淺談潮陽(yáng)區(qū)農(nóng)村高中基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)

劉奕就

一、物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出和背景

2017年教育部制定的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。

可以這樣理解，物理學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)代學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程所形成的特殊品格和能力，而這種特殊品格和能力有利于社會(huì)的發(fā)展和個(gè)人的發(fā)展，我們可以通過(guò)學(xué)校物理課堂教學(xué)、課后教育，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、潮陽(yáng)農(nóng)村高中基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀分析

我們汕頭市潮陽(yáng)區(qū)農(nóng)村高中，基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀怎樣？如何才能培養(yǎng)好農(nóng)村高中生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)？針對(duì)這些問(wèn)題，我們對(duì)潮陽(yáng)區(qū)各個(gè)高中，特別是農(nóng)村高中進(jìn)行了抽樣調(diào)查。

調(diào)查結(jié)果顯示，很多教師有關(guān)注對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的問(wèn)題。83.33%的教師基本了解物理學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)和三維目標(biāo)之間的聯(lián)系，46.3%的教師經(jīng)常在教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)作為指導(dǎo)，61.11%的教師經(jīng)常關(guān)注和討論學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法，但只有27.78%的教師在備課中把如何落實(shí)核心素養(yǎng)當(dāng)成核心問(wèn)題來(lái)看待，只有20.37%的教師做到在物理課堂教學(xué)中把提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)當(dāng)作最主要的目的。教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師們大都是根據(jù)課標(biāo)、教參、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情進(jìn)行設(shè)計(jì)，但59.26%的教師困惑于沒(méi)有突破重點(diǎn)難點(diǎn)的好方法。在提升教學(xué)水平方面，37.04%的教師認(rèn)為沒(méi)有充分的時(shí)間，38.89%的教師認(rèn)為缺乏改進(jìn)的方法和途徑。

由此反映出，我們基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)相對(duì)薄弱，部分教師仍過(guò)多地采用題海戰(zhàn)術(shù)、“填鴨式”教學(xué)等教學(xué)方式，有的教師甚至學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，教學(xué)積極性不高。這很難讓學(xué)生學(xué)好物理，很難讓學(xué)生具備良好的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。這值得我們注意，并思考行之有效的物理教學(xué)方法和培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效策略。

三、基于核心素養(yǎng)物理教學(xué)的有效策略

作為農(nóng)村高中的物理教育工作者，在農(nóng)村高中學(xué)校，教學(xué)硬件設(shè)施普遍比較落后、教學(xué)觀念相對(duì)滯后的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，我們?nèi)绾尾拍茏龅接y而上、克服困難，在日常教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)高中生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)？我想可以從以下幾個(gè)方面著手努力：

1. 從解決生活實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念

物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念、能量觀念等要素。其實(shí)就是物理基本概念、基本規(guī)律的進(jìn)一步提升，利用物理規(guī)律來(lái)解釋自然現(xiàn)象和生活實(shí)際問(wèn)題。

很多學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)高中物理時(shí)會(huì)覺(jué)得高中物理比初中物理更難學(xué)、更加復(fù)雜。確實(shí)，高中物理概念和物理規(guī)律相對(duì)于初中物理更加抽象，掌握一個(gè)新物理概念和物理規(guī)律需要花更多時(shí)間，不能簡(jiǎn)單地靠死記硬背的方法來(lái)掌握物理觀念。事實(shí)上，這里已經(jīng)涉及到了一個(gè)初中物理與高中物理知識(shí)點(diǎn)銜接不充分的問(wèn)題，高中物理更加注重概念的理解，注重規(guī)律的邏輯思維過(guò)程。在沒(méi)有合適學(xué)習(xí)方法的情況下學(xué)習(xí)物理，學(xué)生自然會(huì)覺(jué)得高中物理枯燥無(wú)味。當(dāng)然方法總比困難多一點(diǎn)，我們可以把解決生活實(shí)際問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn)，在生活實(shí)際問(wèn)題中引入物理基本概念和物理規(guī)律。

比如在講解運(yùn)動(dòng)的描述中引入物理新概念：“質(zhì)點(diǎn)”，人教版物理教材必修第一冊(cè)中的表述為：在某些情況下，確實(shí)可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。

