基于整体设计的高中物理教学中核心素养的渗透策略

周洋

近年来，随着信息化、智能化产品的面世，越来越多的岗位开始被人工智能所取代，这一局面给教育界敲响了警钟，越来越多的教育者开始就“培养什么样的学生才能更好地融入这个高度数字化的社会”而陷入思考。核心素养给广大教育者带来了启示，在高度信息化的今天，综合能力出色、保有终身学习心态才是人才培养的方向。

一、物理核心素养的内涵

核心素养是在课程标准的基础上，对学科能力培养目标的集中化。在高中阶段，物理学科的核心素养主要涵盖物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四大板块。物理观念是指要培养学生从物理学科的视角认识世界，其中涵盖物理概念的建立、物理规律的理解和自然现象的解读等；科学思维是指通过物理学习，能使学生以严谨、科学的态度进行物理学习，摒弃“经验论”“感觉思维”等方式，学会用物理模型理解世界；实验探究即必要的物理实验，使学生经历动手、动脑的过程，探寻物理知识和规律；科学态度与责任则是学生在物理学习中形成的内在涵养。

二、基于整体设计教学理念下高中物理教学中核心素养的渗透意义

核心素养对学生的影响不是碎片式的，而是系统化、整体性的，它们之间不是毫无关联的独立存在，而是有机组合的一体。所以在学科教学中，渗透核心素养要基于教师对教学的整体化设计。核心素养的渗透更能体现学科教学的价值，在以往“分数论”的教学模式下，很多学生被动学习，他们不知为何而学，对知识的吸收也是囫囵吞枣。渗透核心素养的物理课堂更有灵魂，它能帮助学生找到学习的意义，焕发学生的学习热情和内在学习动力，使得学习效果更好。此外，核心素养的培养最终是为发展而服务的，核心素养是对学生的内在影响，它不同于某一次或某一阶段的考试成绩，核心素养是学生持续学习和进步的资本，它为学生的成长提供保障，也给学生的未来指明方向。总之，在整体设计理念下，核心素养的渗透使得高中物理课堂更加具体和完整。

三、高中物理教学中核心素养的渗透策略

（一）基于生活主线，树立物理观念

教学设计的结果应该是一个完整的教育系统，其中应包含背景介绍、知识讲授、实际运用、巩固锻炼、点评反思、巩固提升等一系列环节。整体性教学设计是符合新时代教育观的教学设计方法，也是更加科学有效的教学过程。教师在进行课程设计时，要多联系实际生活，以生活为主线，帮助学生找准学习角度、树立正确的物理学习观念。

以鲁科版高中物理必修一第二章第一节“速度变化规律”为例。本章内容是基于匀变速直线运动这一大背景而展开的，本节是从“速度”入手初步认识匀变速直线运动。运动和速度是学生在日常生活中所熟知的内容，且在初中阶段已经初步学习过运动相关的知识，所以在进行本节的教学时，教师可从生活现象入手，先引起学生的共鸣，再引导学生从物理学科角度剖析现象。教师先给出民航客机匀速平飞时和加速起飞时的视频。教师：“同学们，通过刚刚两个视频的观看，大家发现区别了吗？”学生1：“第一个视频中飞机是水平飞行，而且目测是匀速。”学生2：“第二个视频中飞机正处于起飞阶段，所以它肯定不是匀速运动。”教师：“同学们的观察很细致，第一个视频中飞机匀速直线运动的状态是大家在初中阶段研究过的，但同学们有没有观察过生活中物体的运动？它们都做匀速直线运动吗？”教师再给出实际生活中的交通视频片段。学生：“绝大多数情况都不是匀速直线运动，有变速的，还有不走直线的。”教师：“对，所以我们今天再认识一种运动——匀变速直线运动，大家能不能说一说你觉得什么样的运动可以叫做匀变速直线运动？”学生3：“首先轨迹也得是直线。”学生4：“匀速直线运动是速度不变的运动，所以‘匀变速就是指速度均匀变化的运动吧。”……在本节的教学中，教师以生活现象为背景，将学生的观察角度从生活拉向物理，使学生逐步建立物理观念。

（二）连接系统问题，增强科学思维

高中物理课程包含运动学、动力学、电磁学等内容，每部分内容都包含很多章节，如果不将这些章节串联起来，单一学习，学生的学习效果会大打折扣。教师应注重整体性教学，课程中不仅要讲授当堂课的知识，还要做到联系实际、联系知识背后的时代背景，联系前面所学的内容，帮助学生增强科学思维。

