立足核心素养 让高中物理课程教学更有意义

文/祁全礼

引 言

高中物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任这几个方面的内容[1]，但不同情境下，这些不同的方面能够相互作用，相互渗透。在培养学生的物理观念时，教师可以设法加入实验探究，这不仅可以完善学生的知识体系，还打破了培养学生单一核心素养培养的僵局。教师在明确核心素养内涵的基础上，对教学过程进行审视，分析现阶段教学存在的问题，并以核心素养的落实打破物理课堂对学生的束缚，让学生主动探究、合作学习、大胆假设、认真推理、构建模型，都有助于学生应用专业物理思维思考问题，灵活解决问题。

一、把握物理本质，培养学生科学态度

就现阶段的高中物理课程教学改革来说，其基本是围绕培养学生核心素养展开。教师在教学中要抓住物理学科的教育本质是育人，在此基础上，读懂学生，了解学生的学习需要，并使学生的综合能力得到不断发展。因为物理是一门自然科学领域的基础课程，所以学生在学习过程中要亲身经历物理概念的形成，物理定理的产生，这会为学生科学态度的培养与责任意识的形成奠定基础[2]。与此同时，学生学习物理知识，探索物理规律的本质，需要具备一定的科学态度，这也是科学素质与品质的体现。学生在掌握物理知识后，可能会遗忘，但科学的态度会伴随学生一生。从这一点出发，教师要紧紧把握物理教育的本质，利用物理史、学生实验、课后习题等，培养学生实事求是的科学态度。

例如，“曲线运动”与学生之前所学的匀速运动或匀加速运动不同，是一种变速运动，学生在理解概念时需要借助物理实验现象的辅助。因此，教师在教学之初，就可以播放视频，让学生看到不同的曲线运动，并询问学生：“这和我们之前学过的直线运动一样吗？”学生认真观察视频中不同时刻物体的速度与方向变化，能够意识到物体在某点的瞬时速度和方向都会发生改变。这时，教师可以用教具给学生演示物理实验，让学生观察曲线运动在运动时所有的合外力与初速度是否在同一条直线上，学生也可以模仿教师的演示实验利用学具开展实验探究活动。经过教师形象化的展示与学生的探究，学生能够从直线运动中类比出曲线运动的条件，形成一定的实验能力与分析归纳能力，以实事求是的实验探究得出正确的结论，形成探究物理问题时的科学态度与科学素养。

二、调整教学方式，发展学生物理观念

教师在教学中要提高学生运用知识的能力，在课堂上给学生布置明确的学习任务，使学生在明确的学习目标引领下不断学习知识，锻炼思维能力。为了强化学生的学习能力，让学生形成一定的理性思维，教师在教学中要把发展学生的物理观念、培养学生解决问题的能力作为重点，深入解读物理知识间的内在联系，减少学生在理解上的困难。这可以让学生在学习过程中减少对知识的记忆，使学生完成从机械记忆到灵活应用的转变。这是学生形成完整物理知识框架的基础，也是学生物理观念形成、物理思维形成的重要体现[3]。

以“重力与弹力”为例，教师在教学之初可以通过重力的实例引出重力的分析，鼓励学生分析重力的施力物体与受力物体，并进一步鼓励学生通过探究实验分析重力的大小与方向。在学生理解重力的概念之后，教师可以通过提出问题的方式激活学生的思维，让学生运用物理思维去解决问题，让学生观察并写下重力G 和质量m 之间的关系。从理解、分析概念，到应用概念去分析物理实验现象，在现象中总结重力和质量的关系，学生需要不断经历思考、提出假设并验证，教师的恰当指导能让学生的学习从具象到抽象，加深学生对重力的理解。