學(xué)生之前并沒(méi)接觸過(guò)這個(gè)名詞會(huì)覺(jué)得很陌生，如果只是單純地從表述中來(lái)理解質(zhì)點(diǎn)，確實(shí)很抽象?？扇绻覀円越鉀Q生活實(shí)際問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn)來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)物理概念，效果就不一樣了。例如：如何描述足球在足球場(chǎng)中滾動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡？如何描述小鳥(niǎo)拍打翅膀在樹(shù)林里飛行時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡？學(xué)生通過(guò)思考會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，描述足球和小鳥(niǎo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以直接忽略它們的形狀和大小，把它們看成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)。

2. 鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新，培養(yǎng)科學(xué)思維

“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。

大膽質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新能讓學(xué)生對(duì)生活中的物理問(wèn)題進(jìn)行發(fā)散性思考，從不同角度思考解決問(wèn)題的方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的必要因素。比如在《自由落體運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中，探究物體下落快慢程度跟物體輕、重的關(guān)系。

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，大部分同學(xué)會(huì)誤認(rèn)為重的物體下落得快。課堂上我們可以鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所探究的問(wèn)題提出大膽的猜想和質(zhì)疑，如果有學(xué)生對(duì)已有的認(rèn)識(shí)提出疑問(wèn)，我們可以順?biāo)浦?，鼓?lì)學(xué)生對(duì)自己的疑問(wèn)做出合理的推理和設(shè)想，根據(jù)設(shè)想創(chuàng)設(shè)小實(shí)驗(yàn)，推理論證，最終證明自己的觀點(diǎn)。比方說(shuō)鼓勵(lì)學(xué)生借助光盤(pán)、紙張等簡(jiǎn)單的生活物品開(kāi)展小實(shí)驗(yàn)，并推理論證。

論證1：是否重的物體一定下落得快？

鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論證，可以分別拿著光盤(pán)和面積一樣的紙張，把紙張揉成小紙團(tuán)，這樣并不影響紙張的重量，只是表面積變小了，如果同時(shí)把它們從距離講臺(tái)相同高度落下，是不是依然重的光盤(pán)下落得快呢？通過(guò)測(cè)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)輕的物體下落得快。

論證2：是否輕的物體一定下落得快？

在教師的鼓勵(lì)下，學(xué)生可以設(shè)計(jì)論證過(guò)程，如果剛才的結(jié)論在任何情況下都能成立，說(shuō)明分別將光盤(pán)和面積一樣的紙張（不揉成紙團(tuán)）水平放置，同時(shí)把它們從距離講臺(tái)相同的高度落下，輕的紙張要先著地。那么通過(guò)測(cè)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)重的物體下落得快。

論證3：是否輕重相同的物體一定下落得一樣快？

同樣可以讓學(xué)生設(shè)想：將一張紙張和另一張揉捏成紙團(tuán)的相同紙張同時(shí)從距離講臺(tái)相同高度落下，實(shí)際測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)輕重相同的物體下落快慢也不一定相同。

通過(guò)以上三個(gè)大膽而創(chuàng)新的推理論證，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)論并不是原先想的那么簡(jiǎn)單。歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)：物體下落的快慢程度跟物體的輕重沒(méi)有必然的關(guān)系！因此，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，能讓學(xué)生更具有建構(gòu)模型的能力，在實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中抽象出物理模型，并運(yùn)用科學(xué)思維方法對(duì)物理實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)推理、歸納總結(jié)，培養(yǎng)科學(xué)思維。

3. 引導(dǎo)學(xué)生深入實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究

物理學(xué)科注重實(shí)驗(yàn)操作，物理規(guī)律來(lái)源于生活實(shí)踐，當(dāng)然可以通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。在物理教學(xué)中我們可以潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)物理規(guī)律親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、最終驗(yàn)證或得出物理規(guī)律。往往我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，就在學(xué)生親身融入物理規(guī)律的探究過(guò)程中時(shí)常有一些不尋常的問(wèn)題出現(xiàn)，帶著好奇和疑問(wèn)學(xué)生可以對(duì)實(shí)驗(yàn)操作做進(jìn)一步調(diào)整，提出合理假設(shè)，探尋新方案和新方法，做更深入的探究。利用新方案和新方法獲取證據(jù)和信息，最終解釋新問(wèn)題，通過(guò)提出疑問(wèn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、交流歸納等一系列環(huán)節(jié)來(lái)激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。

