借助信息化手段落實高中物理核心素養之科學思維和科學探究

任厚寶

信息技術已應用于社會生活的各個領域，信息化教育工具應用于物理教學，不僅能顯著增強教學直觀性、趣味性，還能有效提升學習質量，教師應該科學并恰當運用信息技術，從而發揮其強大的教育功能和作用，實現學生核心素養的培養與信息技術的有效融合。本文通過借助PPT演示文稿軟件顯化模型建構的過程及借助微課視頻創設實際情境進而培養學生科學思維的素養，通過借助數字化實驗室平臺突破教學難點及借助新媒體技術開展高效的物理實驗進而培養學生科學探究的素養。

一、傳統教育下核心素養落實的困難分析

學科特點：高中物理知識抽象性、探究性、邏輯性很強，傳統教育背景下，教師講學生聽，教師抽象性的語言將抽象性的物理知識變得更加抽象，學生理解起來有難度。而科學思維要求學生能夠建立基本的模型，具有科學推理能力，具有科學論證能力，具有質疑創新能力，科學探究要求學生能夠提出問題，尋找證據，對自己的想法進行解釋，在探究過程中進行交流。學生學習起來吃力，所以漸漸地他們便失去了學習的興趣，在學習中被動學習，只是接受教師的各種知識，缺乏提出問題、解決問題的能力。

教師方面：在傳統的教育背景下，教師更強調學生學會知識，所以在學生綜合能力的培養方面，缺乏一定的認識，并沒有將核心素養的培養放在重要的位置上，在課堂上學生的主體地位沒有明顯地體現出來。教師簡單地講，學生簡單地聽，并沒有給出學生質疑批判，提出創造性見解的機會，學生的思維處于被動，核心素養的培養更無從提起。

學生方面：物理這門抽象性、邏輯性很強的學科，學生學習起來本身就很吃力，教師在課堂上簡單的講解，以理論為主，學生聽到的全是物理基礎知識，提不起學習的興趣，自然不會產生質疑和探究。另外，在傳統教育背景下以及各地經濟條件的限制，學生很少能夠看到動畫模擬、圖片、音頻、視頻等趣味性因素，他們在課堂上參與的積極性、主動性不高，主觀能動性并沒有得到發揮，所以在核心素養培養的過程中不盡人意。

二、借助信息化手段落實高中物理科學思維和科學探究素養培養的教學實踐與研究

（一）借助幻燈片演示文稿軟件，顯化模型建構的過程，培養學生科學思維的素養

高中物理知識點繁雜，遇到一些重難點的知識時，需要通過建模幫助學生解決，同時建模的過程也是學生思維發展的過程，為了真正培養學生的科學思維，教師應該通過信息化教學落實學生的模型建構的能力，進而培養學生科學思維的素養。

例如：在《力的分解》的教學中，教師可以利用幻燈片演示文稿軟件首先展示一個小男孩自己拉著書包上學的圖片，這時教師引導學生們觀看這一圖片，教師提出問題：小男孩拉書包的力是朝哪個方向的？以問題為驅動啟發學生展開思考，同時，教師再提出問題：這個力我們能夠進行合理的分解嗎？將這個拉著的書包所受到的所有的力清晰地展示出來，這時教師將課堂交給學生，讓學生建立物理模型，對這一例題進行有效的分解，以任務為驅動，讓學生積極思考并進行小組討論，讓學生自主建立物理模型。當學生討論完之后，教師利用幻燈片演示文稿軟件給學生直觀地展示物理模型，促進學生理解力的分解的相關內容，通過信息技術構建物理模型，更加直觀，更加有效，同時還能夠以圖片、線段等等，使得物理知識更加明了有趣，有利于提高教學質量，促進學生理解知識，發散思維，促進學生科學思維素養的培養。

（二）借助微課視頻，創設實際情境，培養學生科學思維的素養

物理知識與生活息息相關，為了促進學生更好地理解抽象的物理知識、物理概念、物理定理和定律，教師可以在課堂上借助微課展示一些生活中的實例引導學生。微課以視頻為依托，在當代教學中發揮著重要作用，教師在課堂上通過動態的教學過程，將物理知識與生活的聯系展示給學生們，促進學生理解，培養學生的科學思維。

例如：在《超重和失重》的講解過程中，為了讓學生真正理解失重在生活中的存在，教師在課前拍好視頻。首先教師在電梯里放上一個體重秤，請一位同學站在秤上，這時讓電梯開始運行，之后教師將鏡頭直接指向體重秤的示數。在課堂上，教師將這一視頻展示給學生們，并且將這一鏡頭放慢，這時學生們仿佛身臨其境，讓每個學生在課上根據這一生活情景，談一談自己的想法。這時課堂在學生你一言，我一語的講解過程中活躍起來，學生對于失重和超重的理解也更為深刻，他們的思維得到發散，思維能力也得到了有效提升，更促進了學生科學思維素養的培養。

