核心素養導向下的高中物理教學策略分析
——以“超重和失重”為例

萬忠義

對學生來說，核心素養是其提升自身水平和適應社會發展必須擁有的能力和品格，以核心素養為基礎開展教學活動是未來教學發展的重要方向，也是國家培育人才的現實需要。作為高中階段的重要學科之一，高中物理能夠為學生準確呈現科學探究過程，培養學生實踐能力和創新意識，可以有效保障學生未來發展。但是，在現如今的高中物理課堂教學中，仍然存在部分不合理之處，如一些教師過度關注學生考試成績、重視理論教學、實踐教學占比過少等，這些情況嚴重阻礙了學生全面發展。所以，教師應該及時完成教學思想的轉變，優化教學方法，促使課堂教學活動變得更加豐富多彩，在幫助學生學習各種物理知識技能的過程中，培養學生的創新意識、科學思維、物理觀念，最終助力國家和社會發展。

一、 物理核心素養概述

(一)科學思維

在學生學習過程中，應該循序漸進地形成建構模型、科學論證、科學推理等方面的思維能力，保證能夠通過物理現象全面了解客觀事物內在規律和本質屬性，并擁有解決現實問題時能夠靈活運用所學知識的綜合能力和科學思維。

(二)物理觀念

在高中物理教學過程中，在學生不斷加深對物理知識理解程度的過程中，會逐漸形成基本的物理學觀念，并以此為基礎了解和認識客觀世界，使其可以更加深入地認識自然界的現象、規律以及構成，并樹立基于唯物主義的科學世界觀，如物質觀念、運動等，這些都是高中生必須具備的觀念，能夠幫助學生更加深刻地認知客觀實際。

(三)探究能力

探究能力就是能夠完成提出問題、假設猜想、獲取信息、合理論證、得出結論整個過程，并對探究過程開展反思、思考交流的能力。借助學習和理解物理知識，學生可逐步增強自主互動和自主探究的能力，并且可以利用自身掌握的知識分析和解決自身周邊存在的實際問題和物理現象。另外，在學習者開展思維活動的過程中，科學探究屬于重要內容，通過提煉、推理、概括、驗證物理實驗數據和實驗現象，可以使學生具備嚴謹的物理思維。在人們認識物理科學的過程中需要一個循序漸進的過程，當相關學者提出某個發展和觀念后，學生應該借助物理定律、物理實驗的方式探究其科學性。

(四)科學態度與責任

此部分的核心素養，就是以科學的信念、心理傾向、學習態度對待物理科學，并且在情感和思想意識層面崇尚科學本質和科學真理。同時，在高中物理教學過程中，還應該培養學生科學道德規范等。

(五)質疑和創新

在物理學科核心素養中，質疑和創新也是非常重要的內容，它需要在科學推理和驗證物理數據、物理事實的前提下提出質疑，有效開展相關的批判活動，并基于原有研究內容和觀點進一步豐富相關成果。在物理科學不斷發展的過程中，質疑和創新為其提供了不竭動力，因此在高中物理教學中，必須培養學生質疑和創新的能力。

二、 培養學生核心素養對高中物理教學的重要作用

(一)改變了單一的課堂教學模式

在開展傳統高中物理教學時，部分教師存在授課模式單一的問題，學生在學習知識的過程中較為被動，主觀判斷意識明顯不足。再加上高中物理知識本身就較為抽象，致使一些學生在掌握知識點方面效果較差，無法梳理知識點間的原理和聯系，最終導致學生學習積極性漸漸喪失，增加了提升高中物理課堂教學效率的難度。在核心素養導向下開展高中物理課堂教學，要求教師轉變傳統的授課模式，同時更加重視提高學生個人能力，可以使原本枯燥的課堂氛圍變得生動有趣，提升學生在物理學習方面的自覺性。核心素養下的高中物理教學，教師將更加關注學生個性發展，并且與學生實際生活存在更加緊密的聯系，能夠提高學生的生活意識，進而為學生健康成長提供有效保障。

