高中生物理素养培养策略研究

罗大龙

摘 要：本文在讨论物理知识迁移、创新思维、实践应用、物理实验等素养培养的基础上，提出基于物理素养的高中物理教学转变，以期切实促进学生物理素养的提升。

关键词：高中物理；核心素养；转变

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2019）1-0078-3

如今，我们处在一个大数据时代，信息更新变化的速度和程度都是令人震惊的。这个时代给学生带来了无限机遇的同时，也带来了巨大的挑战。学生每天在各种各样的信息中学习、生活，遗忘可以说是一件很平常的事情。教学实践中我们总是听到“你把学到的物理知识都还给老师了！”诸如此类的话，都会令我们反思：高中物理教学的价值到底是什么？在記忆曲线、爆炸性信息等客观因素的困扰之下，当知识被遗忘之后，在学生头脑中真正留下的痕迹其实就是现代教育所追求的“核心素养”。那么，高中物理课堂教学究竟希望学生在脑海中留下什么痕迹呢？教的最终目的是“不教”，物理课程的概念、规律等基础知识可能会被学生忘记，但物理研究的思想、方法、态度等却始终能够支持学生今后的学习、生活和工作。基于此，本文结合高中物理教学谈一谈物理素养的价值和培养。

1 高中生的物理素养培养

1.1 培养学生物理知识的迁移素养

高中物理教学的本质并不是单纯地进行物理知识的单向传递，更多是要帮助学生培养一些有助于他们今后深入学习、生活以及工作的重要能力。在以往的物理教学中，教师总是将物理知识进行划分，每一个单元都涉及不同的物理知识，教师在讲解物理知识时也只是针对这一单元进行孤立的教学。这种教学模式下，学生学到的物理知识是零散杂乱的，是与物理系统知识框架脱节的零碎知识。这样一来便导致他们很难将这些知识进行整合，更不用说通过已学知识去进行类比迁移出新知识。物理是一门逻辑性很强的学科，高中物理教材中所编排的内容都具有一定的关联性，教师要系统地总结物理知识，引导学生在学习中学会迁移与联想。为此，物理教师应该吃透教材，从物理知识的本质出发，创设良好的迁移课堂，激发学生的潜意思维。比如，教师首先给学生这样一个表格（表1）。

原子核与电子之间的库仑力与万有引力的表达公式非常相似，为此，教师便可以引导学生从太阳系的结构去进行迁移，从而提出原子结构的行星轨道猜想，继而展开新知识的进一步学习。物理研究对象的主要性质或表达公式很相似，那么教师只需要稍加引导，学生就能通过类比去推导它们在其他方面也会具有相似性，这种利用类比推理去刺激学生的迁移思维的教学方式显然能够有效培养学生物理知识的迁移素养。

1.2 培养学生物理创新思维的素养

对于高中物理教学来说，想要培养学生的创新思维，教师就必须要及时端正教学态度，改变教学方法，摒弃曾经以灌输和陈述为主的教学方式，运用灵活多样且新颖独特的教学方法去引导学生独立思考，启发学生的发散创新思维。首先，教师可以利用一些物理学家的创新故事来激活学生的创新意识。比如，“电磁场和电磁波”这部分知识是高考的必考考点，大部分教师将其标为识记型知识，要求学生机械地进行记忆。这样既不利于学生对知识的理解和掌握，也不利于学生创新意识的培养。所以，教师在进行这部分知识讲解时，可以首先向学生展示麦克斯韦在电磁理论研究上的创新精神和成果，从而激发学生的探究欲望。其次，物理课堂教学离不开习题，教师可以充分利用物理综合题的开放性培养学生的创新素养。比如，发射一颗80分钟就可以绕地球一周的人造地球卫星，可行吗？学起于思，问题的抛出便给予了学生去发散思维、培养创新意识的基石。在教师有意识营造的创新空间中，有的学生提出了从卫星轨道半径入手研究这个问题，有的学生则从向心力入手进行研究，还有的学生从卫星的运动速度入手研究。研究的方向虽然不同，但在学生的努力之下，都能得出相同的结论：发射一颗卫星绕地球一周不能少于85分钟。由此可见，物理综合题中的“一题多解”是学生创新能力培养的重要渠道之一，物理教师要充分利用这类习题，培养学生的创新能力。

