物理課堂教學中滲透物理學科核心素養的研究

摘 要：新一輪的物理課改已經來臨，此次改革旨在進一步提升學生的物理學科素養，為學生的終生發展奠定基礎。本文基于培養學生的物理學科素養的目標，淺談如何將物理學科核心素養的構成內容貫穿在高中物理《電磁感應》教學之中，從而說明如何在物理課堂教學中有效提升學生的物理學科核心素養。

關鍵詞：物理學科核心素養；高中物理；電磁感應；教學研究

2014年3月30日，教育部印發了《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，文中提出：“教育部將組織研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。”核心素養是由于時代深刻的變化、人們對人才培養的觀點與時俱進的發展，而提出的更全面更綜合的培養目標。從物理教學現狀的分析發現，多數地區學校的物理教學大多從知識、技能、方法等方面考慮和設計，而從核心素養大的教育觀角度出發的少或者說是無意。那么怎樣才能在物理教學中更好地貫徹核心素養教育，使核心素養教育能更好地“落地”呢？筆者將以高中物理《電磁感應》教學為例來做淺薄的探討。

物理學科核心素養主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面，教師依據這四方面來構建電磁感應的教學目標和內容。物理基本知識系統的構建是一個長期而復雜的過程，教師應將具體的物理概念和規律，例如法拉第電磁感應定律、楞次定律等教學的每節課都作為形成學生物理基本知識框架的有機組成部分，通過對具體物理概念和規律的逐步學習、深化和不斷應用，促進學生對電與磁相關知識的理解滲透，學會運用這些知識解釋電磁感應現象，解決生產生活中的應用問題，如利用電磁現象記錄與讀取信息的基本原理。發展學生的“科學思維”能力是物理教學的重要目標。教師引導學生經歷物理概念的建構過程和物理規律的形成過程，也是發展學生科學思維的重要途徑。例如在“法拉第圓盤”教學過程中，教師引導學生首先將法拉第圓盤進行物理建模，將圓盤平面分割成無數條導體棒，其次利用等效法、微元法等方法推導感應電動勢。在“探究感應電流的產生條件”教學過程中，教師要注重培養學生物理學科核心素養構成內容之一的“實驗探究”能力。在電磁感應物理學史的教學過程中，教師要讓學生感受并體會“物理與社會”的關系，并讓學生通過自主學習搜索電磁感應現象的發展史，通過網絡媒體等查詢電磁感應發展過程中涉及的安培、科拉頓等科學家研究電磁感應的物理史實知識，通過他們的成功或失敗的史實資料闡述物理觀念變革。例如對于法拉第發現電磁感應現象的過程的教學，教師應通過回顧法拉第發現電磁感應的歷程，展示其科學探究思想的精髓，讓學生更進一步地認識法拉第研究電磁感應的科學研究方法，對待科學研究的態度與責任等，引導學生在潛移默化中豐盈正確的物理科學史觀。筆者嘗試采用的具體教學策略如下：

一、挖掘與顯化科學的思維方法

在電磁感應教學中，教師要挖掘、顯化物理科學思維方法。如在利用實驗方法判定感應電流的方向的教學中，利用比較歸納方法判定感應電流的右手定則等。若對電磁感應的實質問題進行研究、引申和拓展，則可以利用能量的轉換這個研究問題的方法解釋電磁感應現象。在楞次定律的探究和總結過程中，或隱或顯地存在著實驗法、觀察法、對比分析、邏輯推理、分析和綜合等方法，教師在教學過程中都應當予以顯化和展現，讓學生明確并進行探究、嘗試。在物理課堂教學中，信息技術可作為情境探究和發現學習的工具，學生通過運用多媒體手段化靜為動，展示與觀察知識形成的過程，通過認真觀察與分析，初步檢驗猜想結果的正確性。

