核心素養下高中物理教學設計優化的關鍵環節探究

黃子康

一、物理核心素養的主要內容

就《普通高中物理課程標準》（2017）的相關內容來看，對于物理學科的核心素養界定主要有四個方面，即物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。

1.物理觀念 所謂物理觀念就是培養學生以物理視角來對于物質、運動、相互作用、能量等知識能夠獲得更為專業化的認識，能夠以物理的眼光來看待這些生活中的事物，物理概念和規律主要是在頭腦中對于這些現象和相關知識進行提煉和升華，能夠對于這些現象進行解釋說明，也能夠使用物理知識來解決實際生活中遇到的一些問題和疑惑，就物理觀念來看，主要包括物質觀、運動觀、相互作用觀、能量觀等。學生掌握基本的物理觀念是他們認識世界和其中的事物和現象的基礎，而要使用物理知識來解決實際的問題，則需要更高層次的物理觀念，這是物理課程教學的核心。

2.科學思維 科學思維是一種思維模式，是以物理學視角針對客觀事物的本質屬性、內在規律和相互關系的一種認識思維，是以事實為基礎的，并在腦海中構建抽象概率的理想模型的過程，在科學思維中，主要應用綜合分析和推理論證的方法來實現思維過程的建立，立足于相應的事實依據來對于不同觀點和結論進行思考、質疑和論證，并提出有效的認識和間接，科學思維包含了模型構建、科學推理、科學論證以及質疑創新等要素。

3.科學探究 科學探究的主要定義是在相應的物理問題基礎上，提出相應的猜想和假設，并設計實驗和制定方案，獲得有效的信息處理能力，根據事實依據來進行解釋說明，通過探究過程和結果中的交流、評估以及反思等，解決問題，提出合理建議。在科學探究中，相關的組成要素包括問題、證據、解釋以及交流等。

4.科學態度與責任 有一個科學的態度和責任是進行科學學習的關鍵，具備一定的科學態度和責任對于學生今后的問題認識以及工作態度和方法的采取等都具有一定的積極作用，就上述的物理核心素養的主要內容來看，相關的核心素養之間是相互關聯的，物理觀念形成一般是在學生科學思維以及科學探究中實現逐漸提高，隨著對于科學本質的認識和了解不斷深化，科學態度和責任也得以逐漸確立起來，養成科學思維是物理觀念的進一步深化發展，對于促進科學探究能力的提升也具有重要作用。

二、核心素養下物理教學設計研究現狀

現階段，學科素養研究成為新時期課程教育的主流研究方向之一，目前，很多教學專家、教育研究工作者都在積極探索基于核心素養的物理課程教學研究的有效對策。針對物理核心素養的研究主要集中在以下幾個課題上：物理和核心素養指導下不同課型的教學研究、核心素養下物理各要素的培養途徑研究、物理核心素養在高考中的具體體現、物理核心素養中某一課時的教學設計等等。

針對物理學科核心素養的相關研究課題的研究中，相關學者進行了大量的研究，形成了很多有效的研究成果。比如華東師范大學陸永華針對物理核心素養為目的的電磁感應部分的教學策略，研究電磁感應教學設計和實施策略，四川師范大學龐茜針對高中物理教學中核心素養培養現狀以及問題進行分析，根據高中物理的自習、問題提出和討論、成果展示等進行教學設計分析，注重培養學生的學科核心素養。

綜合相關學術研究中的研究成果來看，學者們關于高中物理學科的核心素養培養和研究主要是通過某一章節的物理知識開展教學設計研究的，以小見大，探究在章節物理知識的教學中，有效應用物理教學設計的對策，注重物理教學活動、教學設計、教學創新，切實提升教學實踐水平。

三、核心素養下的高中物理教學設計要點

就高中物理教學的設計工作來看，教學設計的關鍵關節是要做好對于課程和素質教育的有效融合，強化核心素養在高中物理教學設計中的滲透教學，做到核心素養教育滲透到物理教學的方方面面，為培養學生學科核心素養奠定有效基礎。

