指向物理核心素养的“化育”：内涵、特点与策略

[作者简介]*杨亚芳（1975—），女，浙江诸暨人。中学正高级教师，特级教师。现任浙江省课程改革高中物理专业指导委员会成员、省中小学教材审查委员会成员、省高中物理学科培训专家库成员。主要研究方向为物理教育教学。

[摘要]如何通过学科知识的学习“转化”为学生的品格、能力和价值？回答这些问题，首先，通过“教育、培育与化育，知识建构与知识转化，知识内化与知识外化，化育的育智价值与育德价值”这四组关系来凸显“化育”的价值和内涵。其次，通过“化育”的“主体性、内隐性、实践性和发展性”陈述“化育”具有育智育德价值的理由。最后，以物理核心素养为例，指出“化育”的策略在于显化主题、德化生活、润化生命和暖化心灵。

[关键词]化育;物理核心素养;知识转化;内涵;特点;策略

[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1005-4634（2021）02-0078-09

0引言

“化育”源自德语“bildung”一词，是德国教育学的核心概念，其含义为隐喻，可以翻译成塑造、陶冶或者是教育[1]。《管子·心术上》说：“虚无无形谓之道，化育万物谓之德。”这里的“化”是指变化，这里的“育”指“养育”，连起来就是“能变化养育万物的叫作德”[2]。化万物以育人，教育的本质是育人。《现代汉语词典》解释为“滋养;养育”，有潜移默化、春风化雨之义。这些都说明了“化”是前提、是过程，“育”是目标、是结果。教育的作用在于通过教与学，引起“化”，达到“育”的结果。

新时期“育”什么样的人？是培养既有“渊博之知”，又有“智慧之脑”，更有“温暖之心”和“大德之行”的时代新人。学生通过知识的学习特别是在知识转化中，学会做人、学会做事和学会生活。做人的关键是品格，要重人品;做事的关键是能力，要讲本事;生活的关键是品质（包括健康、心境和观念），要重视核心价值的培养，包括政治立场和思想观念、世界观和方法论、道德品质和综合素质[3]。这就是新时期学科核心素养育人价值的集中体现，学生通过学科知识学习逐步形成的必备品格、关键能力和核心价值。如何通过学科知识的学习“转化”为上述的品格、能力和价值？本文通过梳理“化育”的内涵、特点与策略，从物理学科角度谈谈通过怎样的“化”达成上述的“育”。

1“化育”的内涵及特点

1.1“化育”的内涵

“化育”是“学懂（acquisition comprehension）—悟会（digestion mastery）—化育（bildung）”（以下简称ACDMB）最主要的环节之一[4]，学生通过学科知识的学习转化为学科核心素养。课前，学生被组织（通过教材、视频、学案、单点题等）起来进行仿效、自主“学懂”;课内，学生自组织进行“悟会”，以达“化人”与“化己”的化育意义[5]。本文通过几组关系来凸显“化育”的价值和内涵。

1）“教育”“培育”与“化育”。教育是传遞社会生活经验并培养人的社会活动[6]。现行课堂基本上是“教”育，是教师把经验与学识“教”给学生，学生按照这些规则、指示或要求去做，是以学科知识体系的“教”为主，兼顾基本技能、基本态度的“教”的行为。培育是指学校营造学生成长成人的良好环境，引导学生在这样的环境中进行自我管理、自我学习和自我发展。培育不仅仅在于知识的“教”，更在于环境的“培”（如同种子成长所需的土壤、阳光和雨露），以使学生心智开启，能力和情感获得发展。化育，一层意思是“培育”，更重要且递进一层的是教化养育和化生长育，指向在学生产生“化”进而“育”的目标指引下良好生态环境的创设，更加注重引导学生在环境中受到熏染而有“变”，更有“化”和“育”。即通过师教生学，通过环境的“培”，达到个体的“化”和“育”，通过内化、外化等转化方式获得知识，扩大视野，发展能力，开发思维，提高生命的质量和生命的价值[7]。新时代的新现象、新问题需要赋予“教育”新的内涵，也需要不断扩大“教育”的外延[8]。本文希望通过挖掘“化”的内涵、特点和策略，丰富发展“教”的新时代内涵，同时对“育成什么样的时代新人”提出自己的观点。从而在“化育”基础上为“教育对象、教育目标、教育内容、教育方式”注入新的内容，以期发展新的“教育”理解。

