淺談物理核心素養培養策略
——以《摩擦力》教學為例

鄧 彬

四川省綿陽中學，四川 綿陽 621000

目前，新高考制度在全國推行得如火如荼，新高考對高中物理的要求在原來的 “三個維度”教學目標（“知識與技能”“過程與方法”“情感、態度與價值觀”）和考查學生 “五種能力”（理解能力、實驗能力、推理能力、應用數學處理物理問題的能力、綜合分析能力）的基礎上，提出了要加強對學生物理學科核心素養的培養。那么，我們應該如何認識物理學科核心素養呢？

1 物理學科核心素養的要求

（1）通過高中階段的學習，使學生初步形成包括運動、物質、相互作用、能量、動量等相關“物理觀念”，并且能用這些物理觀念描述自然界的物理圖景，能用其解釋生活中的自然現象和解決實際應用問題。

（2）通過學習，使學生具有初步完善的主要包括建構模型、科學論證、科學推理、質疑創新等要素的“科學思維”；使學生能正確運用這些科學思維方法解釋相關自然現象和解決生活中的實際問題；使學生具有從定性和定量兩個角度進行科學論證、科學推理、總結規律、形成結論的能力；使學生具有批判性思維意識，能基于充分的證據從不同角度思考問題，追求創新。

（3）通過學習，使學生具有初步完善的“科學探究”意識，具有能在日常學習和生活中發現問題、大膽猜測并提出合理假設、設計方案解決問題的能力；使學生具有設計實驗探究方案和正確完成實驗探究方案，獲取實驗數據，并使用各種科技手段和方法收集、分析、處理信息的能力；使學生具有能準確描述和反思實驗探究過程與實驗結果、發現實驗探究過程中存在問題的能力。

（4）通過學習，使學生具有初步完善的“科學責任與科學態度”，使學生對學習和探究物理具有強烈的求知欲與好奇心，能積極主動與他人合作，能實事求是不偽造，能基于充分的證據和嚴密的邏輯發表自己的見解；使學生樹立科學的發展觀和促進可持續發展的責任感，理解科學技術與社會、環境的關系，熱愛自然，尊重自然，節約資源，愛護環境。

總之，物理學科的核心素養是學生在學習物理知識的過程中逐步形成的適應個人終身學習、終身發展和適應社會發展所需要的必備品質和核心能力，是學生科學素養重要組成部分之一。

那么，怎樣才能有效培養學生的核心素養呢？下面筆者以《摩擦力》教學為例談談物理核心素養的培養策略。

2 《摩擦力》教學案例

（1）在學生預習《摩擦力》教學內容階段：要求所有學生利用周末時間，通過互聯網查詢與“摩擦力”知識相關的文章、視頻，讓學生達到初步了解“摩擦力”這個“物理觀念”的目的。

（2）在《摩擦力》教學引入階段：通過PPT的形式，播放與“摩擦力”知識相關的短視頻：世界汽車方程式大賽中汽車啟動和急剎車時輪胎與地面摩擦濃煙滾滾的場面，摩托車大賽中輪胎打滑失去控制的場景等，以此提高學生對“摩擦力”的學習興趣和對實際生活場景的認知能力。

（3）在《摩擦力》教學過程中，除完成教材要求的演示實驗以外，設計一系列讓學生全員參與的感受性實驗，然后學生定性分析、總結出相關規律，既讓學生學習了知識，提高了學生參與學習的興趣，又培養了學生“實驗探究”的能力。

在學習“滑動摩擦力”概念時，讓學生完成如下的感性實驗：把手貼在桌面上慢慢滑動，感受“滑動摩擦”。并接著讓學生總結出“滑動摩擦力”產生的基本條件：兩個物體相互接觸、有擠壓、接觸面粗糙、有相對滑動。

在學習“滑動摩擦力”的方向與兩物體的相對運動方向的關系時，讓學生完成如下的感性實驗：兩手緊貼在一起，然后一只手不動，另一只手緩慢搓動，再左右手交換重復同樣的實驗，讓學生通過親自感受總結出結論，物體受到的滑動摩擦力方向與物體相對另一物體的滑動方向相反。