1.核心素養下的教師觀 在核心素養的教育背景下，高中物理課程中，需要教師從知識本位轉移到觀念建構上，對于教師提出了更高的要求，需要教師自身首先進行相應的觀念轉變以及教學定位轉變。

首先，教師要重新審視師生關系的構建，教師要注重將自己從知識的傳授者逐漸轉變為學生學習的引導者以及合作者，教師在物理課程教學中能夠提出自己對于課程知識的理解，但是需要立足學生的角度思考分析，保證課程設計能夠滿足學生的學習能力培養需要，強化學生自主學習能力培養，注重激發學生學習潛能，提升物理課程教學水平。在相應的教學中還要做到因材施教，嘗試應用不同的課程教學方法，促進對于相關教學問題的有效解決。教師還應該是教學的研究者，在物理教學過程中，教師需要兼顧各方面的問題，及時根據學生的反饋明確物理教學中存在的問題，并能夠不斷進行反思總結，不斷優化教學設計，提升教學設計水平和質量。而在課程的具體實踐中，教師又稱為了課程建設者和開發者，在教學改革中要明確自身的主體作用，根據物理教學實際以及學生學習需要進行物理課程開發。教師要善于創新教學方法，真正幫助學生提升解題效率，如圖所示，在光滑的水平面上有一質量為M、傾角為θ的光滑斜面體，它的斜面上有一質量為m的物塊沿斜面下滑。關于物塊下滑過程中對斜面壓力大小的解答，有如下四個表達式。要判斷這四個表達式是否合理，你可以不必進行復雜的計算，而根據所學的物理知識和物理方法進行分析，從而判斷解的合理性或正確性。根據判斷，下述表達式中可能正確的是（ ）？

這里就可以采用特殊值代入法進行計算，當θ=0時，壓力為mg，AB錯，當m遠大于M時，壓力趨于零，非為負，C錯。通過特殊數值的帶入，能夠快速計算出正確答案，把握相關物理狀態在特殊狀況下的變化情況，大大節省了解題時間，這是基于學生解題需要傳授的一種有效的解題方法，在教學中，針對哪些試題可以采取特質代入來降低難度和節省時間，教師可以為學生講明。

此外，教師的教學行為也需要進行改編，在師生關系的處理上，教師要做到平等對待學生，注意給予學生充分的尊重和民主，要學會欣賞學生、鼓勵學生，營造一種積極向上的學習氛圍，強調教學相長，不斷完善自身的物理教學能力，構建有效的課程教學體系，促進教師之間的競爭合作。實施高中物理課程對于學生核心素養的培養，也需要學生不斷強化信息素養、跨學科素養以及創新素養的有效培養，才能保持自身教育的先進性。

2.核心素養下的學生觀 在高中物理教學中培養學生的核心素養，要求學生在學習中要成為成長的、發展的人，教師要明確學生身心發展的特點，意識到學生巨大的內在學習潛能，并且有信心每一位學生都能夠獲得身心健康發展，都能成功，在具體的教學中也能夠按照學生的身心發展規律來進行課程教學設計。

教師更要明確學生之間是有差異性的，因此，作為基礎和前提的學生基礎教學就需要教師能夠重視差異性，因材施教，在教學中要體現個性化教學，促進學生個性化發展。在學習中，教師要善于引導他們積極自主的去獲取知識，進行獨立思考，能夠提升學習主動性，讓知識的傳授和灌輸過程變成學生自主的知識獲取過程。