2）“知识建构”与“知识转化”。知识建构是建构主义学习理论中的一个核心术语。建构主义学习理论认为知识的获得不是学习者简单接受或复制的过程，而是积极主动建构的过程。钟志贤等人认为，知识建构是学习者针对学习任务，通过新旧观念知识间的互动，产生新的有意义的关联、组合和统整的过程和结果[9]。知识转化是知识管理领域的术语，日本学者野中郁次郎在《论知识创造的动态过程》一书中首次将显性知识与隐性知识之间的相互作用和变化称为knowledge conversion，即知识转化[10]。知识建构和知识转化是知识学习过程中的两个重要阶段，知识是可以转化的，知识只有被转化后才可利用，知识转化即知识的创生过程。在古今中外诸多学习思想和学习实践中，有许多关于学习转化的论述：“学”向“思”转化（学思结合），“识”向“智”转化（转识为智），“故”向“新”转化（温故知新），“知”向“行”转化（知行合一），“类”向“通”转化（触类旁通），“会”向“通”转化（融会贯通），“一”向“多”转化（举一反三），等等[11]，这些思想和实践为人类研究转化提供了有益的借鉴。现在，学生“堆积”了很多知识，如何通过“知识建构”转化为“核心素养”？

如果尝试把知识“打开”，理清知识的“来龙去脉”，则“知识来龙”为“知识建构”过程，“知识去脉”为“知识转化”的过程。学生通过学科学习活动，将知识来龙的“入”转化为知识去脉的“出”。ACDMB观点下“学懂”是知识建构过程，如一个概念的形成、一个技能的把握、一个事实的获悉、一项原理的获得、一种思想的建立等，这些都是知识建构“入”的过程[4]。学生通过经历、体验和认同进行知识建构，通过感悟（消化、吸收、融合）和迁移、应用进行知识内化，通过实践和行为进行知识外化，即通过内化和外化进行知识的转化，转化成解决问题的能力、发展品格和培育价值的“出”的过程。这样的教学才能产生真正价值，核心素养才能落实，这是ACDMB观点下的悟会（能力）和化育（素养）的过程，具体如表1所示。教师的职责在于引导“转化”，即引导学生通过外在力量促进其内在价值生成，包括知识的教育转化为通过知识获得教育，通过知识的学习掌握学习知识的活动方式、思维方式。知识转化的评价标准就是通过充分挖掘并合理转化学科的德育因素，把学科育人做得更好。学生的任务在于实现“转化”，学生对知识的消化、吸收、融合过程，经历知识的迁移、应用和实践，把人类的精神财富转化为个人成长的精神粮食，从而成为既有“渊博之知”，又有“智慧之脑”，更有“温暖之心”和“大德之行”的时代新人。

3）知识内化与知识外化。知识转化主要有知识内化和知识外化两种具体方式。知识转化是由外界和个体的实践促进人内在认识和思想等理论生成的过程，同时也是理论指导其外在行为的过程。正如陶行知所说：行是知之始，知是行之成。前者可称为知识内化，后者则可称为知识外化。知识内化是学习者对前人实践总结的认识成果与原有概念结构和思维模式建立起内在、实质的联系，并在多次主动体验和认同活动的基础上融入到自己的理解和解释系统之中，即融入至自己的认知结构中。知识内化意味着外在的实践活动和内心秩序的统一，完成认识成果的积淀、建构和升华，成为学习者的思想之“元”和精神之“钙”[12]（内化于心）。如果说知识内化是实践产生理论的过程，那么知识外化就是理论指导实践的过程。知识外化强调做了什么，做得怎么样，体现在行为表现（外化于行）[13]。知识学习更是依赖于学习者在实践中加深感知和领悟，逐渐内化为学习者的精神追求，外化为学习者个体的自觉行动，实现思维、思想、观念和外在行为规范的有机统一，实现以“知”促“行”、以“行”促“知”[12]，即知行合一。

学习者内在的认知活动，包括对学习内容的结构、内涵与外延有充分的认识，体现在智慧之脑（动脑）和温暖之心（动心），强调头脑的理性与智慧、内心的温润与丰盈、内在的有序与完善。只有真正内化的知识才与人的素养发生关联，知识内化的实现是素养发展的基础和育人目标的初步实现。学习者转变始终要通过学习者的实践行为表现出来，将自身已经内化和定型的思想道德作为行动指南、思维方式和行为准则，自主指导自己的外在行为，并养成相应的行为习惯。外化是育人结果有效性的检验，知识外化的实现是育人目标的进一步实现。没有学习者的外化，育人也就失去了意义。因此，从知识转化的分类及意义上讲，学科核心素养其实就是学科知识的内化与外化[12]，素养是知识建构和知识转化的结果。具体如图1所示。