三、采取分层教学，开发学生不同潜力

物理教学要启发学生，给学生的思维发展提供不同的渠道，而不是禁锢学生的思维，这体现了《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提出的“不同的学生取得不同程度的进步”的理念。教师在教学时不能禁锢教学思维，要明确学生在课堂上可以自主参与物理学习，为培养学生的核心素养创造条件。教师培养学生的物理观念、锻炼学生的物理思维方式，目的就是让学生掌握更多学习方法。但学生之间存在差异，如兴趣、认知情况、学习能力等。分层教学的方法可以实现以核心素养为导向的分层任务设计。教师根据学生学习兴趣或认知情况，设计针对性较强的课堂，不仅能够吸引学生积极参与，还能开发学生多方面的潜力。教师尊重学生的思维方式，培养学生对知识的迁移和应用能力，给学生更多的思考和表达的自由，能使学生在愉悦氛围的带动下建立学习信心，深入学习物理知识。

例如，在讲解机械能守恒的习题时，教师将其与圆周运动进行了结合，在课堂上给学生设计了两个不同的问题，其中一个问题为基础题，另一个为变式训练题目。题目一：将圆球用绳子悬挂起来，摆长为p，最大偏角为θ，在忽略阻力的情况下，求圆球运动到最低位置时的速度。学生在解决基础问题时可以根据物理公式建立模型，在分析和探究中得出答案。教师也要给予适当的引导，帮助学生加深对机械能守恒定律的印象。题目二：把一根长为L的绳子的一端固定在O点，在绳子的另一端终点系圆球A，在O点的下方有一个钉子B，当圆球由水平位置静止释放后，圆球运动到最低点时绳子碰到钉子，此时，圆球开始以钉子为圆心做圆周运动，绳子最高能经过O、B之间的连线，求该钉子B点的位置。题目进行了变式后，能够突破物理问题的表面，让学生在分析问题时认识到问题的本质，并采取正确的解决方法。设计这样的基础问题和变式训练题，可以满足学生的学习需要。学生即使暂时不能解决变式问题，也能在解决基础问题的过程中获得学习自信。这为学生不断接近并触碰物理问题的本质奠定了基础，在开阔学生视野的同时，不断开发学生的潜力。

四、构建物理模型，提高学生推理能力

物理学科的知识特点，要求学生在学习时具备一定的推理能力与探究能力。教师在课堂教学中要根据学生思考的过程、整合信息的过程、类比分析的过程，把学生具象的思维抽象化，让学生从分析事物的表象入手，分析事物的本质，这对学生理解物理概念，构建物理知识网有重要作用[4]。教师要循序渐进地培养学生的物理学习能力，在遇到实际问题后要指导学生从中抽象出本质的具体方法，顺利构建物理模型。在建立物理模型之后，学生可以根据具体问题灵活选择推理方法。

以牛顿第二定律为例，其题目中出现不同木块质量、水平恒力、匀加速运动等因素，要求学生求其中一个木块对相邻木块的作用力大小，看起来是非常复杂的问题。但是，在抓住本质后，学生就可以把整体当作研究对象，而不是将其分成一个一个小木块去求力，这样解决问题不仅省时省力，还能保证正确率。然而，这需要学生根据题目灵活构建牛顿第二定律的模型，非常考查学生的分析与推理能力。教师在教学中可以通过分析解题过程，了解学生的思维方式，并给出具体的引导，让学生在脱离教师的“脚手架”之后仍旧可以独立思考问题、构建物理模型，并通过严谨的推理过程解决问题。

以高中阶段学生比较常见的弹簧问题为例，其中的弹簧模型需要学生熟练掌握。在题目“以自由落体下降的圆球在一段时间后，触碰到了弹簧，且持续下降直至将弹簧压到最短，求圆球在触碰弹簧时的加速度，以及将弹簧压缩至最短的加速度”的解答中，学生需要先构建弹簧模型。在圆球接触到弹簧时，很多学生能够得出此时的加速度。教师可根据学生所说的“加速度方向向下，加速度a 的大小等于g”，引导学生继续完善模型。根据简谐振动的对称性，教师可提出问题引导学生思考：“在弹簧被圆球压缩至最短时，它的加速度大小有变化吗？请注意，此时圆球的加速度不等于0。”在教师的提示与引导中，学生即使需要反复分析，也能够在推理中给出科学严谨的证据，这既体现了学生学习物理过程中认真的科学态度，还锻炼了学生的科学思维。