3.注重教學方法和形式創新 在核心素養背景下，高中物理課程教學要注重不斷進行課程改革和創新，積極推動課程的創新發展，以新型的教學形式和方法來激發學生學習興趣，促進學生自主進行探究學習，提升物理課程教學成效。在具體的課程教學中，教師可以利用思維導圖法、情境創設法、小組合作學習法、實驗法等進行教學實踐和創新，通過有效的教學方法和形式創新，讓學生能夠在教學中獲得知識積累和能力提升，培養學生核心素養。例如，根據核心素養要求，需要培養學生的科學思維能力，教師要幫助學生構建完善的課程教學框架，就需要不斷在課程教學中進行思維導圖應用，引導學生構建完整的思維框架模型，如下圖1所示，為電磁感應章節的思維導圖，通過有效的思維導圖構建完整的知識鏈和框架，能夠讓學生構建比較完整的思維模型，培養學生學科核心素養。

四、核心素養下高中物理的有效教學策略

1.注重課程教學改革推進，體現理論聯系實際 作為高中物理教師，應該對于學生核心素養發展的教學目標體系構建有比較前沿的信息和深入的思考。并積極從課程改革的核心問題出發，從體現素養發展的課程教學目標體系，教學組織方式與學生素養發展層級的關系，高階能力作為目標的教學等三個方面進行探究，并結合實際教學案例解讀教學目標體系的構建與實施。

例如，在《電動勢》課程教學中，物理老師從播放一段廣告視頻開始，通過不同種電池的圖片，讓同學們觀察電池上標注的電壓各有不同引入新課。通過兩次探究活動，幫助學生了解電源的作用、電路中能量的轉化、電源的功能是什么。通過類比和對比的方法，得出電動勢的概念。接著以實驗為基礎的物理學科特點，通過發電機、抽水機模型，原電池等實驗的展示突出學科特點，展現了物理學科核心素養和科學思維，通過推理，論證，類比等思維方法逐步建立起電動勢的概念。通過有效的教學環節處理，注重細節教學，充分考慮到學生理解的層次問題，步步推進，例如：電容和電源的對比、電源和抽水機的功能對比、原電池和水果電池電壓的對比探索。

2.優化教學設計，注重教學創新 在高中物理教學中，教師要緊緊圍繞物理學科的核心素養，精心設計教學案，教學目標明確，重點突出，針對性強。通過細致分析或者系列演示實驗，引導學生進行自主、合作、探究，培養學生的動手操作能力和嚴謹的科學態度，真正體現學生主體地位；在選題上注重層次，能夠引導學生由淺入深、層層遞進進行分析，扎實掌握課堂內容。通過對課堂教學模式、課堂教學內容的選擇、課堂教學手段的使用等方面進行有效探索和實踐，可促進今后課堂教學的不斷完善，同時讓學生在參與中獲得自身學科核心素養培養。例如，物理教師就高中物理選修3-1《閉合電路歐姆定律》為教學內容進行授課。課上，教師首先對于相關的教學內容進行了演示，并積極組織學生進行小組劃分，讓學生也進行實驗的動手操作，小組成員要相互配合，共同完成任務，整節課上，教師實驗演示得當，使教學直觀了當，具體形象。自主實驗更是激發了學生探索的激情，學生實驗能科學合理地進行分工合作，合作交流共同解決問題。通過合理的時間分配，詳略得當，重點突出，難點攻破。學生們通過合作學習更深刻的掌握了相關的物理知識，學生課堂參與度高，課堂氛圍活躍。此外，在課程整體過程參與中，學生的合作意識、動手能力、協調能力、創新能力、交際能力等等都能夠得到不同程度的培養，對于進一步提升課程教學的有效性，培養學生核心素養具有重要作用。

總結：現階段，高中物理課程也是高考的主要科目之一，物理課程相對于其他課程來說，其對于學生邏輯思維、逆向思維、空間思維、抽象思維等思維能力要求比較高，在具體的課程教學實踐中，必須要進一步加強高中物理課程教學設計工作，切實提升整體課程教學中對于學生核心素養的培養和鍛煉，不斷提升高中物理課程教學質量，促進課程教學改革創新和發展。