学习者认识和发展的起点是前人实践和认识的成果（知识），知识内化使“新知”转化成“已知”，知识外化由实践检验“已知”并推出“未知”。内化带动外化，外化促进内化，内外互补，积量变以促质变，使“化”得以反复落实，不断提升。教学的关键就是让学生把自己学到的知识悟到位、自己悟出来的道理做到位。教师则根据时代需求和学生基础，选择合适的教育内容，采用恰当的教学方式，以帮助学生实现知识内化和知识外化。知识内化一般有以下几个过程：学生把具体、直观的世界转化为直接而抽象操作的对象，初步理解新知识的意义，掌握新知识的主要要素;把新知识与学生已有知识结构（包括已有知识、已有知识经验、已有思维倾向）建立内在联系和碰撞，在感悟中重组和变革新知，逐渐形成个体新的认知;学生在与他人进行释难解惑、分享交流、评价展示中进一步提升和完善内在主观世界。内化的程度可以从三方面进行衡量：一是学科知识的结构化程度;二是运用学科语言表达自己的观點;三是掌握本学科独特的思维方式方法。知识外化需要个体将学科知识、思维方法、学科观念迁移应用到真实情境，并加以分析问题、解决问题和反思问题，最终体现为个体做人做事中“德才兼备”的德行与才华。

4）“化育”的育智价值与育德价值。当今是一个信息快速发展的时代，学习者不再缺知识，真正缺的是体验和认同基础上产生的“显化主题、德化生活、润化生命、暖化心灵”等价值诉求。这些显化、德化、润化和暖化都是“化”的内容，化知识为智慧、化智慧为德性，以实现可迁移的、可持续的核心价值和学科素养，实现教育与教养的统一。

核心价值是教育的方向引领，学科素养体现在学科活动的教育价值之中。学科素养的培育是通过学科知识这个“阿基米德点”的学习，在知识转化为能力和素养上下足功夫，尽心挖掘知识背后蕴含着的育智、育德因素，充分发挥学科的育智育德功能。知识只有在迁移、应用中方能获得意义和价值，人们需要做的是如何把知识转化为能力，把知识转化为素养，这是落实“立德树人”的根本任务。学习能力实质上就是条件化、情境化、结构化的知识和技能以及策略的内化和外化。这一过程如同蜜蜂采蜜、酿蜜。对知识（花蕊）进行采集（采集花粉），把知识教学转化为“对科学概念、核心知识背后的来龙去脉、蕴涵的符号表征、思维方法和事物的本质规律、学科价值”等更富有“营养”的知识（花粉加工成蜂蜜），把知识教学转化为“知识蕴含的逻辑根据、思想方法”（化蜜机理，育智价值），把知识教学转化为“做人、做事、生活”等必备品格、关键能力和核心价值（蜜蜂的精神，育德价值）[11]。

正如学习弹钢琴，要做到脱离曲谱才算是学会。这说明只有充分的知识建构，少些表层的知识加工（关注记忆），多些深层的知识加工（关注悟会），才能做到“技到无心始见奇”，才能顺利进行知识的输出，将其转化为素养。当然，教学要避免枯燥无味的知识输入，选择最有价值的知识，进行融知、智、情为一体的学习活动。因此，教育的实质是希望通过知识学习收获核心素养（能力+品格+价值）。物理核心素养的养成则需要通过“科学探究”和“科学思维”这两维能力要素来实现。除了输出能力要素外，更要输出科学态度与责任”这一品格要素和“物理观念”这一价值要素。按ACDMB观念，通过学懂（知识要素），悟会（能力要素）达到化育（素养要素），本文理解的核心素养就是“化育”的结果，具体如表2所示。

1.2“化育”的特点

借鉴古今中外对“化育”的认识，结合当前新时代的育人要求和“化育”的内涵和价值，特别是对“学懂·悟会·化育”教学范式长期的思考与实践[14]。笔者认为，“化育”具有主体性、内隐性、实践性、发展性四个特点。这对于教师把握当前课堂教育改革中教育对象、教育目标、教育内容、教育方式具有十分重要和紧迫的意义。主体性说明教育对象是学生，内隐性和实践性是内化、外化两种转化方式（教育方式）的特点，发展性说明化育旨在促成人的持续而全面的发展。