（三）借助數字化實驗室平臺，突破教學難點，培養學生科學探究的素養

實驗室物理教學的基礎在信息化時代背景下，培養學生的科學探究素養，借助數字化實驗室教師要積極研究并依托信息化技術開展物理教學，讓每個學生真正地融入科學探究中，提升創新創造能力。同時，在不斷的探究中，也真正讓學生認知物理概念，建立物理模型，在不斷推理中提升綜合能力。實驗是物理的基礎，但是有些實驗不易測量，或是效果不明顯，處理數據的過程過于繁雜，不但影響了上課進度，還影響了實驗的效果。通過數字化實驗室的運用，能夠幫助學生們更好地進行數據的分析和整理。例如可以通過傳感器將其轉換為電信號，融入到電腦系統中，最后通過系統的一系列的處理，以表格和圖像的形式將實驗結果顯示出來，這樣既能夠簡化實驗過程，還提高了課堂效率，同時還能真正實現學生科學探究能力的培養和實驗能力的提高。

例如：在《牛頓第三定律》的教學過程中，本節課的教學重點及難點就是讓學生真正體會并理解作用力和反作用力，大小相等、方向相反的規律。方向相反，這一特點其實很好理解，學生也更容易接受。在大小相等這一知識的講解中，倘若教師用傳統的彈簧秤對拉，這樣數據不準確，還可能會導致錯誤。在數字化實驗室中，教師可以讓學生自主操作，通過兩個傳感器進行對拉，這兩個傳感器，無論是靜止勻速還是加速減速，都能夠讓學生在計算機屏幕上了解這兩個力的變化的圖像，這時作用力和反作用力兩種力大小相等、方向相反的特點一目了然，同時，學生們的記憶也非常深刻，有助于增強學生的科學探究能力，讓他們自主操作、自主將兩個力的大小進行改變，讓他們在不斷觀察中了解實驗，獲取知識。

（四）借助新媒體技術，開展高效的物理實驗，培養學生科學探究的素養

科學探究是核心素養的重要組成部分，教師在教學過程中應該引導學生掌握科學探究的方法，讓他們提出問題，發現問題，尋找實驗證據，從而真正了解物理學理論。小組合作已經成為學生學習知識、發展能力的重要模式，在信息化教學的過程中，教師可以借助新媒體技術讓學生結成小組，小組成員自愿建立QQ群或是微信群，實現跨越時空的小組合作。在小組合作中，一同探究物理現象，了解物理問題，從而提高每一位學生的探究能力。

例如：在教學牛頓第二定律的過程中，教師可以讓學生在課下研究出F=ma的關系，讓他們通過小組建立小組群，小組成員根據自己的設想，自己動手探究，研究合力F和加速度a以及質量m之間的關系。通過建立小組QQ群和微信群，學生之間進行密切的交流，及時發表自己的看法，總結自己的實驗結果。在學生們動手探究和實驗的同時，學生建立在自己的理解之上，進行物理實驗的動手操作，自行設計，自行探究，自行總結物理規律，有利于提高他們的自主學習能力，同時還能夠真正實現創新思維的有效培養，讓每位學生在活躍的思維和動手操作中了解物理概念，獲得物理新知，真正實現科學探究素養的培養。

三、教學效果的評價與思考

信息化手段在落實高中物理核心素養方面發揮著重要意義。借用微課視頻、幻燈片展示、數字化實驗室、新媒體技術等平臺為學生的學習、思考、實驗、探究、交流、合作提供了平臺和機會。同時，信息化教學手段的應用，也使得日常教學耳目一新，充滿活力。當課堂融入圖片、音頻、視頻、動態化實驗時，能夠讓學生感覺到物理學習的趣味性，當知識性和趣味性有效結合時，能夠讓學生獲得更多的快樂體驗，學得更多的知識。信息化教學是一種手段，是一種工具，也是一種教學輔助。教師在教學過程中，應該科學合理地運用，有針對性地運用，以實現教學任務為目的，以學生的綜合發展為前提，科學設計，優化運用，真正發揮信息化手段的教學價值，引領學生核心素養培養，促進學生終身發展。

社會在發展，人才在進步。日常教學的根本任務不再是讓學生學得多少知識，更在于學生綜合素養的培養。在高中物理教學中，教師應該將培養學生的核心素養放在重要的教學位置上，巧妙運用信息技術融入更多的教學情境，優化日常教學模式，將核心素養培養與信息技術的應用深度整合，真正實現學生對知識的深刻理解，思維更具創新創造性。信息化手段不僅使得課堂大放異彩，更能夠切實將物理核心素養中的科學思維和科學探究素養的培養貫穿在物理課程的設計和實施中。