實現物理核心素養的一種途徑

徐兆芮

摘 要：核心素養的提出給傳統的物理教學注入了新的活力，而原始物理問題也越來越受到重視。本文主要將原始物理問題與核心素養中的“科學素養”、“科學態度與責任”相結合，借助理論和實例，論述兩者的關系，論證原始物理問題對核心素養實現的重要性。

關鍵詞：核心素養; 原始物理問題; 教育意義

中圖分類號：G633.7 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1006-3315（2019）06-030-001

1.原始物理問題的特征

原始物理問題是指自然界及社會生活、生產中客觀存在，能夠反映物理概念、規律本質且未被加工的典型物理現象和事實。它來源于真實的生活情境，是“活”的物理問題，正如科學的進步是大多科學家們通過對生活中現象的思考而產生的。與之相反的物理習題，是指從原始問題中經人為加工出來的問題。

因此原始物理問題具有不同于物理習題的特征：

（1）無法通過簡單的解題，“套路化”的解題步驟和公式套用解決;（2）多為文字描述，學生需要自己思考抽象出類似物理習題的模型，甚至問題都不是明確提出的;（3）來自于生活，相較于“生硬”的物理習題，能使學生耳目一新，能引起學生的興趣和求知欲;（4）答案不一定唯一確定。

以上特征也反映出解決原始物理問題的過程是探索和創造的過程，能獲得更多的真實體驗，其中所受到的科學態度與責任的熏陶，體驗的探究過程是一般的習題不能給予的。

2..解決原始物理問題的過程就是實現核心素養的過程

原始物理問題對核心素養的實現主要體現在兩個方面：

“科學思維”主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。要真正將科學思維內化，基于證據大膽質疑，從不同的角度思考問題。

“科學態度與責任”主要包括科學本質、科學態度、科學倫理、STSE等要素。這是一個漸進的過程，需要“潤物細無聲”。

如圖1所示，要想解決問題，首先要知道包含哪些已知量或自己需要假設哪些條件，需要用哪些知識和方法，有些甚至連問題都不明顯，因此需要建立模型，明確已知量、待求量。再通過論證、推理、計算得出最終結果。

（2）過程是抽象概括過程，借助模型建構的科學思維，建立習題模型，明確已知量和待求量;再通過過程（3）從定性和定量兩個方面形成解題思路，得出結論。這兩個過程既是對科學思維的運用，也是科學思維的形成和鞏固。

這一過程不僅是對科學素養的檢驗和培養，也是對科學態度與責任的滲透。學生拿到的不是現成的習題，若不知如何進行抽象、建立模型，就無法解題。學生在這一過程中能從現象看本質，培養學生研究物理的好奇心與求知欲，基于證據和邏輯發表自己的見解，而非一味套用公式。

最終的計算結果并不意味著終點，學生要能賦予數據以實際意義，解釋原始問題，知道解決了什么問題，解釋相應自然現象，理解科學·技術·社會·環境的關系。

除了問題的解決，更多的是一種實在的收獲感。首先，這是學生從原始的問題“抽絲剝繭”出物理模型;其次，得到的結果被賦予了實際意義，與生活、生產相呼應;最后，有普通習題所沒有的科學態度與責任，這對學生是一種潛移默化的影響。

3.原始物理問題實例分析

底面積為6cm2的燒杯中注有一定量的水，其中放一個木塊，將一鐵球置于木塊之上，木塊有一部分浸入水中。m木=1kg，m鐵=0.5kg，將鐵球沉入水中后，浸到木塊的液面下降了多少？

對這道物理習題進行改編：在一個小水池里有一條船，船上載滿了石塊。如果把石頭全部扔到水池里，分析水面的變化情況。

首先，要明白問題是什么？水面的變化就是排開水的體積的變化，即浮力的變化，將生活與物理聯系起來。其次，明確已知條件，將石塊從船上扔到水里，引起了哪些物理量的變化？只有石頭由漂浮變為了下沉，浮力減小，排開水的體積就減小了，液面也就降低了。學生從一層層的分析得出結論，增強學生的學習信心，感受學以致用的樂趣。

可在課堂中適當地將習題改為原始物理問題，在引入中激發學生的認知沖突，在鞏固中培養學生的科學思維和科學態度與責任，在課下練習中打開學生的思路，潛移默化地影響學生。既能達到目的，也不占用過多的時間。

4.原始物理問題的教育價值及啟示

近幾年原始物理問題越發受到重視，經常在中考高考中出現。2018年的物理高考大綱中提出了主要考察的能力——理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題的能力以及實驗能力，但是缺少了抽象與概括能力。高考就是教師們教學的風向標，是指導實踐的理論，會直接影響日常的教學重心，因此鮮有教師會重視原始物理問題的教學。

但我們也不可全盤否定我們的傳統教育，傳統教育使學生建立系統的知識體系，有利于學生繼續深造，符合學生的認知發展。除了理論的支持，也需要我們教師有正確的教學理念，不只為了高考而教，要培養各類人才，而非考試機器，教育應是將所學知識忘記后所剩下的本領。教師不僅要“傳道授業解惑”，更要授以學生生存、生活、發展的本領，將所學運用到實踐中去。

參考文獻：

[1]寧平治，唐賢民，張慶華.楊振寧演講集[M]天津：南開大學出版社，1989. 143

[2]孫鐵斌.高考物理試題中的原始問題探析[J]物理教學，2016，38（04）：68-72