物理教學(xué)中聚焦培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)

“物理”這本書(shū)，是人類(lèi)社會(huì)智慧的結(jié)晶，它有科學(xué)的思維方法和科學(xué)的探究方法，積淀了關(guān)于物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。物理教學(xué)中，教授學(xué)生物理知識(shí)只是一方面，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、鼓勵(lì)學(xué)生放開(kāi)思想的翅膀去“猜想”

縱觀物理學(xué)發(fā)展的歷史，猜想在許多重大的發(fā)現(xiàn)中，起到了至關(guān)重要的作用。牛頓萬(wàn)有引力定律的建立，將地面物體的運(yùn)動(dòng)與天體的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，是大膽猜想與嚴(yán)格求證完美結(jié)合的產(chǎn)物，對(duì)人類(lèi)科學(xué)文化的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響；庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，將萬(wàn)有引力中的“平方反比律”引入，是猜想點(diǎn)燃創(chuàng)新火花的范例，為整個(gè)電磁學(xué)奠定了基礎(chǔ)；法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，由“電生磁”猜想“磁生電”，是猜想啟迪人們探索的見(jiàn)證，揭開(kāi)了人類(lèi)社會(huì)電氣化時(shí)代的序幕。

物理教學(xué)沒(méi)必要重復(fù)物理先輩們“猜想——探究”的過(guò)程，但卻可以按照現(xiàn)代教育理論，為學(xué)生學(xué)習(xí)營(yíng)造最佳的猜想氛圍，激發(fā)學(xué)生猜想的欲望。

課題的引入階段，是激發(fā)學(xué)生興趣、誘發(fā)學(xué)生猜想的絕好時(shí)機(jī)。比如，“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”這節(jié)課，由“觀察陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)”引入，開(kāi)啟學(xué)生豐富的想象：回憶曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，由電子束彎曲的方向判斷電子束的受力方向；聯(lián)想磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力，猜想磁場(chǎng)對(duì)電子束的作用與磁場(chǎng)對(duì)電流的作用本質(zhì)是相同的。只有學(xué)生經(jīng)過(guò)了這些豐富的想象，才是一次成功的課題引入。

課堂的展開(kāi)過(guò)程，就是一次次探究的過(guò)程，也應(yīng)該是猜想頻發(fā)的過(guò)程，作為老師要做的就是，點(diǎn)燃猜想的火苗，保護(hù)猜想的積極性。比如，“超重和失重”的探究過(guò)程，環(huán)環(huán)設(shè)疑、步步“驚心”：播放我國(guó)“神舟十號(hào)”航天飛船視頻，宇航員聶海勝懸空打坐，王亞平輕輕一拉聶海勝，點(diǎn)到為止卻使聶海勝飛出，由此，猜想重力到哪里去了引入新課；觀察電梯底部放上物體的臺(tái)秤的讀數(shù)，猜想加速上升（下降）、勻速上升（下降）、減速上升（下降）讀數(shù)的變化，播放相關(guān)視頻驗(yàn)證學(xué)生猜想，進(jìn)而提煉超重和失重的規(guī)律；接著給學(xué)生體重計(jì)，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)超重和失重。這樣的過(guò)程，由猜想引發(fā)，由探究驗(yàn)證，久久為功，必達(dá)素養(yǎng)。

課堂結(jié)束的時(shí)候，別忘了留下懸疑、留下猜想，從而讓學(xué)生從猜想走向創(chuàng)新。比如，完成庫(kù)倫定律教學(xué)任務(wù)后，讓學(xué)生猜想“庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律為什么如此相似”，意不在讓學(xué)生解答，而是激發(fā)學(xué)生持久的探究動(dòng)力燃起了學(xué)生不斷探索的欲望。

二、帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)探究的世界去體驗(yàn)

探究能力是學(xué)生從事科學(xué)研究的核心素養(yǎng)，而物理學(xué)具有豐富的探究資源和探究手段，物理教學(xué)就是要充分挖掘、高效利用這些資源。

實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的主陣地。實(shí)驗(yàn)探究中，針對(duì)相應(yīng)物理規(guī)律，一般應(yīng)該先行設(shè)置引導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)，誘導(dǎo)學(xué)生對(duì)各物理量之間的關(guān)系充分猜想，然后設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想。比如：在“氣體的等溫變化”這一節(jié)教學(xué)中，先讓學(xué)生用手推拉封閉了孔的注射器的活塞，充分感受氣體體積和壓強(qiáng)的關(guān)系，提出關(guān)于兩者之間關(guān)系的猜想，然后再進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)從定性的角度誘發(fā)學(xué)生猜想，增強(qiáng)了學(xué)生的體驗(yàn)感，也便于探究實(shí)驗(yàn)中體積和壓強(qiáng)之間規(guī)律的提煉。還有一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)探究中積累的數(shù)據(jù)到底呈現(xiàn)什么關(guān)系（規(guī)律），也是學(xué)生猜想的良機(jī)。但現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，很多教師省略了學(xué)生的猜想、試探這一關(guān)鍵步驟，總是直接用計(jì)算機(jī)的功能進(jìn)行擬合得出規(guī)律。其實(shí)，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)之間關(guān)系猜想的過(guò)程，比得到數(shù)據(jù)之間關(guān)系更能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