(二)注重物理學習方式和過程

當在高中物理課堂中樹立培養學生核心素養的目標后，教師將深入了解學生的接受情況，同時會在充分考慮學生實際情況的基礎上設計課堂教學方案、選擇教學內容、制訂課后練習。在此情況下，教師將不以提升學生物理考試成績作為唯一目標，而是將關注重點集中到學生物理學習過程和掌握知識的程度上，以此保證學生可以在遇到實際問題時運用物理知識進行解決。另外，在核心素養的影響下，實驗教學在高中物理教學中所占的比重將逐漸上升，學生參與實驗的情況能夠準確體現出其運用和掌握高中物理知識的情況，進而幫助教師明確接下來的教學重點，解答學生存在的疑惑，使學生可更加充分地運用物理知識。

(三)使物理學習探究過程更加突出

在傳統高中物理教學中，學生雖然有時可以較為熟練的背誦物理理論知識，但是卻并未掌握物理知識的深層含義，在此情況下學生很難形成學習物理知識的興趣。然而在核心素養下的高中物理課堂，非常重視學生主體作用的發揮，可以使學生真正參與物理知識學習探究過程，學生能借助實踐探究驗證理論知識的真實性，以此使學生能夠更深層次探索物理知識。在此種課堂教學中，學生不但能夠在實踐探索中使用所學知識，還能夠在課堂中反饋實踐結論，從而養成良好的學習習慣。

三、 現階段高中物理教學問題分析

我國教育已經擁有非常長的發展歷史，在開展教學時教師普遍使用傳統教學模式，導致傳統教學觀念在現如今仍然根深蒂固，部分教師并沒有及時完成傳統教學習慣轉變。但是在實際上，相對來說，傳統教學對文史類學科擁有更為明顯的效果，而理論性學科的效果不佳，通過對其原因進行分析，主要是理論學科對學生思辨性要求較高，大部分教師在開展教學活動時很難在短時間內擺脫傳統教學的限制，這是現階段優化高中物理教學急需解決的問題。部分教師使用灌輸式教學落實課堂教學活動，在很大程度上影響了高中物理學科教學效果。近年來，我國不斷提升教育改革速度，要求相關教師應該不斷嘗試和應用新的教學理念和教學方法，改變物理教學填鴨式教育現狀，在學生學習物理的過程中，無論其背誦公式概念多么熟練，若是無法理解記憶其中的內在含義都將毫無意義。在現階段，部分教師過度依賴課本也是非常重要的問題，物理教學更側重實踐性，若是在教學中教師沒有根據課本合理拓展相關知識，學生很難養成發散性思維。在教學中，部分教師也不夠重視實驗教學，須知實驗是物理學科的基礎，也是驗證物理知識科學性的重要途徑，可以加深學生理解物理知識的程度。但是部分教師為了更加快速地完成教學，沒有在教學過程中合理融入實驗環節，致使物理實驗無法充分發揮作用，在很大程度上降低了高中物理教學效果。在此種背景下，想要實現高中生健康發展的目標，教師應該以核心素養為基礎，及時優化高中物理教學模式。

四、 基于核心素養的高中物理教學方法分析

在教師開展高中物理教學時，應該充分重視教學創新工作，解決傳統物理教學存在的弊端，只有這樣才能不斷提高教學質量和效率。超重與失重在高中物理教學中屬于較為重要的內容，同時也是生活中較為常見的物理現象，因此在本次研究中筆者以這部分教學內容為例，探究基于核心素養的高中物理教學方法。

(一)構建科學思維情境

在學生學習物理時，其興趣能夠直接影響科學思維發展情況，只有充分調動學生學習積極性，才可以有效培養學生的科學思維活性。所以，在開展高中物理教學時，教師應該借助合理方式使物理教學擁有更高的趣味性，例如合理構建科學思維情境，利用學生日常生活中常見的物理現象，為學生搭建學習物理知識的情境，或者以生活現象為基礎為學生建立物理學習模型，使學生學習物理知識變得更加容易，在生活經驗的幫助下學生可更加深刻地理解相關知識。

