淺談在高中物理教學中如何培養學生的核心素養

陳建新

教育部2014年印發的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中，首次提出“核心素養體系”概念。同時，正在進行的普通高中課程標準修訂，也將核心素養作為重要的育人目標。這說明，學校的任務絕不再是“灌輸”知識，而是給未來發展提供核心素養。

愛因斯坦在《論教育》中說：如果人們忘掉了他們在學校里所學到的每一樣東西，那么留下來的就是教育?！巴舻摹笔蔷唧w的內容、知識等，而“留下來的”則是核心素養。

高中物理教學應重視培養學生的核心素養。物理核心素養是學生在接受物理教育過程中形成的適應個人終身發展和社會需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質。它包括四個方面：物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。在教學中可以通過以下途徑對學生的核心素養進行培養。

一、在物理概念教學中滲透核心素養

物理學知識最核心的就是物理概念，它是學生學習物理的基石。高中物理課程所涉及的基本概念，其本身就蘊含著豐富的科學思想和觀點。學生在學習物理概念之前，基于生活經驗已經形成了大量的日常概念，要在此基礎上建立物理概念，必須對所觀察的現象重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質特征，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，重視基礎知識教學與科學素養培育的有機結合和滲透，使學生自然而然地受到科學素養的熏陶，使其核心素養在潛移默化中得到提升。

在物理概念教學中，教師需要給學生營造一個適應教學要求，借以引導學生發現問題、思考問題、探索問題本質屬性的物理環境，從而使學生明確為什么要引入這個概念，引入它有什么意義，這樣才能把教學目的轉化為學生學習的目的，從而激起學生的學習興趣和求知欲望。例如人教版必修1第一章“運動的描述”，教學的任務就是要引導學生了解質點、時間和時刻、位移和路程、速度和速率、加速度等概念。這些概念涉及到運動的研究主體、研究背景、描述運動的物理量、數學表達方法等，同時對后續相關章節的學習也有很好的鋪墊作用。但是平常的教學中，有的教師大量減少概念教學的時間，只要求學生記住幾個概念，再做大量的練習題，這種功利性的教學方法忽視了學生核心素養的培養，也使學生對于物理概念、研究方法沒有真正的理解。

二、創設真實問題情境培養核心素養

真實的情境是學生核心素養培育的途徑和方法，是核心素養實現的現實基礎。知識是素養的媒介和手段，知識轉化為素養的重要途徑是情境。如果脫離情境，知識就只剩下符號，知識的應用和知識蘊含的文化精神就無從談起。

教師為學生創設面對未知的、“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，開拓視野、發展能力，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。

因此，我們要改變以往以講授為中心的模式，變為以學習為中心。問題往往產生于情境，知識問題化，問題情境化。在教學設計中，要將知識轉化為問題，將問題融合于情境；學生學習時，在情境中思考問題，在思考問題中掌握知識。比如在“加速度”的教學中，我們可以引入短跑名將張培萌與戰斗機的比賽：張培萌和山鷹FTC-2000教練機比賽跑50米，結果張培萌以明顯優勢取勝；但是在和殲-10戰斗機展開100米的較量中，張培萌敗下陣來。針對這個情境，教師可以引導學生思考，為什么會出現兩種不同的結果？然后結合加速度的概念解釋：短跑運動員蹬地的爆發力能夠達到4000牛頓，雖然其中向前力量只占一部分，但是相對于人體的自重，依然能夠獲得非常大的加速度。而飛機的推力雖然大，但相對于其自重，加速度還是比短跑運動員的小，所以，在短距離內人比飛機速度變化快。然而人體的極限速度一般不超過12米每秒，而飛機則能夠持續加速，因此如果距離比較長，飛機最終會反超短跑運動員。

三、在實驗中落實核心素養

物理實驗是高中物理教學的重要內容。物理實驗在培養學生的科學思維、探究能力、科學態度和科學精神方面具有特殊的地位。高中生有著強烈的好奇心和求知欲，而物理實驗具有真實、直觀、形象和生動的特點，易于激發學生的興趣。學生觀察老師做實驗，自然會產生自己動手的欲望。看到實際的物理現象和情景，學生會產生探其究竟、發現現象背后規律的求知欲望，從而主動去探索新知識、獲得新知識。這是使學生牢固掌握知識的有效途徑，也是教師突破教學重點難點、提高教學質量的重要保證。古人所說“耳聞易忘，目睹為實，躬親則明”就是這個道理。

調查表明，只有12%的學生喜歡以老師講授為主的方式，86.7%的學生表示喜歡有較多的動手操作或親身實踐、討論交流或自學等課堂教學方式。所以物理教師應該根據物理學科特點，以實驗為基礎，創造條件，使教學活動圍繞著實驗來進行，并盡可能保留探究的性質，把教學活動變成“模擬的科學發現過程”。教材中的學生實驗，有的已為學生做好了設計方案，主要是培養學生的實際動手操作能力和對實驗結果的分析能力，有的則只給學生提出了問題，其余部分如制定計劃、實施計劃、分析結果、得出結論等完全要靠學生自己去獨立完成，這對培養學生的綜合實踐能力、提高學科素養很具有積極的作用。

四、利用物理學史體現核心素養

物理學史中有許多科學家為真理獻身的動人事跡，有利于培養學生實事求是、尊重自然規律的科學態度，有利于培養學生的批判精神。如：布魯諾為捍衛日心說犧牲在羅馬鮮花廣場的熊熊烈火之中；伽利略為捍衛日心說受到羅馬教皇殘酷的迫害和折磨，但他沒有放棄對真理的追求；利赫曼為引雷電而捐軀；居里夫人把自己的一生奉獻給科學事業，在物理和化學方面都作出了巨大的貢獻；法拉第舍棄榮華富貴，幾次拒絕接受封爵而甘當“平民法拉第”。

學習物理學史，可以培養學生主動與他人合作的精神，認識交流與合作的重要性。牛頓的萬有引力定律是在哥白尼、開普勒、伽利略、惠更斯、胡克等人研究的基礎上，又經過牛頓長達20年的探索才得以完成的；人們對于原子結構模型的認識，經歷了道爾頓、湯姆生、盧瑟福和波爾等眾多科學家的努力，到現在，科學家已經能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡拍攝表示原子圖像的照片。從這些史料中我們可以看到，科學是全人類的事業和財富，任何一個科學概念的形成，每一個科學定律的建立，所有重大的科學發現，都是經過不同國家，一代乃至幾代人的艱苦努力，匯聚和利用了許多人的研究成果才得以完成的。將這部分內容引入課堂，強化學生們的合作意識，培養學生的合作精神，善于與他人相處與交流，尊重他人的品質。

物理教學中，還可特別介紹改革開放以來，我國在航天領域和高科技領域中所取得的巨大成就。如：兩彈一星、神舟系列飛船、神威與曙光超級計算機、蛟龍號、遼寧艦等。通過介紹使學生了解科學技術給社會發展和經濟建設帶來的巨大動力，樹立民族自尊心和自信心，從中受到良好的科技與人文精神教育。

總之，要根據高中物理的學科特點，在教學過程的各個環節，多方位、多渠道培養學生的核心素養，讓學生能夠在以后運用物理思維的方式方法去解決問題。