例如在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，當(dāng)小車(chē)總質(zhì)量M保持不變，探究加速度a與合外力F關(guān)系時(shí)，學(xué)生通過(guò)改變定滑輪下方鉤碼質(zhì)量m來(lái)得到小車(chē)不同的合外力F，其中有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)畫(huà)出來(lái)的a-F圖像如圖2所示，后面會(huì)出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象，這是為什么呢？這會(huì)引起學(xué)生注意和好奇，因?yàn)檫@一現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)反應(yīng)，但結(jié)論卻是與課本描述的物理規(guī)律不一致。課本的描述是，當(dāng)小車(chē)總質(zhì)量不變時(shí)，加速度a與合外力F成正比，說(shuō)明圖像應(yīng)該是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。這個(gè)時(shí)候我們可以抓住機(jī)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生提出猜想：會(huì)不會(huì)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中所掛鉤碼的質(zhì)量m沒(méi)有達(dá)到遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量M的條件造成的？

為了驗(yàn)證這一猜想可以鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。例如學(xué)生提出圖3所示操作：在小車(chē)前通過(guò)細(xì)線連接著小沙桶，而不是鉤碼。小車(chē)上固定一個(gè)容器，容器里有沙子，我們可以根據(jù)需要從小車(chē)上的容器中取出適量沙子放入沙桶中，把沙桶加上小車(chē)和沙子看成一個(gè)整體M。把變化后沙桶和沙子的總重力mg當(dāng)作整體M所受到的合外力F，沙桶中的沙子來(lái)源于小車(chē)，保證整體的質(zhì)量M不變。加速度a由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算得出，以合力F為橫軸，加速度a為縱軸，畫(huà)出a-F圖象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象就是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，從而驗(yàn)證物理規(guī)律。

可見(jiàn)開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，可以讓學(xué)生感受實(shí)踐的快樂(lè)，體驗(yàn)實(shí)踐探究的珍貴，增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)可，培養(yǎng)了科學(xué)探究素養(yǎng)。

4. 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

眾所周知，物理學(xué)是基于人類(lèi)有意識(shí)的探究而形成的對(duì)自然視象的描述與解釋，物理規(guī)律需要通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，我們可以在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求他們做到嚴(yán)謹(jǐn)操作、科學(xué)取證，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。同時(shí)，學(xué)習(xí)物理時(shí)也需要時(shí)常與社會(huì)發(fā)展、科技前沿相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

當(dāng)然了，實(shí)現(xiàn)科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感離不開(kāi)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的好奇心和強(qiáng)烈的求知欲，我們有義務(wù)和責(zé)任通過(guò)課堂教學(xué)、課后引導(dǎo)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生對(duì)物理本身產(chǎn)生興趣，能使學(xué)習(xí)過(guò)程活躍起來(lái)，達(dá)到主動(dòng)獲取知識(shí)、求知欲旺盛的狀態(tài)。在教學(xué)中我們通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)生活，聯(lián)系科技發(fā)展，讓學(xué)生從這些感興趣的領(lǐng)域當(dāng)中點(diǎn)燃學(xué)習(xí)物理的熱情。比方說(shuō)同學(xué)們關(guān)注的中國(guó)載人飛船成功飛上太空，宇航員在太空給同學(xué)們開(kāi)課這一具有歷史意義的事件。

2022年3月23日下午，宇航員王亞平給同學(xué)們開(kāi)講了“天宮課堂”。其中有一個(gè)小實(shí)驗(yàn)是這樣的：王教師將各自附著有小水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開(kāi)，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。其實(shí)在太空中繞地球穩(wěn)定飛行的空間站就是一個(gè)微重力環(huán)境，這一實(shí)驗(yàn)展示了在這個(gè)特殊的環(huán)境下液體表面張力的明顯特性?！八畼颉北砻鎸铀肿又g的相互作用力中引力大于斥力，對(duì)外表現(xiàn)出來(lái)的是引力。在幾乎沒(méi)有重力影響的情況下表面張力表現(xiàn)得尤為突出，所以出現(xiàn)了“水橋”的奇觀，當(dāng)王亞平放開(kāi)雙手時(shí)，液體表面張力又發(fā)揮了它的主要作用，使得兩板吸引到了一起。通過(guò)觀察這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們會(huì)帶著更大的熱情來(lái)學(xué)習(xí)物理，不僅能達(dá)到更好的教學(xué)效果，也能讓學(xué)生更加熱愛(ài)科學(xué)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

通過(guò)以上分析表明：我們物理教師要深刻理解物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，通過(guò)理論學(xué)習(xí)不斷武裝自己，嚴(yán)格要求自己，提升教學(xué)理念。為了改善潮陽(yáng)區(qū)農(nóng)村高中基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)現(xiàn)狀，我們可以從多方面來(lái)努力：從解決生活實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念;鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新，培養(yǎng)科學(xué)思維;引導(dǎo)學(xué)生深入實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究;激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。