1）主体性（化育为生）。“化育”的主体是人，是对“人”高度关照的教育，无论是内化还是外化，都是人在进行转化，其能力和价值（育智和育德）是学习者个体主观能动地参与教育过程才能获得的。“化育”强调个体对所学内容进行“消化”，需要个体体验、认同、感悟、迁移和应用，进行自我完善，是个体核心素养的整体协调发展，也是实现个性化全面发展。仍以“蜜蜂理论”为例，酿蜜过程需要内勤蜂（这一主体）自身产生激素、转化酶等物质，对花蕊进行酿造、风干、浓缩（关键能力），最终生产出一种新的物质形态即蜂蜜（学科素养）。人类的知识学习过程就是“采集百花而酿一已之蜜”的过程（核心价值）[11]。

2）内隐性（内化于心）。传承有道，化育无声。人类千百年来的文化养料聚集于教材，学习者在文化长河中得到“润物细无声”的文化浸润。“化育”既是一种利用人的无意识心理、暗示心理和模仿学习来转变人心的过程，也是一种关注生命领悟、关注心灵感化、关注精神富有、关注思想境界，开展潜移默“化”的“心心相映”的教学活动过程。“内化于心”追求润物无声、化育于无形的化育境界，促进心灵的和谐发展;“以文教化”揭示教育的本质是丰富人的精神世界、提升人的思想境界、培养人的人文关怀。教师在教授知识的同时，融合品德教育，“育德”与“育智”二者紧密结合，把学科中的育人、学科中的教育性作为所有学科的出发点，从符号的表层形式化传递走向知识逻辑演绎和关怀相融的文化内隐性创造。

3）实践性（外化于行）。“化育”的过程，是个体在长期实践中发展起来的过程。“化育”的过程，一定有迁移与应用。迁移与应用一般属于能力范畴，如专注地、系统地进行跨学科学习和实际问题解决。这些长期稳定的、持久性的迁移和应用能力需要锤炼坚毅笃行的品格。而一旦形成这样的德行，就是根深蒂固的、相对稳定的。无论在心理上还是行为方式上都能使人产生较深刻而持久的变化，进而能更好地指导实践。而这又恰恰说明“化育”的稳定性造成了“育人”的艰难性和重要性。

4）发展性（化育过程）。教育、培育与化育，就是“教”的内涵不断发展的过程;从“化”到“育”，就是“化”的过程到“育”的结果的发展过程;从知识建构到知识转化，是从知识来龙的“入”到知识去脉的“出”的发展过程;从主体学懂，到“内化于心”与“外化于行”的悟会，及至育智育德等价值的化育，新时期育成什么样的人，都是从知识到能力和素养发展升级的过程;知识的发展、能力的发展、素养的发展，也是经历从“化”到“育”的过程。

2“化育”的策略

“化育”的内涵与特点基于对教育本质的深刻理解，特别对“育成什么样的人”的新的阐释。从技术层面来讲，依据费恩曼对学习普遍原理的简约化表达，需要对学习过程进行核心行为动词提炼，笔者提炼的行为动词是“学”“悟”“化”。从工具层面讲，知识育智、育德手段在于将“知识转化”，回归学科本质、学科核心思维和科学态度与价值，包括显化、德化、润化和暖化等。从路径层面讲，可从主题、生活、生命、心灵四个重点领域出发，探索“化育”的实现路径。从策略层面讲，“化育”的策略在于显化主题、德化生活、润化生命和暖化心灵。

2.1显化主题

1）主题要聚焦大概念。化育为生，教学过程应该选择什么样的知识，以何种方式、途径加工和处理知识，让其融入人的心灵，内化为人的能力和素养，成为人自身的一部分？知识建构过程是学生通过发现、体验、认同，从而构筑知识结构的过程，是学生由易到难、由浅入深、由表及里，厘清学习内容前后逻辑关联的持续性过程。这个过程需要的知识是符合学科本质，具有结构性（连续性、纵深性和整体性）的知识，即富有意义（富含能力和素养）的核心知识。学科大概念是指能反映学科本质，居于学科中心地位，具有较为广泛的适用性和解释力的原理、思想和方法，如物理中的大概念：物质、运动、相互作用、能量等。教师把这些大概念作为主题来统整物理学科教学的主要内容，把核心知识改造成具有核心价值的任务群;学生则提出子问题并进行相应的学习活动。

