基于核心素養的物理教學目標的定位與設計

李永偉

【摘要】核心素養的培養是“立德樹人”總體育人目標的基本途徑，本課教學要從學生物理觀念的建立、邏輯思維的培養、物理模型的構建、科學方法的應用、實際問題的解決、創新能力培養、信息素養的提升以及數學工具的滲透等綜合素養的要素展開教學.結合學生已有感性體驗，分析大量的光現象研究成果和生活中應用的基礎上，讓學生體會到科學探究的魅力與成就。

【關鍵詞】核心素養;科學思維;物理觀念

按照物理學科核心素養要求，物理學科的教學重點要放在物理核心概念的建立上，通過實驗探究豐富學生感性認識，運用對比、類比等科學研究方法，將物理理論與實際應用結合起來，提升解決問題的能力.本課的教學要圍繞培養學生物理學科的物理觀念，基于學生的已有認知，實現知識的進階.對光的色彩、色散現象教學提供必要的知識儲備，進入到光的折射、凸透鏡成像等知識的具體運用中.《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》明確提出：“各級各類學校要從學校實際情況和學生特點出發，把核心素養和學業質量要求落實到各學科教學中”。

利用光現象是人類改造自然的基本手段，對光的本質的認識和光的規律的應用可以說代表著人類文明的進程：人們用火光嚇退了野獸，小孔成像驚掉了古人的下巴，用激光測出了地球到月球的距離，平面鏡成像端正了衣冠，激光準直使隧道更加幽深而平直，醫用光刀使我們近視的眼睛恢復了清澈與明亮，光纖接入使視頻更加清晰與流暢，而三D電影呈現的身歷其境的震撼，是對光的偏振現象的完美應用，光影技術的大量使用讓大唐芙蓉園更加五彩斑斕，如夢如幻。對事物的初步認識的將對事物的深刻認識產生深遠的影響，《光的直線傳播》就是物理學中對上述光現象認識的第一步，物理學科以事實為根據，研究自然界物質的運動的基本規律，教學中的大量事例與實驗，使光的物理觀念已經深入人心，學生原有的模糊的光的初步概念，雜亂無章的光現象被統一歸類，光的概念得到了強化，光的物質觀呼之欲出，那就是：光是什么？盡管本節課并未回答這個問題，但為未來對光的進一步認識掃清了障礙，積淀了事實。

物理“科學思維”是從物理學視角對客觀事物的本質屬性的認識方式，這是物理學科的個性所在，也是物理老師的與眾不同之處。在這種個性的帶動下，師生基于事實提出創造性的認識，構建出相應的物理模型。自然界發生的一切物理現象和物理過程，影響因素是多種多樣的。如果不分主次的考慮一切因素，不僅會增加認識的難度，也不能得出精確的結果，還會導致對簡單物理現象的分析無從下手。為了研究物理現象的規律性，需要把復雜問題轉化為簡單問題，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，這就是理想化方法。我們利用理想化方法將物理中的光，沒有粗細的線，在模型中完美結合，創造性地提出了“光線”這一物理模型，使學生對抽象的光現象的感性認識能上升到理性認識，從而能形象而直觀表達出來，輕而易舉的解釋了三點一線，激光準直，小孔成像的原理，使抽象問題直觀化，復雜問題簡單化，這正是物理科學思維的精髓所在。但物理不能因此而止步，物理學科的魅力還體現在科學思維的自我修正和批判，很多物理模型的建立都是有條件的，伽利略對自由落體運動的研究中，這位偉人就對自己建立的物理模型“輕重物體下落一樣快”進行了修正：在地面附近高度不太大、阻力與重力相比可以忽略不計的條件下，輕重物體下落一樣快。在錢羽管的實驗中，這一結論得到了證實。同樣，“光沿直線傳播”這一物理規律模型也是有條件的，也必須有以下的修正：光在同一均勻介質中沿直線傳播。通過以上分析可以看出，光沿直線傳播模型的建立既體現了科學的嚴謹，又為學生打開了思維的另一扇大門：若不在同一均勻介質中，光的傳播規律又是什么？光的折射規律及全反射現象自然地進入學生思維的最近發展區，學生的思維發展得到了進階，為深入學習光現象做了必要的鋪墊。學科核心素養的“科學探究”必須是基于事實而展開的探究，這些事實就是生活中現象，現象中蘊含的規律很多，不可能將這些現象都搬進有限的物理課堂，為突出主要矛盾，有時需要制造出事實作為物理規律建立的證據，這個制造出的“事實”就是物理情景再現，這個事實必須要有針對性，有說服力，需要物理老師來“智造”。本節課中“智造”了許多事實：手影、日食、月食、小孔成像，通過師生對這些事實提出問題，并對這些問題進行探究，交流，討論，進而提出猜想和假設，得出光在同一均勻介質中沿直線傳播的結論，并將這一結論在應用到生活生產中。在該環節教學中，教師利用科學抽象的純化和簡化作用，有意識的突出光的本質因素，并基于大量事實，運用邏輯思維和想象力，舍棄次要因素和無關的干擾因素，使光現象以理想化的純粹形態出現，準確又簡明的解釋光沿直線的傳播規律。這一連串的活動使科學思維的培養過程豐滿而又充滿活力，如果這一過程能不斷的得到強化，會使學生逐步掌握終生有益的方法，對學生成長過程的影響必將是巨大而深遠。

光現象應用的推動了社會文明的進步，課堂上的大量事實說明了這一點。然而科學技術的進步就像雙刃劍，人們利用了光現象的好，就要承擔光帶來的危害，光的過度使用使光成為了四大污染之一。核心素養中“科學態度與責任”要求，學生在認識科學、技術、社會、環境的基礎上，逐漸形成探索自然的內在動力，遵守道德規范，保護環境，形成可持續發展的責任感。從這個角度說，光就是一個矛盾的統一體，這就需要教師帶領學生用科學的態度認清光的科學本質，用辯證的觀點看待光現象，更好的利用光為人服務，還要扛起光的應用過程中的社會責任，不僅要育人有方，還要育人有責。

參考文獻：

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