培養和提升高中學生物理學科核心素養的措施分析

蔡玉平

培養學生核心素養的最終目的是促進學生全面發展，幫助他們更好地適應社會發展的需求，成為促進時代發展的優秀人才。傳統高中物理教學模式注重知識學習和理解以及學生成績的提升，新課標要求教學以培養學生核心素養為目標，關注學生能力和態度的養成，這就要求教師不斷改進教學方法，突破傳統物理教學框架，在實踐中不斷完善教學方式，為學生今后的發展打下良好基礎。

一、傳統高中物理教學模式中存在的問題

首先是思想上的認知差別。傳統物理課堂上教師的主要職責是幫助學生快速掌握相關物理知識，逐漸拓展學習其他相關的知識內容，并通過大量練題的方式提升學生對知識點的理解程度，以測驗分數評價學生的學習情況，重知識記憶，輕態度能力。

其次是實驗教學形式化。物理學科與社會生活實踐的關系較為緊密，物理實驗是將物理知識的推導過程以實驗的方式展示出來，使學生能夠在觀察中深入了解物理知識。由于高中課堂時間較為緊張，教師為了保障教學進度經常代替學生進行實驗，致使學生喪失了實驗的主動權，只是隨教師的講課思路進行思考和學習，實驗教學的方式較為呆板僵化。［1］

再次是缺少師生互動。許多教師誤認為提出問題由學生回答就是師生互動，但實際上師生互動應是相互討論溝通的過程，教師根據學生對知識的掌握情況調節授課速度，學生在互動中向教師展示自己的思考方法，單純的提問和回答僅是一種單向溝通，未能真正將師生互動的優勢發揮出來。

最后是課堂氛圍較為沉悶。新課改背景下的高中物理教學應讓學生成為主體，教師只是課堂引導者，部分教師雖然意識到應該讓學生成為課堂主體，但是由于缺少教學經驗而未能真正地在課堂教學中貫徹這一理念，學生的學習活躍性較差，課堂氛圍較為沉悶，學生未能真正參與到課堂教學過程中。［2］

二、高中物理教學培養學生核心素養的策略

其一是結合生活情境，內化物理規律。高中物理的公式和定理存在一定的抽象性，學生理解較為困難，為了幫助學生理解學科知識，深入思考公式定理蘊含的學科概念和規律，增加學科探究的廣度和深度，教師應深入分析物理教材，借助生活情境幫助學生理解物理規律，在深入了解的基礎上實現物理概念和規律的提煉和升華，幫助學生養成物理思維。

因課堂條件所限，教師可以積極借助信息技術的優勢營造相應的生活情境，通過直觀立體的動畫和圖片幫助學生迅速進入到情境當中。在營造情境的過程中，教師需要充分考慮學生的思維特點，將趣味性的內容融入其中，在課堂上營造積極的討論氛圍，引導學生結合情境感受進行討論，在互動中完成知識的深化吸收。［3］

以魯科版《普通高中教科書·物理》（以下簡稱“教材”）必修第一冊第四章《力與平衡》教學為例，為了幫助學生理解力的分解的含義，并能夠根據力的作用效果完成力的分解過程，教師可以充分發揮生活情境的作用，結合生活情境幫助學生觀察和思考生活中可能出現的問題，引導學生學會用物理的思維和視角看待并解決生活中的一些問題，為其今后的學習和發展打下良好的基礎。

例如，教師可以先播放兩個壯漢拔河的視頻，二人力氣相當不分勝負，但此時一名女士加入其中，并在繩子中間拉動繩子，這時教師暫停視頻，并提出問題：“同學們，你們覺得是壯漢的力氣大還是女士的力氣大呢？女士能否拉動繩子？依據是什么？”教師通過提問的方式引導學生深入觀察視頻中的內容，并在互動過程中引導學生說明所作判斷的依據。隨后，繼續播放視頻，視頻中的女士輕松地拉動了兩個壯漢，這是因為繩子作為受力的物體，在拔河中物體受到左右的拉力處于相對均衡狀態，而中間拉力明顯小于左右拉力，中間女士的拉力雖然較小，但實際上一個力的效果分解成兩個沿著繩子的拉力。學生的判斷可能符合也可能不符合實際情況，此時教師就可以將生活情境中蘊含的物理知識提取出來，實現從生活情境到物理知識的自然過渡，從生活情境中提取物理知識，引導學生思考，引導學生注意到分解力的作用。最后教師提出問題：“同學們，大家想一想，生活中還有沒有類似的經歷？”學生在猜想、思考、推理、嘗試驗證的過程中完成物理規律的總結，將物理知識與生活現象結合在一起，有助于形成科學的思維能力。［4］

其二是實驗結合理論，驗證物理猜想。清華大學宋心琦教授指出：在中學物理教學中應以幫助學生建立起牢固準確的基本物理觀念為主。這要求中學物理教學應從知識為本轉向基本物理觀念建構，在體驗和感悟中幫助學生將知識轉化為觀念，而體驗和感悟的基本形式就是物理實驗。在實驗中教師應充分轉變原有教學方法，落實學生的課堂主體地位，讓學生通過實驗的方式自主驗證理論猜想，更好地掌握所學知識，使物理教學回歸科學本質。

以魯科版物理教材第五章《牛頓運動定律》教學為例，為了幫助學生理解并掌握自由落體運動公式，教師可以先從實驗入手，提前準備好大小和材質相同的球體，學生嘗試讓兩個球體做自由落體運動，根據肉眼觀察發現二者的質量差別對物體下落速度的影響非常輕微。為了進一步研究可能會對球體最終下落速度造成影響的關鍵因素，教師還可以引導學生運用以往所學的控制變量實驗法設計實驗流程，并嘗試依照實驗結果總結規律。