在學習“滑動摩擦力”的方向與兩物體的運動方向的關系時，筆者在講臺上給學生演示，學生細心觀察：筆者一邊在講臺上左右走動，一邊兩手緊貼在一起，然后一只手不動，另一只手分別向前、向上、向下、向后、向四面八方緩慢搓動，同時讓學生在座位上重復同樣的實驗。通過親自感受讓學生總結出結論，物體受到的滑動摩擦力的方向與物體運動方向無絕對關系，二者可以同向、反向、互相垂直、可以成任意方向夾角。物體受到的滑動摩擦力可以對物體做正功、負功，也可以不做功。

在學習“滑動摩擦力”的大小與哪些因素有關時，筆者讓學生完成如下的感性實驗：把手放在桌面上，施加不同的壓力，感受手掌受到的滑動摩擦力的大小情況。學生定性分析得出，粗糙程度相同的接觸面（動摩擦因數相同），壓力越大，滑動摩擦力越大；然后把手放在不同材料的接觸面上，施加相同的壓力，感受手掌受到的滑動摩擦力的大小情況。學生定性分析得出，在壓力相同的情況下，接觸面越是粗糙（動摩擦因數越大），滑動摩擦力越大。最后總結得到滑動摩擦力的計算公式。

在學習“靜摩擦力”的相關知識時，筆者采取了與以上學習“滑動摩擦力”相似的一些方式方法，只是把相對滑動改為相對滑動趨勢，教學效果非常理想，學生學習接收的效率非常高。

（4）在學習《摩擦力》后的課后作業中，除了書面作業形式的練習卷，還以小組為單位布置了兩個開放性的作業：①上網查詢，小組合作，以論文或PPT的方式交一份關于“摩擦力”的學習報告。交來的作業種類非常多，如《摩擦力的產生原因》《假如世界沒有摩擦力》《如何減小摩擦力》等。②學習小組合作完成如下的實驗并利用數學知識進行相關計算：假設每本物理書的質量為0.5 kg，每本書有50張紙，書頁與書頁之間的動摩擦因數為0.2，若把兩本相同的物理書逐頁交替夾在一起，若要把書拉出，水平拉力至少多大？（不考慮書面紙張的區別，設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，可以上網查詢相關資料）交來的視頻和推理計算過程非常漂亮。

（5）在學校進行的年級學月考試物理檢測試卷中，筆者根據《摩擦力》教學過程中學生做過的實驗編輯了這樣一道試題：“小明同學把兩本相同的物理書疊放在桌面上，假設每本書的質量為0.5 kg，書與書之間的動摩擦因數為0.2，書與桌面間的動摩擦因數為0.1，求：①若把下面的物理書固定，要把上面的物理書拉出，水平拉力至少多大？②若把上面的物理書固定，要把下面的物理書拉出，水平拉力至少多大？③若兩本物理書都不固定，要把下面的物理書拉出，水平拉力至少多大？（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等）”本題涉及到高一物理上期學習的運動分析、受力分析、牛頓運動定律的相關知識，而要解決這幾個問題，學生完全可以像上課老師引導做實驗一樣利用身邊的器材（橡皮擦、文具等）做一個簡單的實驗，幫助自己分析、推理，正確完成試題。

3 物理學科核心素養的培養策略

從《摩擦力》教學案例可以看出，教師在教育教學過程中，可以從以下幾個方面培養學生的物理學科核心素養。

（1）充分利用互聯網+教育，擴大學生的知識來源，培養學生的物理學科核心素養

我們正處在信息化時代，這是知識信息快速更替的時代，是知識信息爆炸發展的時代。互聯網具有快捷、高效、方便傳播的特點，在學校的教育和教學過程中發揮著不可替代的作用。這不但有利于幫助學生開闊視野、增長知識、啟迪智慧，而且還能更有效地刺激學生的求知欲和好奇心，更能有效地促使學生養成獨立思考、勇于探索的良好學習習慣。老師們在教學過程中可以有意識地安排一些開放性的學習任務，即使涉及一些暫時沒有學習的知識也可以讓學生利用網絡查詢，例如，牛頓力學發展史、伽利略的著名實驗等。不要害怕學生接觸網絡，不要談網色變，辯證地認識、合理地利用網絡才是正確的做法和態度，才有利于培養學生的物理學科核心素養。