2）主题要聚焦单元。如何聚焦和架构具有新时代特色的主题单元？教师可以直接用教材中的自然单元;可以改造教材内容，有序呈现教材中的知识结构，如由大概念组成的单一学科或跨学科的学习主题，充分地呈现纵横联系的主题单元;可以基于学科课程标准、学科知识、学生基础，建立主题课程，从社会热点、生活问题、学科问题中寻找主题，让主题既真实又有意义，能承载学科核心知识、关键能力、核心价值;还可以从“知识的产生与来源、知识的作用与价值、知识的联系与结构、学科的方法与思想、事物本质与规律”五个方面，即从构建学科本质和知识意义的学科教学理解入手。比如，“生活中的计时问题”“竞技场上的平衡”“物理学中的常量”，等等。设计单元一般要经过以下三个步骤：一是从一个单元整体的角度出发，将单元的内容进行合并或拆分，将性质相同或有内在联系的内容整体设计和安排一个单元的教学过程，确定单元数;二是按照知识、认知由浅到深地设计学习过程的层级阶梯逻辑，确定学期单元名单、任务、项目;三是确定单元的核心素养目标，设计跨越层级的活动。

【例1】小学数学中有这样一个问题：一个闹钟，4点时敲了4下，用了6秒时间，请问10点敲了10下，需要用多少时间？

结果是出现了15秒和18秒两个答案。笔者认为：如果一个小学三年级学生，能应用倍半法，会从4下6秒想到8下12秒、2下3秒，共计15秒时间。四至六年级学生，会用乘除法，计算每次用1.5秒，则10次共15秒。初中学生会想到生活的案例，用滴水计时、脉搏计时、闹钟计时等考虑生活实际计时方法，记录的是时间间隔。因此，10下9个间隔应该为18秒。如果是高中学生，学生学了打点计时器的计时问题之后，还得考虑学生对计时操作的反应时间、声音和光传播时间等复杂因素，答案更是无从回答。如果把这一小學数学问题变成高中物理主题单元：请探究生活中的计时问题。答案不在于究竟是15秒还是18秒，而在于促进学生对古代计时器的演变进行溯源，寻找物理学中的计时工具，观察生活中的计时问题。师生通过物理原理计算运动和变化时间，在倒计时、珍惜时间、合理利用时间等拓展活动中开展单元教学活动。

以“物理学中的常量”进行主题设计为例，主要有铁的膨胀系数、静电力常量、阿伏伽德罗常量、万有引力常量、普朗克常量、元电荷电量、引力常量、圆周率等常量。

【例2】 圆周率常量。首先，不同年级的学生对圆有不同的描述。小学生识圆、画圆;初中生用C=2πr表达标准圆;而高中生的圆是圆方程。其次，π常量的意义是揭示了半径和周长两个不同的几何量之间的关系。之后，数值是以半径为1/2的圆的内接与外切正四边形、八边形、十六边形、三十二边形、五十八边形所确定的圆周率取值范围逐渐缩小而获得的，见图2。同时，可以写出内接正n边形周长的表达式nsin（180°/n），并用几何画板推演n逐渐增大时的数值将无限接近π。最后，从古代刘徽的“割圆术”，到古希腊数学家阿基米德的发现（当正多边形的边数增加时，它的形状就越来越接近圆），再到通过现代计算机已经可以计算圆周率到小数点后12 411亿位，等等。

图2内接圆与外切正n边形的周长范围

从身边、从古今中外、从现代技术视角学习常量，揭示“已确定单位的不同物理量之间的制约关系”这一常量的意义，深刻显化圆心角θ足够小时，弦长等于弧长的大小，θ弧度=sinθ=tanθ，进而理解曲线运动速度的方向、向心加速度公式的推导过程，以及单摆做简谐运动的条件，等等。在跨学段、跨学科单元学习中体会跨层级活动，实现主体化发展目标。

化育的内隐性需显化，显化是从隐到显的过程。显化是显现，不可见或不易测的知识可以借助技术力量进行“可见化”，比如用pet-ct、核磁共振检查身体;用技术模拟场物质;用电子显微镜进行观测;通过可测物理量探测“黑箱”;还有许多传感设备的利用等。显化不仅仅是显现，显化更是如何看得见，如何体会到学习过程及转化机制以及知识背后蕴藏着的思想方法和价值。那些不可见的学习历程、能力、品格和价值，虽然受多种因素影响或者复杂到不能用实证的方法“看见”，但是这些不可见部分恰恰是最重要的“育人”部分。不可见并非不可知、不可识、不可做，需要学生的学习有足够的、能动的体验和感悟去“显化”这些部分。显化可通过真实情境彰显，通过真实情境的学习、跨学科的意义拓展，充分调动学生的学习兴趣，用符合学生心理特点的方式来进行知识教学，让学生的知识学习富有意义。

