基于整體設計的高中物理教學中核心素養的滲透策略

周洋

近年來，隨著信息化、智能化產品的面世，越來越多的崗位開始被人工智能所取代，這一局面給教育界敲響了警鐘，越來越多的教育者開始就“培養什么樣的學生才能更好地融入這個高度數字化的社會”而陷入思考。核心素養給廣大教育者帶來了啟示，在高度信息化的今天，綜合能力出色、保有終身學習心態才是人才培養的方向。

一、物理核心素養的內涵

核心素養是在課程標準的基礎上，對學科能力培養目標的集中化。在高中階段，物理學科的核心素養主要涵蓋物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任四大板塊。物理觀念是指要培養學生從物理學科的視角認識世界，其中涵蓋物理概念的建立、物理規律的理解和自然現象的解讀等；科學思維是指通過物理學習，能使學生以嚴謹、科學的態度進行物理學習，摒棄“經驗論”“感覺思維”等方式，學會用物理模型理解世界；實驗探究即必要的物理實驗，使學生經歷動手、動腦的過程，探尋物理知識和規律；科學態度與責任則是學生在物理學習中形成的內在涵養。

二、基于整體設計教學理念下高中物理教學中核心素養的滲透意義

核心素養對學生的影響不是碎片式的，而是系統化、整體性的，它們之間不是毫無關聯的獨立存在，而是有機組合的一體。所以在學科教學中，滲透核心素養要基于教師對教學的整體化設計。核心素養的滲透更能體現學科教學的價值，在以往“分數論”的教學模式下，很多學生被動學習，他們不知為何而學，對知識的吸收也是囫圇吞棗。滲透核心素養的物理課堂更有靈魂，它能幫助學生找到學習的意義，煥發學生的學習熱情和內在學習動力，使得學習效果更好。此外，核心素養的培養最終是為發展而服務的，核心素養是對學生的內在影響，它不同于某一次或某一階段的考試成績，核心素養是學生持續學習和進步的資本，它為學生的成長提供保障，也給學生的未來指明方向。總之，在整體設計理念下，核心素養的滲透使得高中物理課堂更加具體和完整。

三、高中物理教學中核心素養的滲透策略

（一）基于生活主線，樹立物理觀念

教學設計的結果應該是一個完整的教育系統，其中應包含背景介紹、知識講授、實際運用、鞏固鍛煉、點評反思、鞏固提升等一系列環節。整體性教學設計是符合新時代教育觀的教學設計方法，也是更加科學有效的教學過程。教師在進行課程設計時，要多聯系實際生活，以生活為主線，幫助學生找準學習角度、樹立正確的物理學習觀念。

以魯科版高中物理必修一第二章第一節“速度變化規律”為例。本章內容是基于勻變速直線運動這一大背景而展開的，本節是從“速度”入手初步認識勻變速直線運動。運動和速度是學生在日常生活中所熟知的內容，且在初中階段已經初步學習過運動相關的知識，所以在進行本節的教學時，教師可從生活現象入手，先引起學生的共鳴，再引導學生從物理學科角度剖析現象。教師先給出民航客機勻速平飛時和加速起飛時的視頻。教師：“同學們，通過剛剛兩個視頻的觀看，大家發現區別了嗎？”學生1：“第一個視頻中飛機是水平飛行，而且目測是勻速。”學生2：“第二個視頻中飛機正處于起飛階段，所以它肯定不是勻速運動。”教師：“同學們的觀察很細致，第一個視頻中飛機勻速直線運動的狀態是大家在初中階段研究過的，但同學們有沒有觀察過生活中物體的運動？它們都做勻速直線運動嗎？”教師再給出實際生活中的交通視頻片段。學生：“絕大多數情況都不是勻速直線運動，有變速的，還有不走直線的。”教師：“對，所以我們今天再認識一種運動——勻變速直線運動，大家能不能說一說你覺得什么樣的運動可以叫做勻變速直線運動？”學生3：“首先軌跡也得是直線。”學生4：“勻速直線運動是速度不變的運動，所以‘勻變速就是指速度均勻變化的運動吧。”……在本節的教學中，教師以生活現象為背景，將學生的觀察角度從生活拉向物理，使學生逐步建立物理觀念。

（二）連接系統問題，增強科學思維

高中物理課程包含運動學、動力學、電磁學等內容，每部分內容都包含很多章節，如果不將這些章節串聯起來，單一學習，學生的學習效果會大打折扣。教師應注重整體性教學，課程中不僅要講授當堂課的知識，還要做到聯系實際、聯系知識背后的時代背景，聯系前面所學的內容，幫助學生增強科學思維。