在超重與失重教學中，教師可以利用多媒體設備播放電梯發生超重現象的視頻，并與學生共同觀看視頻，觀察和對比在電梯靜止和升降時彈簧秤的讀數，并在情境中合理提出問題：在電梯進行運動時，是如何產生彈簧秤讀數的，其蘊含著怎樣的物理量？不斷變化的彈簧秤示數證明了什么問題？在此種生活中常見現象的引導下，教師能夠構建有利于學習的物理情境，借助生活化的超重與失重模型，可以使學生在感性層面更好地認識超重與失重。以此為前提，教師再向學生講授超重與失重的概念，不但能夠順利導入課堂教學知識，還能夠充分調動學生思維，激發學生開展深入探究的意愿。

(二)合理提出問題

對高中物理來說，只有保證學生擁有越來越高的思維能力，才能夠保證學生可以有效地處理和解決問題，從而幫助學生養成對自身成長有利的素養和思維。在教學過程中，教師應該盡量使學生保持好奇的狀態，在教學過程中對學生提出不同難度的問題，提高學生思維活性，使學生在面對問題時學會積極思考。例如，在進行課前預習時，教師可以事先提出問題并要求學生利用自身掌握的生活經驗和知識開展分析：水平面支持物體的力或者水平面受到物體的壓力是否始終與物體所受的重力相等？在哪種條件下，物體所受的重力等于支持力或壓力？豎直懸繩與物體之間的壓力是否與物體所受重力相等，重力與壓力相等的條件是什么？在這些問題引導下，學生可以在短時間內進入探索知識的狀態中，在預習知識的過程中完成思考，分析和整理出現超重和失重現象的實質及基礎條件，并以牛頓第二定律開展論證。教師還可以設置課堂演示實驗環節，使學生可以更加深入地思考問題，在體重秤上讓學生完成一定次數的蹲起運動，引導學生關注體重秤示數變化情況。在此情況下，教師可以向學生提出以下問題：“為什么在蹲起過程中會改變體重秤的示數呢？在物理學知識的基礎上，如何理解出現這種現象的原因？”在這些問題的影響下學生必然會存在一定困惑，教師可以組織學生分組開展探討和研究，鼓勵學生說出自身的看法和疑惑，可以幫助學生更加透徹地理解超重和失重的定義，從而正確認知學習物理知識的實用性。

(三)有效利用物理學史

想要使高中物理教學達到更好的教學效果，教師應該在教學過程中合理融入物理學史，借助學習物理學史，不但能夠提升學生學習積極性，增強其科學精神，還能夠幫助學生養成科學態度和責任，使其學會在現實生產生活中合理運用物理知識。在開展教學時，教師可以在適當時機引入伽利略、牛頓等物理學家的事跡和觀點，讓學生了解物理學家在研究超重和失重問題過程中所付出的努力，為學生提供近距離認識科學家的機會，培養學生探索知識時不畏艱難的勇氣和信心。利用回顧物理學史，使學生對探索事物本質的曲折過程形成正確認知，同時使其敢于堅持真理，借助科學的方法論教育學生。同時，教師還可以將學生興趣和教學實際相結合，適當延伸物理學史的內容，如向學生講授伽利略因為宣傳哥白尼日心說被終身監禁的故事，使得學生知識面得到進一步拓展，讓他們在物理學家的事跡中養成勇于創新、不畏艱險的高尚品質，樹立獻身科學、實事求是的意識，從而使學生可以更加堅定地追求科學本質。為了使學生可以更加深刻地理解超重和失重現象，教師需要讓學生在課余時間搜索笛卡爾研究力和運動方面的成果，使學生視野變得更加開闊，最終真正愛上物理探究。

(四)改進物理實驗活動

實驗教學是培養學生物理思維的重要途徑，教師應該在充分考慮高中物理教學內容和學生學情特點的基礎上，設置適宜的物理實驗活動。在設計物理實驗教學的過程中，必須保證學生主體地位足夠突出，為學生提供親自動手探索物理知識的機會，使學生在實驗中加深理解知識的程度。除此之外，教師應該將多種類型的物理實驗引入課堂教學，除了常見的演示物理現象實驗外，還應該合理利用模擬實驗、微實驗、探究實驗等，從而使學生能夠更好地參與實驗學習，進一步發展學生科學思維。