1.3 培养学生物理实践应用的素养

高中物理主要是建立在动手实验和探究上面的，所以实践活动是高中物理教学必不可少的组成部分。高中物理课外实践活动的内容相对丰富，与学生的实际生活有着密切的关联。课外实践活动是对课堂教学的延伸，不仅能帮助学生巩固和深化已学的知识，还能为他们提供丰富的知识，为他们系统的物理知识建构提供基础。除此之外，物理课外实践活动可以跳出课堂教学的拘束，学生在课外实践活动中的学习心态会更加自在、舒适，也只有如此，才能激发他们学习的主观能动性，刺激他们创新思维的形成与发展。高中物理课外实践活动的内容和形式不胜枚举，在高中物理教学阶段运用最为广泛的课外实践活动便是物理论文的撰写和物理小发明。教师可以举办创新实验的设计大赛，充分利用学生强烈的探究物理知识的愿望，在校园内给学生创设一个良好的物理创新氛围，启发和引导他们去创造。比如“制作电磁船模型比赛”中，学生自愿结成若干小组，每组准备了磁铁、电池、导线、铜片、胶带、泡沫板等材料，根据通电导体在磁场中受力的作用原理（如图1），大部分小组都制作出了电磁船，但在演示阶段就出现了很多现象，有的小船根本不动，有的小船在很明显地前进，还有的小船在后退等。面对这些现象，教师不急于进行指导，而是启发性地问一问学生：为什么别人的小船可以前进，而你们的不行？你们制作小船的材料都是相同的，问题会出现在哪里呢？制作小船的材料相同，但小船在其中行驶的水却不同。清水导电性不好，通过水的电流非常弱，电磁船的推动力就很小，而饱和食盐水的导电性相对较好，行驶在食盐水上的小船前进的速度就比较大。这种制作比赛，既可以给学生提供动手实践的机会，又能利用实验材料的空白给予他们创新和探究的机会。除此之外，物理教师也可以举办论文比赛，给学生一个固定的物理主题，如“潮汐的形成”，让学生根据这一主题创新自己的物理思维，扩充物理知识，撰写具有自己独特观点的论文。值得一提的是，教师不能过于严格地要求学生进行课外实践活动，不能将活动变成学业压力，否则很容易打压学生的实践积极性，继而无法发挥实践活动的最大效果。

1.4 培养学生动手进行物理实验的素养

随着教学改革的不断深化，实验在高中物理教学中的作用和地位越来越明显。为了契合学生的认知水平和考试的需要，相对于实验操作繁杂的“巨型”实验来说，小实验更受到物理教师和学生的喜爱。小实验不仅能有效培养学生的兴趣，拓宽学生的知识面，还能给学生的动手实践和创造提供必要的空间和操作的机会。物理教师首先要带领学生认真做好教材中安排的小实验，比如带着学生去做一做教材中安排的“测定反应时间的小实验”，引导学生在动手实践中理解自由落体运动的规律及反应时间的含义。如“滴水测重力加速度值g”这個小实验，可以让学生对物体自由落体的规律及g的测量产生更加深刻的理解与记忆。总之，易于操作的小实验既能培养学生的动手动脑能力，又能让学生体验到实验成功的喜悦，一举多得。

虽然高中物理教材中编排和匹配了多种多样的小实验，但教材文本中对物理课堂实验的具体做法、需用的器材等都没有给出硬性的规定，这其实就是给教师和学生留出了足够的空间，便于师生去提出不同的实验方法，从而培养和发展他们的实验能力。为此，教师应该充分利用教材给出的空白，给学生提供自我表现的机会，引导他们在环环相扣的实验环节中培养自己的动手实践素养。比如，在进行“电磁感应现象”的实验时，教师并不提前给学生提供实验器材，而是将包括闭合线圈、螺纹线圈等器材全都交给学生，让他们根据自己的实验设计选择合适的器材，再进行实验探究。学生每选择一种器材就会多一次动手的机会，每做错一次实验就会多反思一次，从而在不断的实验、反思中理解“电磁感应现象”。