【例3】水分子直径约为4×10-10米。若把9克水的分子一个挨一个紧密地排成单行，则可绕地球赤道约几圈？（赤道周长约为4×107米）

通过情境创设和对比计算，学生进一步体会“物体是由大量分子组成的”中“大量”的含义，当教师在说明分子直径、分子体积、分子质量数量级，讲解阿伏伽德罗常量的数值时，远不如这个学科情景活动带来的震撼：9克水（相当于一矿泉水瓶盖的水量）的水分子一个挨一个排列可绕地球赤道300万圈！

ACDMB观点下的物理情境教育，让个体在情境中学懂，在情境中感悟，在情境题中检测会的程度，在情境中进行化育[15]。因此，在设计主题时，教师可以根据知识、能力、思想方法、价值等多维度聚焦单元主题，学一隅而知三隅，凸显主题的深层意义，通过显化“育成的结果和状态”，学到的是知识，收获的是能力和素养。

2.2德化生活

化育的育智育德价值在于生活实践。古今中外选拔人才的标准是“德才兼备，以德为先”，育人的根本在于立德。针对大量存在的学用分离、先学后用的教学弊端，教师可以尝试将先学后用的教学改成“学用结合”教学。“学用结合”教学是把知识与生活建立联系，是从源自生活的学习内容、学科知识结构和解决生活中的真实问题这三个角度来设计鲜活而具有整合性的学科问题。从生活走向物理，通过一个个生活化素材、生活化情境、生活化主题、生活化原始习题，看到隐藏在生活背后的学科本质、学科规律、思想方法，特别是学科的德育价值。从物理走向社会，学生会用物理的思维方法去观察、认识和思考周围环境，体会到物理在生产、生活、科技与社会领域的应用价值。这才是真正对“知识来源于生活，又还原于生活”的最好诠释，也就是“学用结合”，从而实现从“解题”向“解决实际问题”，从“做题”向“做人做事”转变。

当教育“化入”德育和生活时，教育便无处不在、无时不在。例如，通过计算汽车刹车时的安全距离，让学生自行挖掘出表达式和数值背后蕴藏着的“不能超载，不能超速，不能酒后驾车，路面不能太滑、及时更换轮胎的依据，以及怎样大小的距离才是安全距离，等等”。又如一个最简单不过的串联电路，电路要正常工作，电源、开关、仪表、电阻每一元件既要有角色意识和责任担当，又能精诚合作。团队里不能谁都当“电源”，也不能离开“开关”，否则一定是灯爆或灯不亮的结局。比如借一把剪刀，学生在学习压强、受力、力距的同时，更需体会这一生活事件的德育价值：别人向你借用剪刀时，你用手握住尖端，把剪刀柄端递给他人，学科素养就在其中。再比如，教师呈现不倒翁、不倒U盘时，更应让学生体会“降低重心，才能让你更踏实”的人生哲理。“生活中的圆周运动”一节课，教会的不僅是圆周运动知识，更是“转弯过桥请减速，大半径适倾斜”的安全意识[16]。学习“焦耳定律”这一内容后，除了理解一些概念，获得定性定量的科学探究，教师更应让学生从节能、环保、安全角度明白从“钻木取火、煤油灯、白炽灯、节能灯到LED灯”的演变过程。具体如图3所示。

【例4】如图4所示，某插线板长约2米，横截面积约为国家标准（1平方毫米）的1/5。求：①该插线板的总电阻;②如果通以10安培的电流（插线板中标注的额定值），求它的热功率。

学生通过电阻定律和热功率的计算，深刻体会到劣质插线板的危害、生活中大功率电器单独布线的规则，以及规定学生宿舍严禁私拉电线、随意私接插线板的规定。

以学促知、学以致用、以知促行。赫伯特·斯宾塞说过：“教育的目的和任务，就是为我们的完满生活做准备。”德化生活是多学科育人资源（各类定式化概念、理念等）呈现德育价值，在生活中达到整体融通;德化生活是科学、技术、社会、环境、艺术、医学等方面的精思妙理与生活熔为一炉，并指导人们的德行。德育生活在于“学用结合、知行合一”[17]。

2.3润化生命

润化生命在于生命意义的追问。刊登在《光明日报》上的《基础教育把更有用的东西给学生》一文提到：要解决人的发展问题就要尊重人的生命成长规律，我们应该在基础教育阶段解决人的精神问题。这个问题在基础教育阶段解决不了，那么到大学阶段想补这一课就已经晚了[18]。把课堂真正转变为师生间、生生间生命与生命交流的地方，这就意味着回到了教育的本源。

