从趣味控制变量法谈物理核心素养

摘 要：新课程改革已进入深水区，传统的以三维目标为核心的课程评价体系逐渐向以适应个人终身发展、满足社会需求为主体的核心素养转化.物理学科应培养学生具有“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”和“科学态度与责任”的核心素养，当学生具有了这样的必备品格将在长期的社会生活中科学解决问题，比如控制变量法在生活中的灵活运用就是物理核心素养的体现.

关键词：控制变量；核心素养；科学探究

1 控制变量法

物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用于各种科学探索和科学实验研究之中.例如探究实验：探究力与运动的关系；探究影响滑动摩擦力大小的因素；探究影响金属电阻率的因素；探究探究影响动能大小的因素；探究影响重力势能大小的因素；验证欧姆定律等实验.

2 生活中的趣味控制变量法

案例一 平时人们去买衣服主要关注衣服的款型、大小和价格.当我们走进玲琅满目的商场，首先会从众多款型中挑选出自己心仪的衣服，这时候售货员会挑选出各种尺码给我们试穿，选中适合自己的衣服后，考虑到价格因素，人们还会到其他柜台或其他商场去比较价格，最终选择到自己喜欢的款型，合适的尺码，便宜的价格的衣服.

案例二 去饭店就餐，点了一份活血辣子鸡，吃起来总觉得味道不新鲜，与店主理论也说不清.无奈之下一食客进厨房，点了一只活鸡，当面看着厨师宰杀，使用相同的佐料和食材，采用相同的烹饪方法和时间.一会儿功夫，第二盆辣子鸡端上桌来，尝后鲜不绝口，店主不得不承认原来那盆菜的食材不够新鲜.

案例一是控制款型、尺码来比较价格，案例二是控制烹饪方法和时间，通过比较口感来反推食材是否新鲜，这就是生活中的控制变量法.问题来了，控制变量法是从哪学来的？其实是在物理课堂上学来的一种研究方法，是物理学科培养出来的核心素养.

3 物理核心素养

素养区别于素质，素质在《辞海》中注解有三种：（1）人的生理上原来的特点；（2）事物本来的性质；（3）完成某种活动所必需的基本条件.《360百科》中素质本来含义是指有机体与生俱来的生理解剖特点，即生理学上所说的“遗传素质”，它是人的能力发展的自然前提和基础.由此可见素质偏向与先天有关，不是与教育相关.什么是素养，素养是由训练和实践而获得的技巧或能力——与教育相关.素养是指一个人的修养，从广义上讲，包括道德品质、外表形象、知识水平与能力等各个方面.而核心素养（Key Competencies）是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.综合表现为9大素养：社会责任；国家认同；国际理解；人文底蕴；科学精神；审美情趣；身心健康；学会学习；实践创新.

学生在高中学习阶段，学校教育应该培养学生物理的核心素养是什么？学生在接受高中物理教育过程中逐步形成的，适应个人终身学习和社会发展所需要的科学基础知识、关键能力、科学情感、态度、价值观等方面的表现，是学生通过物理学习集中体现的带有物理特征的品质.正因为这样，按学生素养发展的自然属性，分为物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个维度：（1）“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础；（2）“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程，是分析综合、推理论证等方法的内化，是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品质；（3）“科學探究”是指提出科学问题、形成猜测和假设，设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力；（4）“科学态度与责任”是指在认识科学本质、理解科学、技术、社会和环境的基础上，逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感.

物理教学最本质、最核心的追求是培养学生物理核心素养，对物理核心素养认识及对学生核心素养培养的策略，是一个不断深入的过程.我们应不断地探索、思考、实践，渗透思想方法，加强科学方法的教育.比如理想模型、理想实验、外推法、比值定义法、控制变量法、微元法、图象法、等效替代法、类比法、放大法、猜想假设法、平均思想法、整体隔离法、临界问题分析法、对称法、寻找守恒法等，将这些方法渗透于教学之中，内化为学生行为习惯和处事哲学.前文中的两个趣味控制变量法案例，就是当学生学会物理之后，渗透在生活中的科学思维和科学探究精神，这正是教学物理的初衷.

当学生通过学习物理具备了“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”和“科学态度与责任”这四个维度的核心素养，将能适应个人终身发展和社会发展需要.

参考文献：

[1]曹义才.基于核心素养导向的中学物理课堂教学——观福建省物理青年教师教学大赛有感[J].物理教师，2016（11）30-33.

[2]陈坤.印晓明.“探究电磁感应现象的产生条件”教学片段的设计及反思——基于物理核心素养导向[J].物理教师，2016（11）27-29.

[3]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J]. 中学物理. 2016（03）1-2.

[4]廖启海.张永才. “验证机械能守恒定律”实验创新设计[J].湖南中学物理.2016（08）42.

[5]张永才. 关于旧电池对欧姆表的误差分析[J].物理教学探讨.2014（02）56-57.