二、經由實驗培養學生物理實驗及科學探究能力

《普通高中物理課程標準》中的有關內容可以作如下理解：（1）科學探究是一種學習方式，是學習目標，也是學習內容。（2）從學生的角度來看，科學探究是一種學習方式，學生在科學探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。（3）科學探究方法是一種程序性知識，學生對探究方法的掌握以及對探究意義的認識，都有一個系統學習和不斷加深理解的過程，是物理課中的重要教學內容。在《楞次定律》這節課中，筆者將實驗設置為學生分組探究實驗，每兩位學生準備一套實驗器材，包括：干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導線。實驗中，首先讓學生觀察并知道電流方向與電流表指針偏轉方向的關系，再觀察原線圈中的電流方向與磁鐵運動方向之間的關系。利用這些直觀的物理現象作為分析問題的客觀材料，并以此為依據引導學生觀察、思考、分析、討論、歸納、總結出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運動方向的關系。最后，訓練學生用科學的語言描述，并解釋所觀察到的現象，從而順理成章地歸納出楞次定律。不難看出，在教師有針對性的引導下，學生有計劃地參與到探究情境中來，不僅可以使學生提升實驗技能，又可以得到科學方法的訓練及能力的培養，加深對物理概念和規律的理解和掌握。同時，可讓學生領略物理學的思想，培養他們的科學態度和科學方法。

三、創設待解決的有助于物理概念和規律學習的物理情境

在物理核心素養導向下的教學要求教師為學生創設未知的、“原始”的問題情境，這些原始問題可以是課堂生成的，也可以來自生產生活現象，讓學生像科學家那樣“獨立地嘗試用各種方法研究問題”，在不斷嘗試的過程中開闊視野、發展能力，這樣學生不僅獲得了知識，更重要的是體驗到了科學探究的樂趣和科學精神，養成良好的科學研究態度。教學實踐證明，在物理教學中利用真實的、有價值的情境是十分關鍵的，它讓學生歷經對已感知的情境進行概括和抽象的過程，學生會像研究者一樣建立自己的知識結構，同時發展科學思維能力。學生在建立物理概念的過程中，要用科學的思維方式對所觀察的物理現象進行重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本體特征，完成從日常概念向物理概念的轉變。在這個過程中，教師要引導學生體會科學思維和日常思維的差異，促進科學思維能力的發展。教師通過創設真實的問題情境，引導學生從物理情境中發現和提煉問題，對可能的解決問題的方法或答案等進行猜想和假設。根據猜想和假設，并結合已有知識制訂實驗探究計劃，選擇符合情境要求的實驗裝置和器材進行實驗，獲取客觀、真實的實驗數據，通過對數據的分析得出相關問題的解決方法與結論。

隨著現代化的科技進步以及設備的不斷更新，現階段的物理教學不再是單一的多媒體教學，我們也可以利用電子設備來輔助學生進行高科技知識的學習，從而使學生能夠在高中物理課堂達到擴展物理知識的效果，使學生能夠結合信息技術來學習隨著時代發展可以實際展示的物理知識。例如在“電磁感應”教學中，課前教師首先通過平板推送學習任務單：回顧奧斯特實驗，了解法拉第的貢獻。在課程的處理上通過大量生活中電磁感應的應用，使學生明白電磁感應無處不在，激發學習興趣，在提出現象后教師演示奧斯特實驗，同時，借助實物展示臺，同步展示實驗，學生容易提出“電能生磁，磁能生電嗎”的問題，從而培養學生的物理觀念與質疑、思考的能力。本節課的重點是分組實驗，教師通過平板電腦發布實驗報告，分組實驗，學生可以根據現有器材（靈敏電流計、帶鐵芯的原副線圈、空心線圈、銅棒、電源、滑動變阻器、開關、導線、條形磁鐵、蹄形磁鐵等）探究產生感應電流的方法，也可以借助學生平板中仿真物理實驗室來輔助完成實驗，這樣的一節課不僅可以順利地得到產生感應電流的普適條件，還提升了學生的實驗探究意識。信息化教育手段的介入，使得學生對于課堂的利用率得到了很大提高，對促進學生核心素養的提升起到了有效的推動作用。

當然學生在探索世界、建構認識、形成能力的過程中，離不開教師對事物的剖析、示范，離不開教師對學生活動的啟發、引導，這當中都融入了教師的理解，教師的精神，教師的情感、態度、價值觀。作為教學中的一個核心要素，物理教師只有具備扎實的專業知識、熟練的研究方法，才能深入淺出地講解、信手拈來地指導學生的學習活動。

電磁感應在高考中的地位無可撼動，是高考命題的熱點之一，近幾年的高考試題都能見到電磁感應知識的熟悉身影，而電磁感應專題涉及的多為綜合性考題，對學生而言，難度不言而喻。物理核心素養導向下的教學是體現物理課程價值的必由之路，教師應該轉變教學觀念，以學生核心素養提升為目標，改革教學的方法和過程，關注學生個體知識的建構和應用，以信息技術為背景創設有利于能力發展的學習和現實情境，以身作則培養學生的物理核心素養。

參考文獻

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