【例5】2019年，《科学·机器人学》刊登了《新型纳米机器人可进入活体癌细胞》这则新闻。加拿大多伦多大学研究人员最新开发出一种纳米机器人。用计算机算法改变6个磁线圈的电流以建立三维磁场，引导直径约700纳米的磁性铁珠到达细胞内的指定位置。铁珠可在磁性“镊子”的操控下，在活体癌细胞中进行精准活动。此前研究人员是使用激光来驱动探测活细胞，但激光能量不足就驱动不了珠子运动，增加激光能量又可能破坏细胞内结构，因此其使用受限，而新方法可施加的能量比激光高了一个数量级。研究人员还设想，这种纳米机器人可以阻塞肿瘤细胞，从而“饿死”癌细胞或直接破坏癌细胞，未来有望为化疗、放疗和免役疗法无效的癌症患者提供一种新疗法。

从上述科技前沿和科技新闻中，学生尝试回答以下问题：人类为什么要控制纳米机器人的精准活动？为什么驱动形式要从“光镊”转向磁性“镊子”？为什么要学习“力、运动、能量、激光”等物理学知识，特别是为什么要学习带电粒子在电磁场中那些极其复杂的运动？同时，案例也给学生带来大大的震撼，科技改变着生活，改变着人类生命周期，带来新的生命思考：人类一旦降服了凶恶的癌症，人类应该如何应对“百岁人生的框架下”的学习和生活？

润化生命在于尊重生命的教育。润化生命，一种心灵与心灵的碰撞、灵魂与灵魂的启迪。知识与能力能够在后天习得，但个性素养涵育却要靠“经历、反应、等待、领悟、升华”这些生命成长历程。润化生命，才能立足基本生存条件，获得健康生活，努力提升生命质量。如同培育一棵树，需要理解扎根大地的意义。润化生命，才可能理解作为生命表达的教育在于人的成长与完善，更加关注学生的心灵和幸福，提升精神生命、内在气质和生命姿态。润化生命，意味着回到了教育的本源，不仅关注完善和提升个体生命，更在于成就群体生命，促进个体与群体、自我与他人生命的和谐发展。

2.4暖化心灵

心灵指内心、精神、思想等。化育是人的心灵上的培育、感化。“学懂·悟会·化育”下的情境教育主要有三个层次（场景、情境和心境）以及三个主要功能（激趣、启智和养心）。心境在于人与已的交流，在于素养层面的“养心”功能。春风十里，不及学生心里的一缕阳光。如果学生能够积极面对自己，在主观世界中有效引发心灵的主动参与，积极进行知识内化，深化对自然、社会和人生的认识，在丰富的文化教育中就能产生情感的共鸣，感悟生命，形成个性化的物理观念、核心价值，实现知识转化为素养[15]。

第一，活化故事，在讲好学科故事中提升学科魅力。讲故事是转化中“以小见大”的策略。曹冲称象等许多中外经典故事能够代代相传，是因为这些小故事中蕴含着大道理，这些大道理能够拨动人的心弦，启迪人的思维，帮助人们更深刻地理解和把握人生。在物理学发展过程中，展现的是整个物理学科的发展过程。师生一起讲好物理学史，讲好物理学家、物理实验发展、科学方法发展、物理理论发展等的故事，特别是关注一些触动内心的物理故事。如1935年爱因斯坦在玛丽·居里夫人的追悼会上发表了著名的演讲：“她一生中最伟大的科学功绩——证明放射性元素的存在并把它们分离出来——之所以能取得，不仅是靠着大胆的直觉，而且也靠着难以想象的极端困难情况下工作的热忱和顽强。这样的困难，在实验科学的历史中是罕见的”，“居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只有一小部分存在于欧洲的知识分子中间，欧洲就会面临一个比较光明的未来。”学生在学习放射性元素的同时，一定会从这些学科故事中获得精神力量的感召。

第二，强化对话，在亲历学科表达中展现内心洞见。教育是有意义有价值的活动，进行人与己的交流活动是当前最需要、最缺乏却最有意义和价值的。教师要引导学生亲身做、亲自见、亲口说，只有经历过的东西才是真实而印象深刻的，才能在心理上产生共鸣，从而做到内外合一，于细节和微小之处见品德。当教师在课堂教学中引导学生与客观的世界对话、与教材对话、与同学对话、与自己对话之后，为交流赋予意义的人是学生自己，他才能从书本走向生活，在有意义的境脉中，在“何时、何事、如何、为何”中进行概括，凝练成结构化的学科知识，提炼出自己的话语并进行个性化表达，表达出个体学习的体验、学习的感悟和对事理的洞见。学科对话，以境导思、以思悟理、以理论道，既见趣、又见智，还见自己的内心洞见。

