高中物理核心素養培養的策略

吳凡超

【摘要】新課程標準要求高中物理教學要以培養物理學科素養為目標，因此，在高中物理教學活動中，教師對物理學科所承載的素養要理解其內涵，要創設活動對學生進行培養。本文結合教學實踐活動，探討高中物理教學中落實物理核心素養培養的策略。

【關健詞】核心素養;高中物理;教學

“學科核心素養”的概念是在2018年1月，在教育部頒布的我國普通高中新課程方案和新課程標準中首次提出。學科核心素養概念的提出，為學科在落實“立德樹人”的根本任務時指明了方向，即在教學活動中要落實學科核心素養的培養。物理核心素養是指學生通過物理學科的學習，逐步形成的正確的價值觀念、適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關建能力。物理核心素養包括基于物理知識形成的“物理觀念”、分析解決問題的“科學思維”、為物理規律所進行的“科學探究”和對待科學本質及對社會、環境的“科學態度與責任”四個維度。根據物理學科的特點，在高中物理教學中，我們可以通過以下幾種策略對物理核心素養的四個維度進行培養。

一、以情境為載體，構建物理知識體系，培養學生的物理觀念

物理觀念通俗的講就是人們從物理的視角對自然的認識，是人們通過研究自然現象而總結出來的物理概念和物理規律。物理源于生活，所以要培養學生的物理觀念，必須以生活中的情境為載體開展教學。通過生活情境，有助于形成物理概念。學生在學習物理之前，已經從生活經驗中形成大量的經驗性常識，因此在高中物理教學時，可通過創設情境讓學生進行觀察、思考，在諸多的客觀情境中概括事物的共同特性，把經驗性的常識轉變成物理概念。例如，在“慣性”概念的教學中，學生對“物體具保持原來運動狀態的性質”不是很理解，為此，教師在教學過程中，引入了如下的情境：一輛貨車在高速公路上行駛，突然后車輪（雙輪的）有一輪子脫落，只見司機不慌不忙地繼續往前開，行駛一段距離后停在路邊等候，不一會兒，脫落的輪胎自己追上了汽車。學生看到這樣的情境，都哈哈大笑。這時，老師提出問題：“脫落的輪胎為什么能自己追上汽車呢？”學生通過思考、討論，最后形成統一認識：脫落的輪胎具有保持它原來的運動狀態的性質——慣性。這樣，“慣性”的概念就自然而然的在學生頭腦中形成，以后再碰到有關物體從運動物體中掉落的問題時，他就能輕松的解決。

通過創設情境或演示實驗，有助于得出物理規律。物理規律是人們在研究物理現象中總結出來的，所以要理解掌握并運用物理規律解決實際問題，必須對承載著物理規律的情境再進行探究，通過對探究結果進行分析，形成物理規律。例如，在學習《牛頓第一定律》時，教師在課堂上演示了伽利略的理想斜面實驗：教師先在光滑的斜面上放一塊布，讓小球從斜面一端某一高度處釋放，小球在另一斜面上升的高度很低;把布撤去，讓小球由同一高度釋放，小球在另一斜面上上升的高度跟釋放高度差不多。可知，如果沒有摩擦，小球將上升到同一高度;依次把另一斜面的傾角放低，每一次小球都能上升到與釋放小球同一高度，但通過的路程更長;最后把另一斜面放平，這時小球將無法達到原來的高度，只能以恒定的速度一直運動下去。通過對實驗現象進行分析總結，學生很容易就得出伽利略當年得出的結論——物體的運動不需要力來維持。可見，以情境為載體開展物理課堂教學，有助于學生認識自然，理解自然，建構自然界的物理知識體系，形成物理觀念。

