格物致知:学生物理核心素养培养路径探究
2020-11-25何剑锋
摘 要:物理作为格物之学,能培育与发展学生的物理观念、科学思维、科学态度与责任和科学探究能力,这是中学生学习物理应该获得的学科核心素养。在高中新课程改革的背景下,高中物理课堂应通过多种途径实现转型革新,将学生的认知需要与学科核心素养培养融为一体,真正挖掘物理学科的育人价值,促进学生的发展。
关键词:物理;学科知识;核心素养;培养路径
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:2095-5995(2020)04-0062-02
教育的使命就是要培养学生的必备品格和关键能力,如何充分發挥物理学科特点,培养学生的物理学科核心素养是一线物理教师的责任。物理观念、科学思维、科学态度与责任和科学探究能力是高中物理学科核心素养的四个维度[1],基于此,物理教师必须充分挖掘物理学科的价值魅力,积极顺应新课程改革的要求,遵循学生的认知和身心成长规律,不断促进课堂教学转型,培养学生的物理核心素养。
一、通过教学目标明确学科核心素养 教学目标是教学设计的航标,是对教学成果的预设,它规范教学流程,串联课堂教学的各个环节,对物理教师的教学行为具有重要的统领作用。从“双基”到“三维目标”,再从“三维目标”到核心素养,每一个新提法都是对前一教学目标的发展和完善。[2]核心素养是知识、能力、态度和价值观等各方面的综合,是对“三维目标”的继承和超越,但更加关注学生知识的习得、能力的提高和品格的塑造。在以往的教学设计中,部分物理教师只是简单地呈现知识重点和难点,导致科学态度与责任、科学思维和科学探究能力等素养培养被碎片化的知识与能力目标掩盖,忽视了物理学科的内在价值。物理教师在设计目标时,必须以核心素养为中心,促进学生形成正确的物理观念,培养学生的科学态度和科学精神。
例如,在“自由落体运动”一节,笔者设计的教学目标是:通过实验认识自由落体的运动规律,并能运用该规律解释和解决实际问题;结合物理学史(伽利略指出轻重物体下落同样快,之后采用斜面实验冲淡重力影响定量,验证了斜面上物体下滑速度变化是均匀的),合理推导出落体运动是一种最简单的变速运动,即速度变化是均匀的等相关结论,使学生认识物理实验和科学推理在物理学研究当中的作用,引导学生学会化繁为简的研究方法;能认识自由落体运动的物理模型特征,能使用证据阐明自己的观点,培养学生科学探究和模型建构、怀疑创新等科学思维。教学目标是教学的出发点和归宿,教师只有将核心素养的培养纳入教学目标,教学才能有的放矢,真正落实培养学生核心素养的教学任务。
二、通过学科知识构建核心素养载体 素养不是悬浮在空中的亭台楼阁,没有知识作为载体,学生的素养培养将无法落地。[3]因此,物理教学要以知识为基础,充分释放知识背后蕴含的理性思维、科学精神、论证意识乃至情感价值,并将之升华,为培养学生物理核心素养构建育人载体。物理教师要不断拓展知识的深度和广度,引导学生在物理知识中寻找符合客观规律的认知,使学生通过物理知识学习内化科学品质,提升对大自然的探究能力。
例如,对于“行星运动规律和相对论”这部分内容的教学,物理教师可以先引入第谷的几千个观察数据,让学生明确开普勒如何从中归纳出行星运动定律,然后讲解万有引力的表达式和万有引力的理论成就,最后引出宇宙航行以及爱因斯坦的假说和他提出的相对论。以这些知识为载体,学生就比较容易理解科学研究是不断提出猜想而后论证的过程,而科学理论具有相对稳定性和不断发展的特征,从而知道科学家对自然的探索永无止境。教师这样引导学生掌握知识,学生才能对核心物理概念和物理规律有明确的认识,从而树立探索自然、造福人类的理想。物理学科知识内涵丰富,不仅有物理现象、物质结构、物质相互作用和物质运动规律,还蕴含着从物理视角分析和解决问题的基本观点和思想方法。物理教师要指导学生抛弃狭隘的知识观,走向知识的新高度,实现从知识到能力,从能力到素养的跨越。
三、联系生活实际,唤醒学生发展核心素养自觉性 陶行知先生说:“教育只有通过生活才能产生作用并真正成为教育。”物理学科内容抽象,但又与生活息息相关,教学如果脱离了学生生活实际,便会让学生失去学习和探究的乐趣。学生学习物理,不仅要获得物理知识,更要学习物理思维方法,从而形成适应未来社会所需的必备品质和关键能力。[4]当前物理教学偏重高考备考,导致部分学生物理学习被动僵化,长此以往,学生便会失去提升自身物理核心素养的意识。物理教学只有回归生活实际,创设生活情境,才能激发学生学习物理的兴趣,唤醒学生提升自身物理核心素养的自觉意识,潜移默化地训练学生的科学思维,培养学生逻辑清晰地分析问题和解决问题的能力。[5]
例如,在“变压器”内容的教学中,物理教师可以手机充电器、电视机内部电路板和街头的变压器等学生常见的变压器进行导入,激发学生兴趣,再以可拆卸变压器为实验器材,指导学生通过实验探究变压器的构造;然后结合学生已掌握感应电流产生条件的经验,用学生电源、变压器及小灯泡等实验器材,让学生思考怎样让小灯泡发光,继续探究变压器的工作原理;最后引导学生用控制变量的实验方法探究变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系,通过数据分析发现规律,归纳形成具有一般意义的结论。
物理教师要顺应瞬息万变的新时代,充分利用生活中的教育资源,将科学与社会、环境和人生等结合起来,唤醒学生求真求知的主体自觉性,引导学生主动探究、深入思考和归纳总结,促进其提升物理核心素养。
四、挖掘学科育人价值,促进学生核心素养养成 党的十九大报告提出:“落实立德树人根本任务,发展素质教育,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。”高中物理课程标准也明确指出物理教学要提高学生的科学素养,培养学生的情感态度与价值观。基于此,物理课堂在激发学生物理学习积极性的同时,也要润物细无声地渗透德育,潜移默化地滋润学生心田,培植学生的家国情怀和责任担当。当前我国国力逐步增强,科技突飞猛进,近年来我国先后取得了“天宫”“蛟龙”“天眼”“悟空”“墨子”“大飞机”等举世瞩目的重大科技创新成果,这些科技成果可以作为高中物理教学的现实材料。在教学过程中,物理教师可以通过这些科技创新成果的专业阐述增强学生的民族自豪感和自信心,鼓励学生努力学习、奋发进取,为国家富强和民族振兴贡献自己的力量,引导学生将个人梦想与中国梦相结合,将个人命运与国家前途相结合。此外,物理教师还可通过教学中涉及的物理学家的科研成就和奋斗历程,引导学生学习科学家求实创新、刻苦钻研和百折不挠的精神,培养学生的科学态度和科学精神。
(何剑锋,金沙中学,江苏 南通226399)
参考文献:
[1] 教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018:5.
[2] 胡卫平. 物理学科核心素养的内涵与表现[J].中学物理教学参考,2017(15):1-3.
[3] 高杰. 关注学生学习过程促进核心素养落地[J]. 中学物理教学参考,2019(14):4.
[4] 马少红. 浅谈物理学科如何培养学生的核心素养[J].中学物理教学参考,2018(23):3-6.
[5] 林钦,陈峰,宋静.关于核心素养导向的中学物理教学的思考[J].课程·教材·教法,2015(12):90-95.
(责任编辑:谢先成)