史，讓學生體會到科學家們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，理解其中的科學思維方法，從而培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任感，提升學生的物理核心素養(yǎng)。

三、走進生活，發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識，解決現(xiàn)實問題

物理學是人類長期以來對生活中物理現(xiàn)象和物理問題的觀察和總結，它來源于生活，也要運用于生活，為人類解決現(xiàn)實問題。因此，物理學科的教師要將物理知識和學生的生活實際聯(lián)系起來，讓學生把物理學的知識與技能有效地遷移到實際的生活中，從而實現(xiàn)物理學的現(xiàn)實價值。

例如，汽車是人類現(xiàn)實生活中不可缺少的交通工具，它的動力機械就是內燃機，而內燃機的工作原理就是“機械能與內能的相互轉化”。因此，教師在教學“機械能與內能的相互轉化”一課時，可以重點介紹貼近生活的汽油機和柴油機兩大類內燃機，讓學生了解它們的工作原理，幫助學生解決現(xiàn)實生活中的問題（圖5）。

物理課程標準明確指出，物理課程應該加強與學生生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系。美國認知教育心理學家奧蘇貝爾也曾提出“認知結構遷移理論”，他認為：“一切有意義的學習都是在原有的認知結構的基礎上產(chǎn)生的，先前學習所獲得的新經(jīng)驗，通過影響原有認知結構的有關特征影響新學習。”因此，初中物理教師要緊密聯(lián)系生活實際，從學生的生活出發(fā)對所學的物理知識進行驗證，讓學生在生活體驗中建構物理新知識、新經(jīng)驗，從而提高學生的科學素養(yǎng)，提高學生解決現(xiàn)實問題的能力和意識。

物理是初中生必修的重要課程之一，物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是物理學科教學的重要內容。教師要在深入理解物理學科核心素養(yǎng)內涵的基礎上，從物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任等四個方面出發(fā)，不斷優(yōu)化教學設計，多方面、多維度培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，從而達到提高學生綜合素質的目的。

【參考文獻】

中華人民共和國教育部.關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見[Z].2014-04-08.

（美）G·波亞利.怎樣解題——數(shù)學思維的新方法[M].上海：上海科技教育出版社，2011.