二、以問題為導向，通過討論與交流活動，培養學生的科學思維能力

基于物理情境，提出可研究物理問題，以問題為導向，引導學生進行討論與交流，在分析、推理、論證過程中，學生的科學思維能力就會慢慢的形成。例如，在進行《自由落體運動》的教學時，教師展示一個果子和一片樹葉同時由同一高度下落，可以看到，果子下落較快。據此，教師提出問題：重的物體比輕的物體下落得快，這種說法正確嗎？學生們各抒己見，但他們還沒有統一的認識。隨后，教師又提出：如果把果子和樹葉栓在一起，它是變快還是否變慢呢？學生們展開推理、論證：如果認為重的物體下落得快，那么把果子和樹葉拴在一起變重了，所以整個系統要變快;但把果子和樹葉栓在一起后，下落較慢的樹葉會拖著下落較快的果子，所以整個系統應該變慢。顯然兩種結果相互矛盾，這也就證明了重的物體比輕的物體下落得快的觀點是錯誤的。“物體下落快慢不是由重量決定的，那你認為果子比樹葉下落得快的原因是什么呢？”學生通過分析，認為是受到的空氣空氣阻力不同造成的，然后在教師的指導下設計實驗驗證猜想，最后教師演示了牛頓管實驗，得出了自由落體運動規律。在整個教學活動中，教師通過以問題為導向，引導學生開展分析、推理、論證，設計探究實驗，最后形成結論等環節，不但加深了學生對客觀事物本質的認識，也培養了學生的科學思維能力。

通過解決實際問題， 提升科學思維能力。例如一個學生在公園里看到一個噴得很高的柱型噴泉，他想知道噴泉噴出時速度有多大？為此，他設計一個測量方案：以噴泉中一個水珠為研究對象，把水珠的運動看作堅豎直上拋運動，運用牛頓第二定律結合運動學公式，得出噴泉上升的高度與噴出速度的關系式，通過測量噴泉噴出的高度，結合當地的重力加速度就能求出噴泉噴出的速度。在該同學解決問題的過程中，他從噴泉整體中，抽象出一顆小水珠作為研究對象，建構了質點模型，又忽略了水珠上升過程中受到空氣阻力等次要因素，建構了豎直上拋模型，結合牛頓第二定律和運動學公式設計了探究實驗。在解決該問題中，學生的科學思維提到煅煉和提升，增強了實踐意識。

三、以自主探究為原則開展探究活動，培養學生科學探究能力

科學探究能力是指學生在碰到一種新的情境時，能夠提出可探究問題，作出科學假設，能夠設計科學探究方案并開展實驗，分析實驗數據得出結論，能對結論進行科學解析，能對研究過程與結果進行交流、反思的能力。

要培養學生的科學探究能力，教師應創設情境，引導開展自主探究活動。例如，在探究《彈簧的彈力與彈簧的伸長量（或壓縮量）關系》時，教師可以給一條彈簧給學生，讓學生去拉，在學生體驗的基礎上讓學生提出可探究的問題。其中，肯定有學生提出“彈簧彈力的大小與彈簧伸長量之間有什么關系？”這一問題，教師引導學生根據觀察結果開展學生猜想，提出假設，教師可提出：“如何給彈簧施加力？”“如何測量彈力的大小？”“如何測量彈簧的伸長量？”等問題引導學生設計實驗并制訂方案，鼓勵不同的探究小組設計不同的實驗方案，選擇合適的器材開展實驗并計錄數據，對數據進行分析處理，得出結論并作出解析，然后各探究小組交流對探究過程與結果進行交流和反思。學生在整個探究過程中，相互合作，相互交流，不但激發了學生的探究熱情，更使每個學生的科學探究能力得到培養。

四、聯系生活實際，滲透科學態度與社會責任感的培養

教育的根本任務是“立德樹人”，立德是根本，對于物理學科來說，這個德就是科學態度和社會責任感。在物理教學中，科學態度與社會責任感可根據教學內容，聯系生活實際，利用具體的教學事件進行滲透。例如，在講《電磁感應和渦流現象》時，教師利用自制磁感應燈和手機無線充電裝置展示電磁感應現象及其應用，大大激發學生的學習興趣、激發學生投身研究的動力。課中，教師還介紹了華為手機的反向無線充電技術，增強學生的民族自豪感。在講《宇宙速度與航天》時，教師通過列舉了我國近代在航天領域取得的成就，通過講述外國對我們的技術封鎖，我國“航天之父”錢學深怎樣擺脫美國的阻攔，回到祖國，為國效力的故事，大大激發學生的民族自信心，培養學生的愛國熱情。在講《能量守恒定律》時，通過講述能源消耗過度帶來的后果，能源使用過程造成的環境污染等問題，培養學生的節約能源以及要保護環境的社會責任。

綜上所述，物理核心素養是物理學科育人價值的體現。高中物理教師通過教學活動，培養了學生物理學科核心素養，對學生的終身發展、人類科學事業的傳承和社會的發展具有重要的意義。因此，教師要積極開展核心素養的培養方式方法的研究，要在物理課堂中落實物理核心素養的培養。

參考文獻：

[1]谷雅慧.普通高中物理課程標準[M].人民教育出版社，2020.