例如在超重與失重教學中，教師可提出問題：“超重和失重現象的本質是什么？”想要使學生更加理性地完成推理，教師可以設置關于超重和失重現象實質的探究型實驗。在此情況下，教師應該采取填空的方式設計實驗方案：(1)準備鉤碼、彈簧秤等實驗器材；(2)展示實驗裝置圖；(3)在遵循以下操作步驟的基礎上，完成彈簧秤示數觀察和記錄工作。步驟一是分別完成靜止、減速上升、加速上升，步驟二是完成減速下降和加速下降。在學生實驗的前提下，教師引導學生整合和分析相關實驗操作和實驗步驟，最后要求學生針對實驗內容開展牛頓運動定律方面的分析，以此明確超重和失重現象的實質。

通過合理設計實驗方案，能夠有效彌補理論教學中存在的不足，學生不再僅是被動地接受物理知識，而是親自動手完成相關實驗，可提升學生學習主動性，進而培養學生動手實踐的意識和能力。借助學生原本掌握的牛頓運動定律，幫助學生密切聯系新舊知識，有機融合相關物理知識，使得學生的科學思維更具系統性，從而全面提高學生科學思維水平。

(五)引導學生自主探究

在新課程理念背景下，很多教師清楚地認識到簡單的傳授知識并不能取得理想的高中物理教學效果，其中的關鍵是培養學生物理思維方式和學習方法。在開展課堂教學時，教師應該為學生自主探究留出足夠空間和時間，使學生深刻了解形成物理知識的過程，并在此過程中找出適合自身的物理思維和物理學習方法，使其能夠更好地解決實際問題。例如，教師可以組織“紙帶提砝碼”實驗，使得學生能夠對超重和失重定義形成更加深刻的理解。在開始實驗前，教師先向學生講解實驗步驟，并提出在實驗過程中需要解決的問題，如若是在砝碼上系上紙帶，在提起砝碼后不斷增加速度，會出現怎樣的實驗現象，致使這種現象出現的原因是什么？然后再組織學生參與實驗，經過動手實驗學生會發現，當提起砝碼速度較慢時紙帶并不會斷裂，但是在提起砝碼的速度較快時紙帶將斷裂。在學生觀察到此實驗現象后，教師應將學生劃分為若干小組，并要求學生進行組內討論，進一步分析導致這種現象出現的原因：緩慢提起砝碼的過程就是勻速上升的過程，此時砝碼重力在紙帶的可承受范圍內；而以較快速度上提時，其屬于加速上升過程，砝碼和紙帶的受力狀態不平衡，與砝碼重力相比存在更大的兩者間相互作用力，為超重狀態，紙帶所受到的力超出自身可承受范圍，進而出現紙帶斷裂現象。在學生自主探究過程中，可以有效調動其創造力，不但能夠培養學生反思、評估、交流等方面能力，還能夠提升學生掌握物理知識的程度。

(六)重視課堂總結拓展

教師在開展高中物理教學時，有時會存在不夠重視課堂總結環節的問題，并且大多只采取簡單的拓展形式，將嚴重限制學生養成科學思維。在高中物理教學過程中，教師應該積極改進課堂總結環節，利用思維導圖、知識樹等先進的學習方式，幫助學生整理課堂中所學習的物理知識內容，以此使學生掌握的知識鏈更加系統。在設計總結環節時，教師可以轉變只由教師總結的方式，鼓勵學生自主總結知識，從而培養學生物理核心素養。例如在總結超重與失重有關的知識時，教師可以為學生提供如表1所示表格，然后要求學生梳理本節課所學的知識。

