高中物理學科核心素養的培育途徑淺析

王衛華

(江蘇省啟東市呂四中學 226241)

核心素養是“‘學生應具備的’能夠適應社會發展與終身發展的‘必備品格’與‘關鍵能力’”，高中物理學科核心素養則是從科學觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等四個維度，對物理學科教學所能達到的培育學生必備品格與關鍵能力進行了表述.目前，對于高中物理學科核心素養的理解，更多的是停留在推理層面，認為學生通過物理學習應當有這樣的一個成長的目標.對于如何達成這個目標，目前是仁者見仁、智者見智.對于一線教師而言，既需要理論的指導，同時又需要實踐的積累.那么，在高中物理教學中，核心素養落地的途徑具體如何呢？本文試對此進行探究.

一、物理學習中能力與品格的生成途徑

高中物理重視知識教學是優良傳統，這一傳統可以為核心素養所需要的能力與品格培養提供基礎.但也顯而易見的是，能力與品格的形成并非自然的，否則就沒有提倡核心素養的必要了.物理教學如何不囿于知識教學而真正在能力與品格之樹上開花結果，值得深思.筆者的觀點是，立足于知識教學的傳統，真正以學生這個“人”作為教學對象，讓學生在知識建構的基礎上去展開能力、形成品格，是一個可行的路徑.

中國教育有“書讀百遍，其義自見”“熟能生巧”的古訓，其指出的實際上是量變與質變的關系，而“巧”則是指向能力的，因此在知識建構的基礎上生成能力、形成品格，是符合經驗事實的.物理學習理論研究也告訴我們，要想真正讓學生形成“理性思維、批判質疑、勇于探究”的科學精神，可以在物理學科知識與技能教育的基礎上，經由物理學科核心素養的培育，直到走向科學精神，因此在知識建構基礎上生成能力、形成品格，也是經得起理論研究的檢驗的.

能力與品格具體到物理學科中，就變成了科學觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個要素.其中，科學觀念、科學態度與責任與必備品格相關，而科學思維、科學探究與關鍵能力相關，而既然經驗事實與理論研究均表明物理學習中能力形成與品格生成的途徑，可以建立在知識建構的基礎上，由學生這個主體通過主動建構、探究體驗的途徑達成，那物理教學的重心，就應當落在知識建構、技能訓練、能力形成、素養生成等環節中.

二、基于實踐的物理學科核心素養培育

基于上述理解，我們以“向心力”的教學為例來說明.

傳統教學中，對本課教學的目標設置相對簡單：理解向心力概念與公式；能夠利用公式進行計算；理解向心力只改變速度的方向不改變速度大小等.顯然，這樣的目標表述是知識及知識運用的表述，與核心素養培育目標還存在距離.核心素養背景下，該課的教學目標或可這樣描述：在生活中的圓周運動分析中認識向心力改變速度方向但不改變速度大小的屬性(對應科學觀念)；基于實例分析，通過邏輯推理得出計算向心力的公式(對應科學探究與科學思維)；運用向心力知識準確分析較復雜的實例(對應科學態度與責任).

于是，具體的教學過程就可以分為這樣的三個環節：

環節一：創設情境，引導學生分析圓周運動.

這個情境可以從讓學生用手邊的膠帶做圓周運動，感受作為半徑的膠帶上的拉力，然后松手觀察膠帶飛出去的情形開始；然后過渡為教師演示在旋轉平臺上的物體跟著平臺做圓周運動，且在速度變大的情況下，物塊滑出去的情形.這兩步操作中，學生既有切身體驗，同時又有對教師所演示現象的觀察、思考與比較.尤其是比較思維的運用，可以讓學生將自己體驗過程中的認識進一步顯性化，進而學生就會認識到做圓周運動的物體是需要提供一個指向圓心的力的，這個力可以是拉力，也可以是靜摩擦力.于是“向心力”的概念就得出了，這個概念不是教師硬塞進學生的思維的，而是學生在體驗、觀察中比較得出的，這符合科學觀念得出的規律，體現了物理教學中幫學生建立科學觀念的努力.

環節二：推理探究，得出向心力的計算公式.

推理是指向思維的，探究是指向學習過程的，在學習過程中運用邏輯推理的思維，可以讓科學探究的過程變得更加有質感，也更加高效.這一環節中，可以先讓學生體驗向心力大小與物體質量、做勻速圓周運動的速度的關系，而學生通過體驗(具體過程不贅述)，立即就可以猜想到m與v對向心力F的影響關系.在此基礎上，探究也就進入邏輯推理的階段，亦即利用牛頓第二運動定律，并與向心加速度的表達式綜合運用，得出F向=mv2/r.其后還可以舉出一個實例讓學生去驗證上述表達式的正確性，如在“錐擺”例子中，讓學生測出擺球的質量及轉動周期，測出擺長與轉動半徑等，而在最后發現結果吻合時，學生也就體會到向心力公式的作用.

環節三：走向生活，用向心力知識分析實例.

生活中的類圓周運動很多，機動車拐彎就是其中之一，由于實際運動的復雜性，因而需要對實際事物進行理想化(抽象)，因此將機動車抽象成一個質點，那其在運動的過程中，靜摩擦力就成為向心力的來源——這與本課情境創設中的轉盤上的物體運動實際上一脈相承，因而實際上有學生會在此環節中認識到這一點，進而課堂的前后形成了緊密的聯系，這可以讓學生有一種恍然大悟的感覺.實際上，學生自己也會舉出一些實例，如游樂場的轉椅、海盜船等，這種例子列舉的過程，實際上就是學生內化向心力知識的過程.

三、教師在核心素養培育中的主要作用

核心素養是需要培育的，核心素養培育的主體是學生，那教師在此過程中起什么作用呢？在高中物理教學中，筆者對此問題的理解是：一方面，教師自身的主導作用無法回避，教師必然要引導學生建構知識、生成能力，進而形成核心素養；另一方面，教師的作用發揮要注意時機，更要注意哪些作用可以發揮，哪些作用會影響學生.筆者的經驗是，可以給自己的教學列出一個“負面清單”，明確要求自己在課堂上回避哪些行為.

如上面的“向心力”教學中，最后在讓學生用向心力知識解釋生活實例的時候，筆者就明確提醒自己不給學生舉例，這樣就可以倒逼學生去找生活中的轉動事例，然后發現其中向心力的存在.如果教師越俎代庖，那學生的想像機會就會被剝奪，他就不可能通過向心力與圓周運動的聯系去與生活實例進行對應，這顯然無法培養學生的“關鍵能力”，更別說“必備品格”了.反之，如果教師注重充分發揮自己的作用，既有效引導學生完成向心力的概念的建構，認識向心力概念的內涵與外延，同時也要充分尊重學生的主體地位，讓學生在向心力概念建構的過程中，更好地形成感性素材，同時形成理性認識，這樣學生對向心力概念的理解才是豐滿的，準確的.

總而言之，高中物理教學中核心素養的培育，需要堅持以生為本、需要堅持知識建構為“基”、能力生成為“干”，在該過程中生成品格之“枝”的思路，這樣才能讓物理知識教學與核心素養培育較好地融合起來.而教師作用的發揮，是建立在教師對核心素養理解的基礎之上的，是建立在教師對核心素養生成過程的研究過程之上的，當然也是建立在教師探究核心素養落地的基礎之上的.