（2）充分應用現代教育技術，增加課堂知識容量，培養學生的物理學科核心素養

現代教育技術從根本上改變了傳統教學中的教師、教材、學生三點一線的格局，課堂教學模式從過去單一、枯燥無味的文字教材和一成不變的粉筆加黑板、教師講、學生聽的模式，轉變為集聲音、文字、圖像于一體的圖文并茂、視聽結合的多元立體組合形式，使知識來源豐富，內容充實，形象生動而更具吸引力。學生在學習過程中，可以充分利用視覺與聽覺功能，對大腦產生全方位的刺激作用，提高學生的理解記憶能力，從而使學習達到最優化的效果。所以，老師們在教學過程中可以在各個環節加入現代教育技術手段，利用網絡資源，在教學中加入視頻、動畫、PPT、實物展臺等，加大課堂容量，提高課堂效率，增強學生學習效果，培養學生的物理學科核心素養。

（3）充分利用身邊環境中的各種器材，加強課堂實驗探究，培養學生的物理學科核心素養

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，物理知識就來源于生活經驗和實驗總結，所以實驗教學是物理教學必不可少的組成部分。物理實驗可以化抽象為具體，化枯燥為生動，化理論為現象，可以給學生展現清晰的物理現象和物理情景。因此，學好物理就要從做好物理實驗開始。除了教材上的各個演示實驗和學生分組實驗以外，老師們在教學過程中還可以想方設法讓學生自主探索，自己動手設計實驗，讓學生利用身邊環境中的各種器材（如文具、書本、課桌等），設計一些與教學相關的實驗，讓學生親自動手完成大量的感受性實驗，再定性分析，得出相關結論。這樣提供給學生充分的感性體驗，既可以培養學生對物理的學習興趣，有助于學生提高對物理的認知水平，又可以培養學生發現問題、提出問題的能力、大膽猜想和假設的能力、自主動手設計實驗的能力和觀察分析能力，培養學生的物理學科核心素養。

（4）大力推行小組合作探究學習，提高學生的創造力，培養學生的物理學科核心素養

物理學科知識抽象、嚴謹、邏輯性強、綜合性強，需要學生擁有良好的理解、溝通、表達和分析能力。小組合作探究學習不僅能充分發揮學生的主體作用，激發學生的學習熱情和積極性，而且能培養學生的創新意識、實踐和合作能力，開拓學生的思路，提高其創造力，使學生得到全面且均衡的提高和發展。所以，老師們在教學過程中可以把班級學生按照性別、成績、性格、態度、學習能力、表達能力等特征組合成6～8個學習小組，選擇一個組織能力較強的同學擔任組長負責管理小組，老師們可以根據當前的教學內容，布置一些小組合作完成的開放性任務。例如，完成一個探究實驗報告、一個小制作、一篇小論文等。通過小組合作，既保證了教學任務的完成，大大提高了教學效率，又讓學生真正體會到合作的意義，有利于學生的可持續發展，也有利于培養學生的物理學科核心素養。

（5）注意加強物理理論與實際相結合，提高學生的建模能力，培養學生的物理學科核心素養

我們所有的知識都來源于幾千年來無數的先驅者對實際生活經驗的提煉，而物理知識更是與我們的生活密切相關。2000多年前古希臘哲學家亞里士多德在《物理學》（又叫《自然論》）一書中提出的觀點更是典型的生活經驗的總結。新課程改革更加強調物理教學要與我們的實際生活相聯系，讓學生在實際生活中去領悟和學習知識。所以，老師們在教學的各個環節都要注意加強物理理論與實際生活相結合，例如，在課堂引入階段以視頻體現生活中的實例，在課堂教學階段用身邊的器材做一些小實驗，在課后作業和檢測中加入用實際生活現象和事例改編的習題等。這樣既可以提高學生學習物理的興趣，使學生更容易接受知識，又可以培養學生應用物理理論解決實際問題的能力，有利于培養學生的物理建模能力，有利于培養學生的物理學科核心素養。

總之，對學生物理學科核心素養的培養不應僅僅體現在理論上，而應該體現在教學的各個環節里。老師們從課前備課到課堂教學到課后作業、檢測等各個階段，都應該充分利用互聯網，充分使用現代教育技術，大力推行小組探究學習，加強實驗探究，加強理論聯系實際，培養學生的物理學科核心素養。