核心素养视野下的物理教学探析

孙娟

摘 要：基于核心素养的物理教学要有有效的“环境”：和谐的师生、生生关系。要有有效的教学策略：有效的教学方式，必备品格的渗透，物理科学方法的教学，解决问题能力的培养，自学能力的养成等。期望通过长期循序渐进的坚持，达到提高学生的核心素质，发展学生终身学习的能力，促进学生不断发展的目的。

关键词：素养；科学方法；原始问题；终身发展

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0023-3

1 物理核心素养概念的界定

2015年10月教育部下发了《普通高中物理课程标准修订稿》内部征求意见稿，在征求意见稿中提出：物理核心素养是学生在接受物理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，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生物理核心素养的关键成分，主要由“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成[1]。

2 构建和谐的师生、生生关系

基于核心素养的有效的物理教学要求发挥学生的主观能动性，让学生在自主探究、深入思考、深层交流探讨中，顺利地把新知识与新方法纳入到自己原有的体系中。这就要求构建平等和谐的师生、生生关系，从而保证课堂宽松且有序，让学生掌握新知识与新方法的同时，也学会尊重他人，形成积极的人生态度与情感体验。

3 基于核心素养导向的物理教学策略

3.1 设计有效的教學方式

课堂是培养学生核心素养的主阵地。要有效地推动基于核心素养的教学改革，就要保证课堂教学方式的有效性。有效，是指教学方式能有效地突破教材重难点，同时能促进学生的发展。以实验探究教学为例。设计实验方案时，要鼓励发散思维，创新思维，同时确保学生真实地思考、交流；实验时，要做到合理分工，保证每一位学生都能带着任务、伴着思考分工合作，有效实验；评估时，让学生真实地反馈实验现象与猜想或现实的差距，并让学生认真思考提出方案进行修正或改进实验等。不论采取何种教学方式，都要确保全员全程真实地参与，让学生自己产生问题而不是教师提出问题，从而提高学生的思维品质，教会学生学习的方法，体现“以学生发展为本”的新课程改革的核心指导思想，切不可为教学形式而形式。

3.2 渗透价值的引领，培养必备的品格

价值观是人心灵的风向标。一个人如果不知道什么是有价值的，什么是值得追求、坚守、效仿的，他必会误入歧途，人的素养就会有根本的缺陷。可见价值观教育的重要性。物理教材中价值目标可以从两个方面挖掘。一是物理学史。如开普勒质疑与导师第谷8'的角度误差，经过4年多刻苦的计算，发现了开普勒的三个定律，推动了对天体动力学问题的研究。开普勒严谨的科学态度，实事求是的科学精神，不迷信权威、敢于质疑的批判精神，在不平坦的科学道路上执着追求真理的敬业精神，都是值得后人学习的。二是科学内容本身也有价值目标。如第一类永动机违反了能量守恒定律而无法制造成功，如力的作用是相互的等，都渗透着深刻的人生观、价值观的教育。物理学科中蕴含着具体丰富、不尽相同的价值内容及形态。教师要善于挖掘教学内容中内隐的价值因素，在教学中渗透价值观的引领，促进学生形成健康的人生态度，培养学生必备的品格。

3.3 注重物理科学方法的教学，培养学科素养

物理科学方法的教育内容主要包括三部分：思维方法、物理方法和科学方法观。思维方法主要包括抽象、概括、推理、比较、分析、综合等方法。物理方法是物理知识建构中特有的方法，如比值定义法、理想模型法、整体法、隔离法等[2]。

科学方法是物理核心素养的主要要素之一，支配着知识的获取和应用，实现知识体系建构与智力发展之间的平行和同步，能有效地提高学生的科学素养，是学生离开学校后学习与工作最有力的工具。科学方法更是促进了科技的发展、人类的进步。如伽利略通过理想实验法推翻了统治人们一千多年的亚里士多德的关于力与运动的错误理论，推动了物理学的发展。因此，掌握科学方法比掌握具体的物理知识更具有长远的意义。

科学方法的掌握要通过训练才能得到强化。教师不能直接将物理概念或规律等告知学生，而要将物理知识与科学方法相结合，让物理知识运用恰当的科学方法合乎逻辑地归纳得出，促进学生思维的发展，培养学生终身学习的能力。下面均以“密度”为例，探讨如何贯彻科学方法的教学。

首先，创设情景引发思维动机。只有调动了学生的内在因素，思维发展才有了不竭的动力。在学生利用气味、颜色、硬度鉴别了水、醋等物质后，提出如何区别外观一样的铁块与铝块。学生显然无法用上述方法鉴别，引发了思维动机，激发了好奇心。其次，进行思维加工，形成概念。如图1，通过合理的逻辑解决了为什么要测量两个量的问题：①用人们对经典物理世界最朴素、最本原的感知引入；②运用控制变量法，明确控制体积相同，比质量；③运用类比，引入物质疏密概念；④运用迁移法，明确比较物质疏密有两种方法；⑤通过分析、比较、综合，选择最优方案，明确测量两个量的意义。而后进行实验，通过对数据的分析、对比，进一步利用图像，结合数学分析、归纳，“无意间”发现了同种物质与不同种物质的规律，从而引入密度的概念，达到“无心插柳柳成荫”的预设目的。思维加工过程，教师要显化科学方法的教育，同时明确各种科学方法的条件、步骤和意义，使学生得到有效的训练，加速学生的认知过程。最后，进行反思总结思维过程。总结过程，即学生用外在的语言规范内在思维的过程，有助于探索自身思考的过程，促进对知识的理解，提升学习的品质，促进学习能力的提高。

