淺談在高中物理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

陳建新

教育部2014年印發(fā)的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》中，首次提出“核心素養(yǎng)體系”概念。同時(shí)，正在進(jìn)行的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)修訂，也將核心素養(yǎng)作為重要的育人目標(biāo)。這說(shuō)明，學(xué)校的任務(wù)絕不再是“灌輸”知識(shí)，而是給未來(lái)發(fā)展提供核心素養(yǎng)。

愛(ài)因斯坦在《論教育》中說(shuō)：如果人們忘掉了他們?cè)趯W(xué)校里所學(xué)到的每一樣?xùn)|西，那么留下來(lái)的就是教育。“忘掉的”是具體的內(nèi)容、知識(shí)等，而“留下來(lái)的”則是核心素養(yǎng)。

高中物理教學(xué)應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。它包括四個(gè)方面：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在教學(xué)中可以通過(guò)以下途徑對(duì)學(xué)生的核心素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)。

一、在物理概念教學(xué)中滲透核心素養(yǎng)

物理學(xué)知識(shí)最核心的就是物理概念，它是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的基石。高中物理課程所涉及的基本概念，其本身就蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想和觀點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念之前，基于生活經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)形成了大量的日常概念，要在此基礎(chǔ)上建立物理概念，必須對(duì)所觀察的現(xiàn)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(zhì)特征，完成從日常概念向物理概念的轉(zhuǎn)變。在這個(gè)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)思維和日常思維的差異，重視基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)培育的有機(jī)結(jié)合和滲透，使學(xué)生自然而然地受到科學(xué)素養(yǎng)的熏陶，使其核心素養(yǎng)在潛移默化中得到提升。

在物理概念教學(xué)中，教師需要給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)適應(yīng)教學(xué)要求，借以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、探索問(wèn)題本質(zhì)屬性的物理環(huán)境，從而使學(xué)生明確為什么要引入這個(gè)概念，引入它有什么意義，這樣才能把教學(xué)目的轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。例如人教版必修1第一章“運(yùn)動(dòng)的描述”，教學(xué)的任務(wù)就是要引導(dǎo)學(xué)生了解質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間和時(shí)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(yùn)動(dòng)的研究主體、研究背景、描述運(yùn)動(dòng)的物理量、數(shù)學(xué)表達(dá)方法等，同時(shí)對(duì)后續(xù)相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)也有很好的鋪墊作用。但是平常的教學(xué)中，有的教師大量減少概念教學(xué)的時(shí)間，只要求學(xué)生記住幾個(gè)概念，再做大量的練習(xí)題，這種功利性的教學(xué)方法忽視了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，也使學(xué)生對(duì)于物理概念、研究方法沒(méi)有真正的理解。

二、創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境培養(yǎng)核心素養(yǎng)

真實(shí)的情境是學(xué)生核心素養(yǎng)培育的途徑和方法，是核心素養(yǎng)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。知識(shí)是素養(yǎng)的媒介和手段，知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的重要途徑是情境。如果脫離情境，知識(shí)就只剩下符號(hào)，知識(shí)的應(yīng)用和知識(shí)蘊(yùn)含的文化精神就無(wú)從談起。

教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)面對(duì)未知的、“原始”的問(wèn)題情境，這些原始問(wèn)題可以是課堂生成的，也可以來(lái)自生產(chǎn)生活現(xiàn)象，讓學(xué)生像科學(xué)家那樣“獨(dú)立地嘗試用各種方法研究問(wèn)題”，在不斷嘗試的過(guò)程中，開(kāi)拓視野、發(fā)展能力，不僅獲得了知識(shí)，更重要的是體驗(yàn)到了科學(xué)探究的樂(lè)趣和科學(xué)精神，養(yǎng)成良好的科學(xué)研究態(tài)度。