2 基于物理素养的高中物理教学转变

物理素养不胜枚举，以上笔者阐述的较为浅陋。其实，想要在高中教学中培养学生的物理素养，教师应该从以下三个方面率先进行转变。

2.1 从物理教学向物理教育转变

在高考的步步紧逼之下，高中物理教学往往是以知识为线索进行展开的，这种物理教学极容易使教师把教学重点放在知识的讲授上，而忽视了物理学科的教育功能。所谓教育功能，就是在教学功能外延展出来的更系统、更科学的教学思路。在以物理教育为导向的教学中，物理教师除了要重视物理知识的传递，还要注重物理观念、物理思维、物理实验探究等核心能力的培养，要注重物理教学中德育教育的渗透。对于教育来说，成人先于成才。高中物理教学中，无论是动手实验还是合作探究都蕴含着德育思想，物理教师应重视其中的德育教育。

2.2 从重视学术形态到重视教育形态转变

任何学科的教学都具有两种形态，一是外显的学术形态，二是内在的教育形态。对于物理教学来说，何为学术形态？比如在“法拉第电磁感应现象”中，电磁感应的现象、条件、规律等就是这一章节知识的学术形态。那么，何为“教育形态”呢？同样针对“法拉第电磁感应现象”来说，对其进行的探究、猜想方法以及学习过程中的态度等就是教育形态。基于物理素养的高中物理教学，应该要转变教学观念，从重视学术形态转为学术形态和教育形态并重，换句话说教师既要给学生传递物理知识，又要让学生通过猜想、探究、实验等方式去获取物理知识。所以，物理教师在进行实践教学时，除了要重视学生的物理成绩，还需要重视学生的学习态度，重视学生在物理知识探究中严谨认真、持之以恒的探索精神，重视他们自主学习、合作探究、敢于质疑、勇于表达的物理能力。

2.3 从重视结论应用到重视科学思维转变

科学思维是培养学生物理素养的关键，高中物理教学中的一个很重要的教学任务便是培养学生的物理思维能力。比如，在教学“质点”的概念时，在以往教学中，大部分教师会认为“质点”的概念相对简单，他们会采用讲述的方式直接给学生灌输“质点”的概念，并引导学生利用“质点”的概念去做物理习题。这就是只重视结论，而忽视思维发散的教学方式，不利于学生物理素养的形成。为此，教师在实际教学中不应该将教学活动停留在让学生记住某一物理概念，而是要让学生通过事实去抽象出某一核心概念。所以，教师在教学“质点”时，可以围绕着“是否可以忽略物体的大小和形状”开展教学，从而培养学生思维的敏锐性，引导他们从更深的层次去理解“质点”。这样一来，课堂教学就发生了颠覆性的改变，是符合“核心素养”和“终身学习”理念的有效转变。

3 结束语

总而言之，知识的传递其实是一个简单的单向输出与接受的过程，实现知识传递并不难，难的是在知识传递过程中激励、唤醒和鼓舞学生，让他们在教师多元化的教学方法引导下领悟物理的思想方法、体验实践探究的过程、感受物理学的奥秘，增强物理的实践意识，并养成物理知识学习的好习惯，从而在进行知识框架建构的同时，提高他们的核心素养，促进他们全面和谐的发展。

参考文献：

[1]鲁斌，徐志长，龚长流.提升学生物理核心素养的教学探索——以“牛顿第一定律”的教学为例[J].物理教师，2017，38（4）：23-27.

[3]张双卫.基于核心素养导向的初高中物理科学方法教学衔接的研究[J].新校园（阅读），2018（2）：41.

（栏目编辑 李富强）