以魯科版高中物理必修一第四章“力與平衡”為例。這一章涉及三節內容，分別是力的合成、力的分解和共點力的平衡，三節內容層層遞進，搭建出完整的高中“力”的處理思維。在進行這一章的教學時，教師可通過連續性的設問，引導學生主動探究，并建立各節內容之間的聯系。在第一節“科學探究：力的合成”教學中，教師可借助“不在同一直線上二力合成，當二力的大小不變時，合力的大小和二力夾角之間存在什么樣的關系？”這一問題，來引導學生探尋“合力隨分力間夾角的變化情況”。在第二節“力的分解”教學時，教師可利用“不做任何要求，力的分解有多少種可能性？”，來幫助學生建立力的合成與分解之間的聯系。在第三節“共點力的平衡”部分，教師提出“當三力平衡時，都滿足哪些條件”，促使學生建立共點力平衡的物理模型。在本章的教學設計中，教師著眼于整章教學，通過設計不斷深入的啟發式疑問，引導學生逐步建立起科學思維模式。

（三）統籌實驗內容，促進實驗探究

與初中物理相比較，高中物理的實驗探究內容會更多，難度也會更大，因此教師在進行物理實驗課程設計時，一定要統籌實驗內容。高中物理知識大多是對生活中復雜現象的解釋和驗證，因此很多實驗過程較為煩瑣，學生在進行實驗時容易忽略一些步驟，難以進行下去。物理教師應幫助學生梳理實驗思路、理解實驗流程、洞察實驗過程中出現的問題，并帶領學生進行實驗總結和反思，提升實驗探究能力。

以魯科版高中物理必修一第五章第五節“超重和失重”為例。這一節是整個第五章也是整本書的結尾，是對整冊書內容的綜合運用，“超重和失重”現象在學生的日常生活中很少被提及，但他們其實是有親身感受的，所以在進行這一節的教學時，教師可組織學生進行課堂實驗，來促進學生對現象的認識。在教師向學生初步介紹了超重和失重的概念后，為加深學生對概念的理解，可先組織學生進行一個小實驗：A站在體重秤上，待示數穩定后突然下蹲，B觀察這一過程中體重秤示數變化；B蹲在體重秤上，待示數穩定后突然站起，A觀察示數變化。學生B：“在A同學突然下蹲時，體重秤的示數變小了。”學生A：“在B同學突然站起時，體重秤的示數變大了。”教師：“這就是神奇的超重和失重現象，接下來我們進行一個探究實驗，以小組為單位，每組派一名學生來講臺領取實驗儀器（彈簧測力計、鉤碼和紙帶，如圖1）。”教師給出探究要求：“想辦法利用剛剛發放的工具，把紙帶弄斷，并分析出為什么紙帶會斷，可以從受力分析的角度考慮。”學生投身實驗，直接想到利用“超重”來使紙帶受力不平衡而斷裂，并給出了受力分析圖（如圖2）。

在本節的教學中，教師以課堂小實驗來幫助學生理解物理概念，在此基礎上為使學生得到更確切的認識，組織學生展開分組實驗，并附上分析過程，將物理實驗完美融入知識講解的環節當中去，幫助學生養成“以實驗輔知識，用規律結實驗”的物理探究思維。

（四）提煉人文背景，培養科學態度

高中物理不僅僅是物理教材中的定義或公式的記憶運用那么簡單，這些知識是一代又一代科學家不斷探索、總結最終得出的自然哲學。除了知識本身，這些知識背后的故事同樣充滿教育意義，也是物理課程不可或缺的組成部分。整體性教學設計背景下，學生不僅要掌握物理知識，更要了解人文背景，以培養學生科學嚴謹的學習態度，全面提升物理綜合素養。

以魯科版高中物理必修一第五章第一節“牛頓第一運動定律”為例。教材中以“跨時空對話”的方式將物理學史上三位智者關于“力與運動的關系”的觀點進行了展現，“牛頓第一運動定律”知識其實學生在初中階段已經接觸并學習過，但由于物理學史的部分不是中考的考查重點，所以大部分學生對這一內容印象較淺，但實際上這看似“無用”的物理學史知識對學生的物理學習有著深遠的影響。因此，在進行這一節的教學時，教師一定要進行這段物理學史的介紹。教師：“同學們，大家對‘牛頓第一定律還有印象嗎？”學生表示有印象，甚至有學生說出了其內容。教師：“其實在牛頓第一定律之前，還有很多物理學家研究過力和運動之間的關系，今天我們就來看一看在牛頓之前，都有哪些人發表了什么樣的觀點。”教師組織學生研讀教材109頁“跨時空對話”和110頁的內容，并組織學生用自己的語言說一說這些物理學家的觀察角度以及有哪些值得借鑒的地方。在本節的教學中，教師充分利用這一段物理學史知識背景，使學生明白物理知識的科學性和嚴謹性。

總之，在高中物理的教學中，教師要從更高處著手進行教學設計，摒棄應試思想，切實為培養學生而服務，將學科素養融進課堂教學當中，在優化課堂教學的同時，也使學生認識到物理學科的更多面，體會物理學習的魅力，享受習得物理知識的成就感，打造新時代的高中物理課堂。