3.4 关注原始物理问题，提高学科素养

原始物理问题基于自然界、社会生活中客观存在的物理现象和物理事实编制，其主要特点为：情境性、条件的隐蔽性、探索性、开放性[3]。如：1995年10月28日，加拿大人杰伊·科克伦靠一根平衡杆走钢丝跨越长江三峡。科克伦如何使用手中的长杆？这样的问题就称为原始问题。

3.4.1 相关理论

人的思维的生理基础是人的大脑，人脑是一个耗散结构系统。耗散结构需要与外界不断进行能量和物质的交换，在外界条件变化达到一定的阈值时，系统就可以产生突变，从原有的混沌无序状态转变为更为高级的有序状态。“耗散结构”理论认为，非平衡是有序之源。人的思维之所以不断深化，是因为在大脑的认知过程中，原有图式结构的平衡状态被外来的刺激所打破，发生“同化”或更深刻的“顺应”作用，使原来的图式得到充实或改革，达到新的水平和新的平衡。原始物理问题是一种“活”的结构，它能刺激学生的思维，使之远离平衡状态，从而达到培养学生创造性思维的目的。

3.4.2 原始物理问题与物理习题的相互转化

原始问题与物理习题的关系如图2所示[4]。我国的物理教育基本上局限在图2所示的虚线框内。学生长期习惯解答“数学模型”习题，碰到实际问题时，往往无从下手，解决实际问题的能力得不到提高，更谈不上培养学生的核心素养。而原始物理问题呈现的只是对物理情景的描述，没有习题的“已知量”和“待求量”，它需要学生利用间接经验知识去抽象、设置问题，从而解决直接经验问题。教学中，教师可以引导学生运用分析、抽象、概括等科学方法将原始问题转化为物理习题，再运用假设、等效模型、近似等科学方法进一步解决问题。如以上走钢丝的原始问题，不同学生的视角不同，设置的问题就会不同。有的从稳度角度考虑，认为要增大长杆的质量且放低位置；有的考虑到角动量；有的考虑到空气对长杆的阻力影响平衡性等。把原始问题转化为习题，学生需要综合运用一系列科学方法后建立物理等效模型，能有效提高学生的思维能力和解决问题的能力。教师还可以引导学生把物理习题编制成原始物理问题。如图3，给出烧杯的底面积、木块与铁球的质量及铁的密度，求将铁球沉入水中后，浸到木块的液面下降了多少。单纯地解决这样的数学模型无法体现物理意义，把习题与生活相联系，引导学生用小水池代替烧杯、小木块还原成小船、小铁块换成石头等即还原成了原始问题。通过原始物理问题与物理习题的相互转化，促进科学方法教育，培养学生解决实际问题的能力，提高学生的核心素养。

3.4.3 原始物理问题与物理习题相结合

原始问题的引入不意味着完全排斥习题。在关注原始问题的同时，也要保留习题的优点，并通过两者的相互结合发展学生终身学习的能力，提高核心素养。习题教学中，应注意解题方法、思路的引导，注意培养发散思维，体现思维的开放性、深刻性、创造性等。如判断未知电源正负极的方法，学生设计了运用电流表（配上滑动变阻器）、电压表、发光二极管等来辨别，甚至有同学选择了化学中的霍夫曼电解器（如图4）来判断，实现了跨学科的设计，体现了思维的开放性。

知识转化为素养的重要途径是情景。教师在设置应用性习题时，尽量为物理知识模拟真实的问题情境，在解决实际问题过程中，建立知识与知识的联系，进行思维的碰撞，提高思维的品质。

例 力的合成与分解的应用设计如下，当汽车陷入泥坑中时，汽车驾驶员按图5的方法，用钢索把汽车和柱子拴紧，在钢索的中央用轻小的垂直于钢索的侧向力竖直向上拉就可以将汽车拉出泥坑。请说明理由。

3.5 培养自学能力，实现终身发展

经过思维的训练，学生学会了学习的方法，自学能力得到有效的提高，学生的终身学习能力得以发展。在此基础上，教师应适当放手，让学生自主运用所学的知识与方法获取新知识。例如，教师可以在适当的时间与场合，选择合适的内容，在教师的点拨下，让学生自学交流；或者教师选择合适的教材，引导学生运用迁移法等，让学生“多学”，教师“少教”，有意识地培养学生的自学能力。长期、科学的坚持必将促进学生核心素养的提高。

现代社会科技发展突飞猛进，学生走出校门进入社会需要不断地自学才能实现不断地成长，以适应社会发展的需求。因此，培养自学能力促进其终身发展显得尤为重要。

4 应注意的问题

核心素养视野下的物理教学不论采取何种策略都离不开“以人为本”“以生为本”；不论采取何种教学手段培养品格或能力，都要遵循循序渐进的原则；注意因材施教，“材”包括地域、学情、教材，注意差异性教学等。

参考文献：

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

[2]邢红军.初中物理高端备课[M].北京：中国科学技术出版社，2014.

[3]杨蕾，胡银泉.论中学物理教学中引入原始问题的重要性[J].物理教学探讨，2015，33（9）：9-10.

[4]于克明.谈“原始问题”与能力培养[J].大学物理，1997（5）：44.

（栏目编辑 刘 荣）