核心素養視域下物理教育的三個基本轉型

駱文洲

摘 要：在核心素養視域下，解決物理教育三個基本問題的途徑應該是從物理教學到物理教育、從學術形態到教育形態、從知識重現到知識重演，即需要做好教育觀念、課程內容、教學方式等方面的轉型.這樣才能切實凸顯物理學科本質，才能真正體現物理學科的育人價值.

關鍵詞：核心素養；物理教育；教學方式

當前，為了進一步順應國際教育發展的潮流和深化新課程改革，教育改革從知識導向走向了能力導向，又從能力導向走向了素養導向；課程目標從雙基目標走向了三維目標，又從三維目標走向了核心素養.但是，目前的教育觀念還有不少停留在學好知識、學有用知識、最終成才，即“有用”論、“學好”論、“成才”論，它對應著教育的三個基本問題（3W），即“為什么學Why”，“學什么What”，“怎樣學How”.結合高中物理教學，針對教育中的這三個基本問題，下面簡略地談談高中物理教育如何轉型才能切實發展學生的學科核心素養.

一、從物理教學到物理教育，回歸育人本位——教育觀念的轉型

為什么學？對應著為什么教？它涉及物理學科價值定位問題，也是一個教育觀念的問題.著名數學家波利亞曾統計：學生中學畢業后，研究數學或從事數學教育的人占1%，使用數學的人占29%，基本不用或很少用數學的人占70%.顯然，物理學科價值定位于知識本位是不行的，那么學科本位行嗎？中科院院士楊家福先生曾經說過，只有不到十分之一的學生畢業后從事與核物理有關的工作，其余的都紛紛改行，活躍在金融、企業或行政等崗位上，這正是復旦物理系的成功！看來，學科本位也是不妥的，我們需要回歸到育人本位上來.中科院院士陳佳洱先生曾經說過，物理學不只是圖表和數據，它能帶給你很多更珍貴的東西：理性的思維、人生的哲學和人生的道路.這段話正是對物理學科價值的詮釋：讓學生終身受益的不是具體的物理知識，而是所學的知識忘掉之后剩下的東西，這就是物理學科核心素養.這也正是美國普林斯頓大學校長Abraham Flexner教授在“無用知識的有用性”所期望的：不懈地追求“無用”知識，“用處”就會出現.因此，我們要關注物理知識的文化取向，開發物理知識的育人價值，即從傳統的以知識為本的物理教學，回歸到培育核心素養為主的物理教育，這是教育觀念的轉型.

以“牛頓第三定律”的教學為例.傳統的知識本位教學流程大致是這樣的：舉例（說明力的作用是相互的），實驗（驗證力的作用大小相等方向相反），總結（歸納力的作用規律），練習（應用牛頓第三定律）.這樣的教學，缺乏學生主動建構的過程，導致學生理解不深刻且片面，特別是阻礙了學生的物理觀念（相互作用觀）和科學探究等學科素養的提升.那么，我們該如何改進呢？可把上述的封閉性的驗證實驗改進為開放性的探究實驗，如表1.顯然，這樣的設計是以物理核心素養為導向并自始至終貫穿在物理教育之中，使教學過程成為學生核心素養的形成過程.

二、從學術形態到教育形態，學會廣義備課——課程內容的轉型

學什么？對應著教什么？顯然，教師應該把最有價值的知識傳授給學生.英國教育改革家斯賓塞在百年前就曾發文提出了百年課程難題“什么知識最有價值？”1996年經合組織在《以知識為基礎的經濟》報告中，將知識分為四類：“知道是什么”型知識、“知道怎么做”型知識、“知道為什么”型知識、“知道誰有知識”型知識.前面兩類屬于顯性知識，后面兩類屬于隱性知識.物理知識也存在著這樣兩種形態，一類是作為科學物理的學術形態，它是用來描述或解釋物理世界的；另一類是作為教育物理的教育形態，它才是蘊含在背后的思維方式、價值取向、學科素養.如果學術形態是海面上冰山的話，那么教育形態就是海面下內隱的部分，這部分的價值更大、意義更深.因此，在核心素養視域下，高中物理的課程內容需要轉型——從學術形態轉向教育形態，而這一轉型中最重要的是教師要學會廣義備課，即遵循核心素養發展的邏輯，讓學科內在的生命能量與價值顯現出來，充分發揮物理學科的育人價值.

以“電場強度”的教學為例.學生把所學的電場強度知識都忘掉后，所剩下的給學生本人終身受用的東西是什么呢？或者說，學過電場強度給學生打下的烙印和沒學過電場強度的學生相比會有怎樣的差異呢？應該是物理學科核心素養之一的“物理觀念”中的“物質觀”！學生在初中學習磁場的基礎上，通過電場強度一節的學習，進一步理解“力的作用離不開物質”.在此，學生深入系統地學習后可認識到：電荷的相互作用是通過電場來實現的，看不見摸不著的電場也是一種物質.這對學生樹立正確的物質觀，乃至價值觀、世界觀和人生觀起到非常重要的作用.可見，只有在廣義備課基礎上進行的教學，才能使電場概念在學生頭腦中得到提煉和升華，才能真正提升學生運用物質觀解釋自然現象和解決實際問題的能力.

三、從知識重現到知識重演，促進深度學習——教學方式的轉型

如何學？對應著如何教？“教結論、學技巧”式的教學是授人以魚式的教學，這樣的教學僅僅是知識的重現，短期內學生雖然可以學得較多的知識，但是知識卻很難轉化為解決問題的能力與智慧，更無助于提升學生的核心素養.因此，課堂需要教學方式的轉型，即提倡“教思維、獲智慧”式的教學，把學科知識作為形成學科素養的載體，教學活動作為形成學科素養的渠道.那么，我們該如何做才能真正促進教學方式的轉型呢？美籍匈牙利數學家波利亞在“教學發生原理”中有這樣一句話：在教一個科學的分支或一個理論、一個概念時，我們應該讓孩子重蹈人類思想發展中的那種最關鍵的步子……顯而易見，我們的教學應該是一個知識重演的教學，即在教師的指導下，讓學生去揭示并感受物理知識發生的原因、物理知識形成的經過以及物理知識發展的方向，并藉此培育學生的物理核心素養，簡而言之，學生只有通過知識重演的深度學習才可能提升核心素養.

以“電能輸送”的教學為例.知識重現的教學流程大體是這樣的：演示直接遠距離輸電時發現燈泡很暗，再演示高壓遠距離輸電時燈泡正常發光.顯然，這種去情景化的、去問題化的教學對物理學科核心素養的培育基本是毫無益處的.那么知識重演的教學是如何的呢？它是以情境引問題的、以問題導探究的、以探究促真知的，其主要教學流程如下.

觀察：小燈泡直接接入電源，正常發光.

問題：讓教室后排的另一小燈泡發光呢？

觀察：用細徑導線接入電源，亮度很暗.

問題：為何小燈泡發光暗淡？如何解決？

觀察：換粗徑導線接入電源，亮度增加.

問題：還有其他方法嗎？怎樣減小電流？

觀察：依次接升降壓變壓器，正常發光.

顯然，這樣的教學再現了知識的發生過程，簡約而又迅速地重演了科學家的研究歷程，不僅培養了學生問題意識和探究意識，而且也提升了學生分析論證的能力、設計實驗探究方案和獲取證據的能力等.

綜上所述，在核心素養的視域下，“無用”比“有用”更有用、“好學”比“學好”更重要、“育人”比“育才”更根本，因此，物理教育只有做好教育觀念、課程內容、教學方式等方面的轉型，才能真正發展學生的物理學科核心素養.