表1 超重與失重相關知識

在拓展課堂教學內容方面，為了使學生擁有更高的核心素養，教師可以為學生布置一個課后小實驗，如在一次性水杯的側面打孔，在裝入水后將其拋向空中，觀察在此過程中水杯側面小孔是否會流出水，并總結其中包含的物理原理和知識。通過這種有趣的課后小實驗，可以充分調動學生學習興趣，進而達到進一步拓展教學內容的目的。

(七)提高教師專業水平

在開展高中物理教學活動時，教師需要在充分考慮學生認知情況和特點的基礎上，制訂合理的物理教學計劃，保證學生擁有正確的物理學習方向和學習思維。教師應該結合學生認知特點和實際學習能力等，構建出詳細的教學情境，促進學生養成自主探究、自主學習的意識。在進入信息化時代以后，高中物理教師必須抓住新的發展機遇，在實際教學中，不但要實現物理教學手段信息化，還要在實際教學中展現優秀的教學品德，借助自身潛移默化影響學生。首先，教師必須在保留自身教學優勢的基礎上彌補弱勢，借助參加會議培訓、閱讀書籍等手段，來提升自身的專業知識水平和教學能力。其次，教師應持續改進教學方法，推動教學活動向著開放性、多元化發展，更好地培養學生的物理認知思維和學習能力。教師應正確認識到在物理知識教學中可以使用多種教學方法，如合作法、觀察法、互動反饋法、分析法等，教師應結合實際教學內容，借助適宜的教學方法開展教學，可以更有效地激發學生學習興趣，從而進一步提高物理學科教學水平。最后，教師應該保證自身的教學態度足夠端正，并在自身影響下使學生擁有端正的學習態度。

(八)借助信息技術豐富教學形式

近年來，各種信息技術越來越成熟，同時在現代化教育中信息技術已經成為重要手段。現階段，越來越多的教師開始嘗試融合信息技術和學科內容，從而為學生提供更好的學習環境。在現實生活中，信息技術多種多樣，可以使學生有機會接觸更多的物理知識，使學生擁有更寬廣的文化視野。在進行高中物理教學時，教師應該利用音頻、圖像、視頻等形式直觀地為學生呈現教學內容，降低學生理解抽象物理知識的難度，以此使學生更加充分地了解和掌握物理知識。在教師合理運用信息技術后，能夠帶給學生更好的感官體驗和情感體驗，借助圖片和視頻幫助教師描繪出復雜的物理知識，深化了學生對物理學科的了解程度。例如，在開展超重與失重教學時，教師可以利用信息技術展示日常生活中真實存在的各種超重和失重現象，同時也可以利用互聯網搜索與超重和失重相關的物理知識，擴大學生學習范圍，使學生全面了解力學物理知識發展過程。采取這種方式，能夠調動學生探究物理知識的好奇心，以此使學生擁有更高的學科素養，高效學習物理知識。同時，對部分學生在課堂中無法充分理解的物理知識，教師應以信息技術為依托制作微課程，使學生在課余生活中可以利用智能手機等終端設備學習相關知識點，不但可以更好地攻克高中物理教學中的重難點，而且可以培養學生自主學習能力。另外，教師還可以建立網絡交流平臺，如QQ群、微信群等，然后借助這些聊天軟件加強與學生互動交流，有效提升學生各方面能力。

五、 結語

綜上所述，在現階段的教育環境下，高中物理教師在開展教學活動時應該充分重視培養學生核心素養的工作，這能夠在提升學生物理綜合素養方面發揮重要作用。教師應及時轉變自身教育理念，在充分考慮學生認知情況和物理學科特點的前提下，合理改革和創新傳統教學方法，增強教學方案的實操性和趣味性，使課堂教學可以更好地吸引學生，在此情況下學生不但能夠掌握相關的理論知識，還能夠發展科學精神和物理思維能力，進而全面提升學生物理學科核心素養。另外，在實際開展高中物理教學時，教師可以采取構建科學思維情境、合理提出問題、有效利用物理學史、改進物理實驗活動、引導學生自主探究、重視課堂總結拓展、提高教師專業水平、借助信息技術豐富教學形式等方法，可以讓學生真正領略物理知識的魅力，提升其學習主動性，最終一定可以取得較為理想的教學效果。