注重學以致用 培養核心素養

何匯川 王曉璐

(貴州師范大學物理與電子科學學院，貴州 貴陽 550025)

在物理教學中知識的應用是不可或缺的重要環節，知識應用對知識的鞏固、理解有著重要作用，大多數教師都是通過習題課達到使學生應用知識、復習知識的目的。《普通高中物理課程標準(2017年版)》指出:學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。[1]顯然物理學科核心素養的培養已經成為物理課程目標，所以物理知識的綜合應用也應該不斷創新，引導學生將自己所學的物理知識應用于實際問題的解決，為物理學科核心素養的培養發揮更大的作用。

1 在課堂教學中布置物理小制作任務

教師在完成了知識的教學與總結之后，需要引導學生應用知識解決問題。在傳統的物理教學中，教師通常會給出與所學知識相關的習題，讓學生解答以達到使學生應用知識的目的。針對這一環節，為培養學生的核心素養，可以增加學生動手操作、運用知識自主探究的機會，開展課堂小制作等活動。在單元總結復習的課堂上，教師同樣可以推出綜合應用這一章知識的小制作。

在物理知識應用環節進行課堂小制作，有利于學生深入理解知識，學生在制作過程中可積累感性認識，形成物理觀念。同樣在制作過程中，學生通過對制作中出現的實際問題解決、自主思考與探究，可培養學生的科學探究能力。

案例一：在“法拉第電磁感應定律”的教學中，學生學習了導體切割磁感線產生動生電動勢的知識，教師可以提供器材，引導學生制作“人力小電燈”，學生利用磁鐵產生磁場，連接電路，運用電磁感應知識，由人提供動力使導體棒切割磁感線產生感應電流，從而點亮小燈泡。在小燈泡被點亮的瞬間，學生將會受到鼓舞，學生對于物理學的學習熱情將會進一步得到激發，同時在實際制作過程中，學生通過解決制作過程中遇到的問題，培養了他們的科學探究能力。在制作完成后，教師可以提出如下問題，引導學生討論、交流。

師:在使“人力小電燈”發光的過程中經歷了怎樣的能量轉化？

生:由機械能轉化為內能和光能。

在此問題中，通過提問，使學生再次回顧制作過程，初步形成能量觀念。

師:如果點亮的不只是這一只小燈泡，而是千家萬戶的燈泡，那人力提供的機械能還夠用嗎？應該怎么辦呢？

生:不夠用，如果需要大量電能，可以用水力或風力代替人力。

師:利用水力和風力發電有什么優勢呢？

生:利用水力與風力發電可保護環境，而且水能和風能是可再生能源。

通過這些問題，使學生認識到科學、技術、社會、環境之間的關系，培養了學生的科學態度與責任。在物理教學中開展小制作活動，不僅能培養學生的創新思維、創造能力，還能使學生靈活運用物理知識。[2]

2 通過課外活動豐富學生的知識應用

物理知識的應用不應局限于課堂之中，課外活動、物理設計創新賽等同樣可以給學生運用物理知識的機會，有效培養學生的物理學科核心素養。

2.1 課外活動

將對于一節課知識的應用，可擴展為對學生已有物理知識的綜合應用，更能有效地培養學生對于物理的學習興趣，同時也有利于自身知識體系的進一步梳理與整合。在教學安排中，教師可以引導學生參與課外活動，以實踐為載體，促成學生物理觀念的凝練、科學思維的養成、實驗探究能力的提升和科學態度與責任的形成，這是物理教學的改進思路之一。[3]通過活動可以激發學生學習興趣，深化學生對知識的理解，培養學生的核心素養。在學校科技展館中放置物理模型，播放解釋其物理原理的視頻。此外，劃定特定區域，提供器材，供學生進行物理小制作，同時配備指導教師，為學生提供指導，保證學生的操作安全。學生通過觀察模型與觀看視頻，眼前的學習內容與自己腦海中的物理知識形成共鳴，激發了他們運用物理知識動手制作的興趣。學生通過動手制作，運用相關物理知識解決制作中遇到的實際問題，可加深他們對相關知識的理解。這一過程提高了學生的動手能力，更重要的是在該過程中學生積累了大量的感性認識，有利于核心素養培養目標的落實。

案例二：在科技館內擺放蒸汽機模型，同時播放蒸汽機的歷史介紹和原理講解。學生觀看了模型和原理視頻之后，再提供場地與器材，供學生自己動手制作簡易的蒸汽機，蒸汽機工作需要的內能可以由酒精燈提供，氣缸可以用易拉罐代替，傳動裝置和活塞可以用注射器和鋼絲改裝代替，飛輪用光盤代替，底座可以用木塊粘合而成。在教師的指導下，學生組成小組，運用物理知識進行簡易蒸汽機的組裝與試驗。一方面，試驗的成功直接給予學生以鼓勵，使學生對于物理的學習興趣得到進一步激發；另一方面，學生直觀地體驗了內能轉化為機械能的過程，對于能量轉化積累了新的感性認識，有利于學生能量觀念的形成。

2.2 物理創新設計大賽

可以由學校主辦“科學創新節”，在各個年級中分別開展“物理創新設計大賽”，旨在讓學生聯系生活實際，學以致用，將學到的物理知識與生活實際聯系起來，進行創新設計，把知識應用、環保等作為重要的評價內容。由教師指導，各個班級先進行內部評選，之后進行校級評選。這種方式將會在全校范圍內營造出創新的氛圍，學生的創新潛能會被極大地激發出來。學生基于所學物理知識，聯系生活實際，進行設計制作，根據大賽主題，自主選擇設計方向，制定方案、自主制作、解決實際問題。在這個過程中，提高了學生綜合運用知識的能力，培養了學生的創新意識，利用生活中隨處可見的塑料瓶、吸管、氣球等物品進行制作，增強了學生的環保意識，提高了他們的動手能力。同時，通過活動的體驗，學生深化了對物理知識的理解，對其物理觀念的形成、科學探究能力的培養會起到很大作用。以“學以致用”為大賽要旨，以設計的作品可應用于社會為目標，也將對學生科學態度與責任的養成起到很大作用。

案例三：在教師的指導下，學生運用“溫度和溫標”的知識，利用小玻璃瓶、橡皮塞、墨水與吸管制作溫度計,將它放在教室內顯示溫度，在制作溫度計的時候，學生應用了“熱脹冷縮”“冰水混合物的溫度為零攝氏度”“沸水溫度為一百攝氏度”等物理規律與知識。

案例四：有學生覺得夏天教室內十分炎熱，影響大家學習，在任課教師的指導下，學生決定組裝太陽能電風扇為教室降溫，在項目設計與組裝制作中，學生利用頭腦中電路的相關知識解決實際問題，在這一過程中學生對能量轉化也能夠積累更多的感性認識，培養了他們能量觀念。在教師的指導下，學生制作的目的都是為了服務老師和同學，同時所用的器材考慮到了廢物利用，所利用的能源也是優先考慮環保的、清潔的能源，以在此過程中也培養了學生的科學態度與責任。

3 結語

物理知識的綜合應用對于學生核心素養的培養至關重要，學生在動手制作等過程中，對相關物理知識進行了回顧、梳理，加深了理解，在解決實際問題的過程中體驗了科學探究過程。動手制作是培養學生核心素養的有效路徑，教師應注意在知識應用環節增加學生動手制作的機會，讓學生在實際的問題情境中，自主思考、動手制作，增加感性認識，提高學生的物理學科核心素養。