以知识溯源为抓手培养学生物理学科核心素养

孙春成

摘   要：以“匀变速直线运动规律”教学为例，探讨如何在引导学生探究知识源头过程中促进其掌握知识本质，在引发学生质疑过程中显化思想方法教育，在探寻公式意义过程中凸显思维训练等，以实现让学生掌握知识、习得方法、领悟思想，从而实现培养学生核心素养的目标。

关键词：知识追溯；知识本质；物理学科核心素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2023）7-0073-3

新修订的物理课程标准从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面凝练了物理学科核心素养［１］。培养学生学科核心素养，需要在教学中重视夯实学生的知识基礎，显化思想方法的教育，重视在教学中凸显思维训练。如何在教学中让学生透彻理解知识，掌握知识的本质？不同知识的教学，依据学情往往需要采用不同的教学策略，用不同的方法组织不同教学资源，例如相对抽象的知识需要设计相关实验降低理解难度，化抽象为具体，搭建学习的脚手架；有些知识可能需要深入融合生活实例；有些知识需要给学生布置实践性学习任务，以项目驱动学生学习，让学生在解决实际问题过程中，透彻理解知识。此外，对一些理论性强、逻辑性强的知识，可以通过引导学生探究知识源头，促进学生积极构建知识，进行有意义的学习，从而使其掌握知识本质、习得方法、领悟思想。

1    探寻知识源头理解知识本质

要培养学生的物理学科核心素养，要使学生通过物理课程的学习后具备必备品格和关键能力，就应该要求学生掌握方法、领悟思想。知识是学生习得方法、领悟思想的载体。没有高效的知识传授，或者学生对知识理解囫囵吞枣，习得方法、领悟思想就成了无源之水。要培养学生的物理学科核心素养，首先应该在物理教学中想方设法让学生掌握知识的本质，让学生透彻理解物理知识。引导学生追溯知识的源头，可以帮助学生厘清知识的来龙去脉，促进学生主动参与知识构建，进行有意义的学习。

2    质疑溯源显化物理思想方法

物理思想的领悟是物理教学追求的更高目标，领悟了物理知识背后承载的思想，才能更好地迁移物理知识和物理学科的研究方法，将其运用到新问题的解决过程中。新课标要求通过物理课程的学习让学生形成必备的品格和关键能力，养成物理学科核心素养。简单讲，所谓素养就是当有一天学生忘记了具体的物理知识，但还能留存在头脑中的东西，是当遇到新问题时能够自动调取的缄默知识，物理知识背后隐藏的方法、思想就属于缄默知识。落实物理学科核心素养培养需要重视思想方法教育，将其显化出来，让学生更好地掌握和运用物理思想方法解决实际物理问题。

在“匀变速直线运动”这一章教学中，除了在推导位移公式s=v0t+at2时可以给学生显化数形结合、极限的思想，还可以引导学生对公式进行“质疑”，在质疑中显化物理学研究中重要的对称的思想。具体可以从如下两个方面展开：

2.1    没有公式缺失初速度v0

匀变速直线运动基本规律及推论的公式、包含的物理量、缺失的物理量如表１所示。由表１可知，总共４个公式、５个物理量，每一个公式都对应一个物理量的缺失，但是唯独没有公式缺失v0。

教学中，教师可以引导学生发现上述公式中有４个公式分别缺失一个物理量，然后根据对称思想质疑：是否应该有第５个公式，缺失物理量v0？

2.2    寻找缺失初速度v0的公式

有了疑问就需要去探究质疑是否有道理。如果有道理，则将缺失v0的公式找出来，如果找不到，则应该探寻没有这一公式的原因。表１中（1）（2）（3）（4）式中都含有物理量v0，要找寻缺失v0的公式，根据对称思想，只要任意选取两式，消去v0化简即可得到。理论上有六种推导的方法。基于这样的判断，引导学生开展推导。具体如下：

3    追溯公式物理意义，凸显科学思维

物理是思维的艺术，物理教学只有重视思维训练，将学生思维水平的提升放在突出位置，学生才能通过物理课程的学习，形成全面的必备品格和关键能力。学生具备高品质的思维，在遇到实际物理问题时思考才会严谨、深刻，提出的解决方案才会周密，也才会对问题的解决提出有针对性、创造性的方案。学生科学思维的培养是一个漫长的过程，需要贯穿整个物理教学的始终，需要教师在教学设计中将思维培养的目标凸显出来。通过追溯物理公式的意义，学生需要将公式和函数图像有机结合，促进他们在透彻理解知识的基础上更加深入地思考。

在解决匀变速直线运动的问题时，经常会用逆向思维，将一个匀减速直线运动看成反向的匀加速直线运动，或者将一个匀加速直线运动看成反向的匀减速直线运动。公式s=vt-at2可以利用逆向思维理解，将0到t时刻的运动看成t到0的“倒退”，进一步等效为0到t的速度-时间图像为ＥＢ的匀减速直线运动。通过上述分析，有效培养了学生思维的深刻性，“深刻性是思维的重要品质，要求能够全面、深入地思考问题，要求能够透过表面现象洞察到事物的本质。”［2］

4    结  语

充分认识知识教学的重要性，凸显其落实核心素养培养的地位，需要教师设计教学时重视学生构建知识的过程，让学生明晰知识的来龙去脉，不仅能使其深刻理解知识的本质，也能更好地构建知识网络。知识溯源是在物理教学中凸显学生知识构建过程、让学生“知其然，知其所以然”的重要策略，可以为学生习得终身发展的关键能力和必备品格奠定基础，促进其物理学科核心素养培养目标的达成。

参考文献：

［１］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（２０１７年版２０２０修订）［S］．北京：人民教育出版社，２０20：４－６．

［2］晏廷飞．在习题教学中精准设问提升学生的思维水平［Ｊ］．课程教学研究，２０２１（４）：７4-78．

（栏目编辑    李富强）