因此，我們要改變以往以講授為中心的模式，變?yōu)橐詫W(xué)習(xí)為中心。問(wèn)題往往產(chǎn)生于情境，知識(shí)問(wèn)題化，問(wèn)題情境化。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，要將知識(shí)轉(zhuǎn)化為問(wèn)題，將問(wèn)題融合于情境；學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，在情境中思考問(wèn)題，在思考問(wèn)題中掌握知識(shí)。比如在“加速度”的教學(xué)中，我們可以引入短跑名將張培萌與戰(zhàn)斗機(jī)的比賽：張培萌和山鷹FTC-2000教練機(jī)比賽跑50米，結(jié)果張培萌以明顯優(yōu)勢(shì)取勝；但是在和殲-10戰(zhàn)斗機(jī)展開(kāi)100米的較量中，張培萌敗下陣來(lái)。針對(duì)這個(gè)情境，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考，為什么會(huì)出現(xiàn)兩種不同的結(jié)果？然后結(jié)合加速度的概念解釋?zhuān)憾膛苓\(yùn)動(dòng)員蹬地的爆發(fā)力能夠達(dá)到4000牛頓，雖然其中向前力量只占一部分，但是相對(duì)于人體的自重，依然能夠獲得非常大的加速度。而飛機(jī)的推力雖然大，但相對(duì)于其自重，加速度還是比短跑運(yùn)動(dòng)員的小，所以，在短距離內(nèi)人比飛機(jī)速度變化快。然而人體的極限速度一般不超過(guò)12米每秒，而飛機(jī)則能夠持續(xù)加速，因此如果距離比較長(zhǎng)，飛機(jī)最終會(huì)反超短跑運(yùn)動(dòng)員。

三、在實(shí)驗(yàn)中落實(shí)核心素養(yǎng)

物理實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容。物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、探究能力、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神方面具有特殊的地位。高中生有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，而物理實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)、直觀、形象和生動(dòng)的特點(diǎn)，易于激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生觀察老師做實(shí)驗(yàn)，自然會(huì)產(chǎn)生自己動(dòng)手的欲望。看到實(shí)際的物理現(xiàn)象和情景，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生探其究竟、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后規(guī)律的求知欲望，從而主動(dòng)去探索新知識(shí)、獲得新知識(shí)。這是使學(xué)生牢固掌握知識(shí)的有效途徑，也是教師突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)、提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。古人所說(shuō)“耳聞易忘，目睹為實(shí)，躬親則明”就是這個(gè)道理。

調(diào)查表明，只有12%的學(xué)生喜歡以老師講授為主的方式，86.7%的學(xué)生表示喜歡有較多的動(dòng)手操作或親身實(shí)踐、討論交流或自學(xué)等課堂教學(xué)方式。所以物理教師應(yīng)該根據(jù)物理學(xué)科特點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，創(chuàng)造條件，使教學(xué)活動(dòng)圍繞著實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，并盡可能保留探究的性質(zhì)，把教學(xué)活動(dòng)變成“模擬的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程”。教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，有的已為學(xué)生做好了設(shè)計(jì)方案，主要是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，有的則只給學(xué)生提出了問(wèn)題，其余部分如制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、分析結(jié)果、得出結(jié)論等完全要靠學(xué)生自己去獨(dú)立完成，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力、提高學(xué)科素養(yǎng)很具有積極的作用。

四、利用物理學(xué)史體現(xiàn)核心素養(yǎng)

物理學(xué)史中有許多科學(xué)家為真理獻(xiàn)身的動(dòng)人事跡，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判精神。如：布魯諾為捍衛(wèi)日心說(shuō)犧牲在羅馬鮮花廣場(chǎng)的熊熊烈火之中；伽利略為捍衛(wèi)日心說(shuō)受到羅馬教皇殘酷的迫害和折磨，但他沒(méi)有放棄對(duì)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(xiàn)給科學(xué)事業(yè)，在物理和化學(xué)方面都作出了巨大的貢獻(xiàn)；法拉第舍棄榮華富貴，幾次拒絕接受封爵而甘當(dāng)“平民法拉第”。

學(xué)習(xí)物理學(xué)史，可以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)與他人合作的精神，認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性。牛頓的萬(wàn)有引力定律是在哥白尼、開(kāi)普勒、伽利略、惠更斯、胡克等人研究的基礎(chǔ)上，又經(jīng)過(guò)牛頓長(zhǎng)達(dá)20年的探索才得以完成的；人們對(duì)于原子結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了道爾頓、湯姆生、盧瑟福和波爾等眾多科學(xué)家的努力，到現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)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(xué)是全人類(lèi)的事業(yè)和財(cái)富，任何一個(gè)科學(xué)概念的形成，每一個(gè)科學(xué)定律的建立，所有重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，都是經(jīng)過(guò)不同國(guó)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(nèi)容引入課堂，強(qiáng)化學(xué)生們的合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，善于與他人相處與交流，尊重他人的品質(zhì)。

物理教學(xué)中，還可特別介紹改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)在航天領(lǐng)域和高科技領(lǐng)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(jí)計(jì)算機(jī)、蛟龍?zhí)枴⑦|寧艦等。通過(guò)介紹使學(xué)生了解科學(xué)技術(shù)給社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)的巨大動(dòng)力，樹(shù)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(jù)高中物理的學(xué)科特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，多方位、多渠道培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠在以后運(yùn)用物理思維的方式方法去解決問(wèn)題。