五、分析实验现象，锻炼学生探究能力

物理教学中的教师演示实验或学生实验，都会出现与实验结果不符的实验现象，如验证滑动摩擦定律时滑动摩擦力与外界施加的压力没有形成平衡力等，这些异常的实验现象是非常宝贵的经验，教师在教学中不能把异常的实验现象略过，而是要在正确的引导和分析中，增强学生对物理实验现象的分析能力。物理实验的目的是让学生在探究过程中发现尚未认识或认识不全面的事物，分析和探究实验现象，让学生根据实验现实，反推之前的实验假设、实验过程，并根据已有的知识经验去解释实验现象，为在实验探究中得出正确的实验结论奠定基础。

例如，在教学“向心力”时，教师通过小球被细线拉着做水平匀速圆周运动的实验现象，组织学生分析小球的受力情况，并指出这是最常见的向心力问题。教师可从这个实验现象出发，让学生分析这个现象中的向心力来源。然后，教师再组织学生通过模仿的方式，利用手边的学具做类似的圆周运动，让学生观察实验现象。随后，教师出示木块随着圆桶绕轴线做圆周运动的实验。和小球不一样，木块是和圆桶侧壁贴在一起的。教师可以在学生分析实验现象时给出提示，让学生在分析向心力来源时注意观察实验细节。不同的实验现象中有不同的物体，学生在观察和分析实验现象的过程中，已经了解了向心力的特点：向心力可以是某一个力，也可以是几个力的合力，还可以是某一个力的分力。

六、经历实验探究，增强学生实践水平

物理学科核心素养对学生的实验探究能力提出了明确要求，而学生获得实验探究能力，具备独立设计实验、提出假设、完成实验的能力，则需要具体的实验活动。对此，教师在教学中可以利用适时的实验教学发展学生的学习能力，让学生的已有知识有应用的舞台，动手操作经验获得积累。重要的是，实验过程注重科学性与严谨性，实验难免会出现错误或呈现出有偏差的数据，这些都是学生在探索和尝试中宝贵的经验。在组织实验教学时，教师要从课本出发，从学生感兴趣的实验类型出发，以明确的目的性开展实验探究活动，引导学生独立参与实验，以生生合作或师生互动的方式进行实验，在实验过程中锻炼学生的思考能力，使学生经历物理学家似的探索过程。这既可以考查学生对现有知识的掌握能力，发散学生的思维，又可以提高学生的实践操作水平，让学生意识到物理学习有具体的实验过程佐证，培养学生思维的严谨性。

例如，在探究实验“探究平抛运动的特点”教学中，教师设计了有趣的实验，以吸引学生动手参与实验。同时，本节课需要学生经历由特殊到一般的探索过程，利用对比实验，深化对平抛运动特点和规律的认识。在趣味实验的带动下，学生都情不自禁地投入实验探索中。教师可以给学生提出明确的实验要求，让学生根据实验要求以及课本中的实验过程，设计对比实验方案。同时，教师要充分利用学生的已有经验，在实验探究中根据学生的操作给出表扬，或适时提出疑问，让学生在思考与分析中调整实验方案，在探究中得出平抛运动的条件，进而得出正确结论。

结 语

总之，在高中物理教学中，教师要帮助学生理解基础知识，分析物理概念，并注重对学生学科素养的培养，紧紧把握物理本质，从育人的视角出发，培养学生科学严谨、实事求是的思维习惯，使学生形成正确的科学态度。同时，在教学中，教师要不断创新，重视学生在课堂中的主动参与，在调整教学方式后，把发展学生物理观念、培养学生物理思维作为学生学习能力提升的衡量指标，采取分层教学，激发学生的潜力，开发学生不同方面的潜能，并在实验过程、实验现象的探究中，给学生充分探索的机会，使其在质疑、推理、分析的过程中发展物理学科核心素养。