實(shí)驗(yàn)探究是重要的，但不能忽視理論探究在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)上的重要價(jià)值和意義。比如：普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)中，在討論串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律時(shí)，采用的就是理論探究的方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行理論分析的素養(yǎng)，提升學(xué)生邏輯思維能力。

其實(shí)，物理教學(xué)中更多的是實(shí)驗(yàn)探究與理論探究有機(jī)的結(jié)合，比如：“交變電流”這一節(jié)的教學(xué)，用電流傳感器觀察教學(xué)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流波形，這是實(shí)驗(yàn)探究；學(xué)生對(duì)交變電流的變化規(guī)律有了形象直觀的感受，再通過(guò)理論探究，得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，兩種探究方式結(jié)合，相得益彰。

三、引導(dǎo)學(xué)生沐浴哲理的光芒去感悟

哲學(xué)為物理學(xué)的發(fā)展提供了科學(xué)的世界觀和方法論指導(dǎo)。從古希臘的原子論到現(xiàn)代的量子力學(xué)，無(wú)一不是哲學(xué)思想在物理學(xué)中的體現(xiàn)。經(jīng)典物理學(xué)大廈的奠基人牛頓，經(jīng)常采用因果律、共同性原理和歸納法分析解決問(wèn)題，寫(xiě)就了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》；相對(duì)論的奠基人愛(ài)因斯坦則采用了一分為二的哲學(xué)思想，分析解決問(wèn)題，成就了著名的《相對(duì)論》。正因?yàn)槿绱?，?yīng)用哲學(xué)思想指導(dǎo)物理學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)的是方法指導(dǎo)，突顯的是問(wèn)題實(shí)質(zhì)，升華的是核心素養(yǎng)。

比如：由地心說(shuō)到日心說(shuō)，不能簡(jiǎn)單停留在概念規(guī)律的層面上來(lái)認(rèn)識(shí)，實(shí)際上它是一次思想的飛躍，蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想，預(yù)示著宇宙沒(méi)有中心；再如：伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)，不能只限于沖破“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的禁錮，更主要的是改變了人類(lèi)的自然觀和世界觀，開(kāi)創(chuàng)了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，開(kāi)闊了人類(lèi)的思想和視野，開(kāi)啟了物理學(xué)的大門(mén)。

不只有物理學(xué)發(fā)展史中的哲學(xué)思想，還有解題方法中也孕育著豐富的哲學(xué)思想，整體法和隔離體法反映的是哲學(xué)中局部與整體的關(guān)系，巧選參考系反映的是哲學(xué)中運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的、靜止是相對(duì)的觀點(diǎn)，光的波粒二象性反映的是哲學(xué)中的對(duì)立與統(tǒng)一思想……

哲學(xué)思想的熏陶，提升了學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的高度，尤其重要的是，讓學(xué)生的價(jià)值觀與科學(xué)的價(jià)值觀合拍共鳴，為學(xué)生探索未知世界做好方法論的準(zhǔn)備。

四、激發(fā)學(xué)生品味先哲的追尋去歷練

整個(gè)物理學(xué)發(fā)展的歷史，就是一幅先哲堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新的畫(huà)卷。物理學(xué)的每一次重大突破，都給科學(xué)技術(shù)帶來(lái)革命性的變化，同時(shí)為人類(lèi)聚積起海量的精神財(cái)富，給人類(lèi)以無(wú)限的啟示。

第谷的天文觀察，開(kāi)普勒的數(shù)學(xué)演繹，上演了一曲和諧曼妙的二重奏，啟迪學(xué)生科學(xué)研究需要精誠(chéng)合作；居里夫婦研究放射性元素時(shí)，從瀝青中分離新元素，是一項(xiàng)異常艱苦的工作，告誡學(xué)生科學(xué)研究的艱辛，以及堅(jiān)守的重要意義；庫(kù)侖定律建立的過(guò)程，讓學(xué)生懂得，物理規(guī)律建立的過(guò)程，不只需要實(shí)驗(yàn)支撐，還需要深刻的洞察力和卓越的猜想創(chuàng)新能力；伽利略第一個(gè)用數(shù)學(xué)方法分析運(yùn)動(dòng)，牛頓創(chuàng)立了微積分研究運(yùn)動(dòng)，告訴學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題是一種重要的能力；人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)不斷深入認(rèn)識(shí)的過(guò)程，使學(xué)生理解物理模型或假說(shuō)在科學(xué)研究中的重大意義；哥白尼悟出了運(yùn)動(dòng)相對(duì)性道理后，提出了日心說(shuō)的觀點(diǎn)，表明科學(xué)研究需要有正確的世界觀和科學(xué)的價(jià)值觀。

總之，物理教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都孕育著培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的機(jī)會(huì)。