第三，回归文化，在文化熏陶中涵养新时代精神。新时代“中国精神”是中国文明的精髓体现及由此展开的各种思想、理想和价值观[19]。文化的核心是思维方式和价值观念，教育的实质是文化的传承，是传递文化的主渠道。而文化的产生、存在的意义与价值是“化育”：以文化人，以文育人，即影響人、教化人、塑造人、匡正人。文化就像一个磁场，人处在怎样的文化场中就被磁（化）成怎样的磁性。优秀文化体现的是大众、多样、自觉、共识、共行的价值观念。而观念是渗透在心里、头脑中、血脉里，最深层、最不易消化、最不易改变。物理文化是在物理学家长期科学实践中创造的物理学理论体系，是从亚里士多德开启的理性思维方法、伽利略的实验方法、牛顿的归纳与数学化方法中发展起来的，是追求物质及其运动之真善美的统一，是客观上求真、目的上从善、情感上至美的学科文化精粹。北京大学穆良柱教授认为，物理方法（物理学家如何“做事”）和物理精神（物理学家如何“做人”）构成了物理文化的核心[20]。通过物理教学传承物理文化，解读出物理知识体系、物理学观念形态、价值标准以及约定的工作方法等，感悟物理与科学、自然、人文、艺术的关系，学会做人、学会做事和学会生活，用物理文化去观察世界、思考世界、感悟人生和暖化心灵。

第四，回归初心，在躬身入局中提升时代价值。教育的DNA是价值，物理教学需始终保持追求真善美的初心。比如，前面提到化育的内隐性特点，化目标于无形、藏意图于过程是育德的有效方法。能力、品格和价值这些内隐性的目标，只有当学生主观能动地融入其生活、生命、心灵的过程，才能更好地体验、认同、感悟、消化、生成，并表现为学生个体自主的迁移和应用、自觉的实践和行为。只有学生自己躬身入局，才能自己提出这一系列问题：我已经知道了什么？我想要知道什么，预期结果如何？我可以从哪里学到？生成的问题有哪些？我怎么解决问题？如何完成挑战性的任务？如缩小差距、化解冲突。我新学到了什么？只有学生自己躬身入局，才能发自肺腑地热爱这门学科，自发地对自然、社会和人生的认识，能自觉地用学科眼光观察世界，学科思维思考世界，用学科语言表达世界。只有学生自己躬身入局，才能善用哲学思考（如运动变化的观点、对立统一的规律、否定之否定规律和普遍联系的整体思维方法，等等），在学科学习中有价值经历，进行价值澄清，接受价值教育和引领，解开价值困惑，将学科养料渐渐与自己的思想、情感、道德相渗透，融合与共鸣，在实践中迁移和运用学科知识与能力，从而培育核心价值和学科素养，最后在复杂问题解决中做到位。

3结束语

一如春风化雨，润物无声。立德树人实现途径需要从聚焦学科独特性质和任务出发，在大概念、大单元中显化主题，在学用结合、知行合一中德化生活，在生命意义和尊重生命中润化生命，在故事、对话、文化和初心中暖化心灵。有知识、展能力、化品格、树价值、显素养，最终都是“人”的发展，学习的本质特征是学以致知、学以致用，特别是学以致慧、学以致育和知行合一。这是教师对教育目的和教育价值的不断追问。

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[20] 穆良柱.什么是物理精神[J].大学物理，2018（3）：26-28.

AbstractHow to transform the learning of academic knowledge into values such as qualities and competencies of the students？Firstly，through four groups of connections（ education，enlightenment and bildung，knowledge construction and  knowledge conversion，the internalization and the externalization of knowledge，the cultivation of intelligence and the cultivation of character），all of them will in turn manifest the value and connotation of bildung.Secondly，it is vital to present the validity of bildung in the cultivation of intelligence and character，employing the four characteristics： subjectivity，implication，practicalities and elaboration.Lastly，concerning the key competencies in physics，the strategies of bildung lie in four aspects： highlight of the theme，moralization of the life，immersion of spirit and warming of the soul.

Keywordsbildung;key competencies in physics;knowledge conversion;connotations;characteristics;strategies

[責任编辑马晓宁]