由于學生的思維能力處于發展階段，因此對于實驗流程的設計不可避免地會存在不完善的情況，為了解決這一問題，教師可以將學生分為不同小組，以小組為單位設計實驗方案并完成整個驗證過程。在實驗中，教師應發揮好引導作用，對學生的實驗流程進行適當指導：

學生：物體的下落速度與物體形狀存在直接關系，我認為可以設計幾組等重但形狀不同的實驗。

教師：這個思路非常好，我們知道物體會向下掉落是因為受到了重力的影響，重力的計算公式是G=mg，總結計算過程可以發現一千克的物體自由向下掉落時的受力情況是相同的，如果物體由于受到某些因素影響導致下落速度出現差別，說明了什么呢？

學生：說明有其他力作用在物體上，降低了它的下落速度。

教師在學生設計實驗的過程中應充分發揮引導作用，適當引導以幫助學生深入思考，并能理解實驗過程中所涉及到的物理知識。在回顧所學知識內容的過程中學生形成自己的猜想和假設，利用實驗驗證自己的猜想，并結合實驗結果進行交流和反思，深化了所學知識內容。［5］

其三是小組交流學習，推動思維創新。物理知識和公式定律的推導是基于經驗事實，然后構建理想模型的抽象概括過程，教師在授課中可以充分結合這一特點，引導學生結合相應的公式定律完成反向推導，使抽象化的物理知識被重新具象化為經驗事實，并進行舉例以驗證定理的應用范圍和可行性，在逆向思維的過程中培養學生的思維能力，推動思維創新，培養學生的學科核心素養。

大多數高中階段的學生思維能力尚有待提高，且課堂氛圍對其學習積極性的影響較大，為了拓展學生的思維能力，盡可能降低從公式定律到物理知識反向推導過程的難度，教師可以在教學中采用小組合作學習模式，在學習小組中引導學生結合所學知識進行討論，在討論中不斷提出多種假設和可能，并深入思考滿足各種假設的前提條件。在組內討論結束后教師可以組織不同小組之間的比賽，讓各組展示自己的討論結果，并將討論范圍擴大到整個班級，在相互交流和競爭的過程中營造積極熱烈的討論氛圍，推動思維創新，使學生真正成為推動教學進程的主體，實現培養物理學科核心素養的目標。

以魯科版物理教材必修第一冊第三章《相互作用》教學為例，為了幫助學生深入了解重力的物理概念和計算公式，教師可以先根據學生的實際能力，將其分為不同的小組，讓每個小組當中都有能力較強和能力較弱的學生，然后教師提出問題：已知重力的求取公式為G=mg，大家結合公式思考下面的問題，重力公式有哪些作用？g值代表重力加速度，這個值是怎么求出的？g值通常情況下固定不變，在什么情況下需要考慮g值會發生改變？物體的重力是否僅與重量有關，還有哪些要素可能與物體的重力存在一定的關聯性？是否能夠舉出生活中的實例或是設計出類似的物理實驗來證明自己的說法？

接下來各個小組就可以結合問題進行討論，在討論中教師應積極鼓勵學生調動以往所學的知識，并結合生活當中的物理現象佐證自己的想法。討論中教師應注意控制時間，在學生討論結束后由每組安排一個代表，說明本小組的討論結果，然后逐步將討論從小組范圍擴大到班級，幫助學生從多個角度思考教師所提的問題，并對自己的討論結果進行分析。隨后由教師進行綜合評價，將小組學習和評價環節結合在一起，在評價中幫助學生認識到自己存在的不足，培養其思考和解決問題的能力，幫助他們找到更符合自己實際的學習方法。［6］

其四是關聯社會生活，正確看待知識。學生物理學科核心素養之一是認識科學的本質，正確把握社會和科學技術之間的關系，認識到科學技術給人們生活帶來的積極作用，以積極的態度和高度的責任感參與到物理知識的學習過程中，讓學生勇于追求真理，尊重客觀規律，造福人類社會，積極促進社會發展，踐行物理學科的育人作用。

以魯科版物理教材必修第三冊第六章《能源與可持續發展》教學為例，為了幫助學生了解到能源的儲量與重要性，認識到能源與可持續發展之間的關系，教師可以從現實生活入手，舉例說明能源的重要性，如小到家庭所用的電磁爐、電冰箱、洗衣機，大到汽車及工業生產都需要能源作為動力。目前主要能源有兩類，一類是化石燃料燃燒之后釋放的熱能，如燃油汽車發動機的運轉就是通過汽油燃燒實現的；另一類則是電能，電能看似與化石燃料相距甚遠，但電能的產生也是通過化石燃料燃燒實現的，在教學中教師可以引導學生說明化石燃料的大量使用給環境造成的危害，引導學生思考如何才能做好社會發展與能源使用之間的平衡。其后，教師可適時提出新能源發電的概念，并指出物理研究能幫助人們打破發展困境，使學生以更強烈的責任心投入到今后的物理學習中，為實現社會的和諧發展不懈努力。

綜上所述，在高中物理教學中培養學生的學科核心素養，需要教師從學生的認知能力和思維能力出發，積極改進和完善教學方法，幫助學生從多種不同的角度入手，去整合原有的知識內容，在學習中提升學生的思維能力，培養學生的核心素養，為其今后的發展打下堅實的基礎。