以鲁科版高中物理必修一第四章“力与平衡”为例。这一章涉及三节内容，分别是力的合成、力的分解和共点力的平衡，三节内容层层递进，搭建出完整的高中“力”的处理思维。在进行这一章的教学时，教师可通过连续性的设问，引导学生主动探究，并建立各节内容之间的联系。在第一节“科学探究：力的合成”教学中，教师可借助“不在同一直线上二力合成，当二力的大小不变时，合力的大小和二力夹角之间存在什么样的关系？”这一问题，来引导学生探寻“合力随分力间夹角的变化情况”。在第二节“力的分解”教学时，教师可利用“不做任何要求，力的分解有多少种可能性？”，来帮助学生建立力的合成与分解之间的联系。在第三节“共点力的平衡”部分，教师提出“当三力平衡时，都满足哪些条件”，促使学生建立共点力平衡的物理模型。在本章的教学设计中，教师着眼于整章教学，通过设计不断深入的启发式疑问，引导学生逐步建立起科学思维模式。

（三）统筹实验内容，促进实验探究

与初中物理相比较，高中物理的实验探究内容会更多，难度也会更大，因此教师在进行物理实验课程设计时，一定要统筹实验内容。高中物理知识大多是对生活中复杂现象的解释和验证，因此很多实验过程较为烦琐，学生在进行实验时容易忽略一些步骤，难以进行下去。物理教师应帮助学生梳理实验思路、理解实验流程、洞察实验过程中出现的问题，并带领学生进行实验总结和反思，提升实验探究能力。

以鲁科版高中物理必修一第五章第五节“超重和失重”为例。这一节是整个第五章也是整本书的结尾，是对整册书内容的综合運用，“超重和失重”现象在学生的日常生活中很少被提及，但他们其实是有亲身感受的，所以在进行这一节的教学时，教师可组织学生进行课堂实验，来促进学生对现象的认识。在教师向学生初步介绍了超重和失重的概念后，为加深学生对概念的理解，可先组织学生进行一个小实验：A站在体重秤上，待示数稳定后突然下蹲，B观察这一过程中体重秤示数变化；B蹲在体重秤上，待示数稳定后突然站起，A观察示数变化。学生B：“在A同学突然下蹲时，体重秤的示数变小了。”学生A：“在B同学突然站起时，体重秤的示数变大了。”教师：“这就是神奇的超重和失重现象，接下来我们进行一个探究实验，以小组为单位，每组派一名学生来讲台领取实验仪器（弹簧测力计、钩码和纸带，如图1）。”教师给出探究要求：“想办法利用刚刚发放的工具，把纸带弄断，并分析出为什么纸带会断，可以从受力分析的角度考虑。”学生投身实验，直接想到利用“超重”来使纸带受力不平衡而断裂，并给出了受力分析图（如图2）。

在本节的教学中，教师以课堂小实验来帮助学生理解物理概念，在此基础上为使学生得到更确切的认识，组织学生展开分组实验，并附上分析过程，将物理实验完美融入知识讲解的环节当中去，帮助学生养成“以实验辅知识，用规律结实验”的物理探究思维。

（四）提炼人文背景，培养科学态度

高中物理不仅仅是物理教材中的定义或公式的记忆运用那么简单，这些知识是一代又一代科学家不断探索、总结最终得出的自然哲学。除了知识本身，这些知识背后的故事同样充满教育意义，也是物理课程不可或缺的组成部分。整体性教学设计背景下，学生不仅要掌握物理知识，更要了解人文背景，以培养学生科学严谨的学习态度，全面提升物理综合素养。

以鲁科版高中物理必修一第五章第一节“牛顿第一运动定律”为例。教材中以“跨时空对话”的方式将物理学史上三位智者关于“力与运动的关系”的观点进行了展现，“牛顿第一运动定律”知识其实学生在初中阶段已经接触并学习过，但由于物理学史的部分不是中考的考查重点，所以大部分学生对这一内容印象较浅，但实际上这看似“无用”的物理学史知识对学生的物理学习有着深远的影响。因此，在进行这一节的教学时，教师一定要进行这段物理学史的介绍。教师：“同学们，大家对‘牛顿第一定律还有印象吗？”学生表示有印象，甚至有学生说出了其内容。教师：“其实在牛顿第一定律之前，还有很多物理学家研究过力和运动之间的关系，今天我们就来看一看在牛顿之前，都有哪些人发表了什么样的观点。”教师组织学生研读教材109页“跨时空对话”和110页的内容，并组织学生用自己的语言说一说这些物理学家的观察角度以及有哪些值得借鉴的地方。在本节的教学中，教师充分利用这一段物理学史知识背景，使学生明白物理知识的科学性和严谨性。

总之，在高中物理的教学中，教师要从更高处着手进行教学设计，摒弃应试思想，切实为培养学生而服务，将学科素养融进课堂教学当中，在优化课堂教学的同时，也使学生认识到物理学科的更多面，体会物理学习的魅力，享受习得物理知识的成就感，打造新时代的高中物理课堂。