指向核心素養的高中物理課堂教學實施

何文明 徐琛

摘? ? 要：為改變當前高中物理課堂教學中存在的問題，構建指向物理學科核心素養的課堂教學，教師應將核心素養落實在課堂教學的各個環節之中。教師應以學科核心素養為導向來設置教學目標并統領教學，創設符合學生認知規律、落點于學生“最近發展區”的生活實踐、演示實驗、學習探索情境，設置難度適當、層次遞進、指向明確的問題串，圍繞核心內容開展與學生的興趣和經歷相聯系、具有可操作性的學習活動，并以多樣的評價方式引領學生查缺補漏，幫助學生形成物理觀念、經歷科學思維活動、體驗科學探究，進而提升科學態度和責任。

關鍵詞：物理課堂教學;情境創設;問題設置;活動設計;學習評價

一、當前物理課堂教學的問題

隨著課程改革的進一步深化，高中物理課堂教學發生了根本的變化：從知識中心向能力導向轉化，從教為中心向學為中心轉化，從單一的傳授式教學向合作探究學習等多種模式并存轉變。但也不可否認，改進中的物理課堂教學還是存在著諸多問題。

（一）知識技能過于碎片化

教師在教學中實行零打碎敲式的知識學習和技能訓練，沒有很好地引導學生建立前后知識間的關聯。如此，學生雖然可以應對單一的知識應用，但由于概念規律間的相互聯系被隔離，很難形成系統性和結構化的知識體系，一旦面對綜合性問題便束手無策。

（二）問題情境高度模型化

教師在教學過程中使用的場景往往是已經建構好的物理模型，以模型化的物理問題代替實際情境，問題指向的規律和方法往往比較明確，學生無須經過多少分析便可解答。但實際上，從實際情境到物理模型的建構過程，是一個極其重要的科學思維過程。

（三）探究過程趨向程式化

教師過多地參與活動過程，在很多環節尤其是思維活動和探究活動中全面參與，學生只作為旁觀者，或者按照教師既定的步驟進行虛假“探究”，學習主動性得不到發揮。

（四）知識應用囿于習題化

一到應用環節，教師就拋出一道習題，讓學生用所學的知識作答。這對學生的思維能力訓練有一定成效，尤其是在短時間內提高應試能力方面有一定效果，但長此以往，將不利于提升學生分析、解決問題的能力。這種單一的解題訓練，會給人帶來錯覺，即認為學習物理知識的目的就是為了解題，以致忽略了物理知識的其他更多更重要的功能以及物理學科豐富的內涵和文化價值，不利于提升學生的物理學科核心素養。

二、構建指向物理學科核心素養的課堂教學

《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“《課程標準》”）指出：高中物理課程是普通高中自然科學領域的一門基礎課程，旨在落實立德樹人根本任務，進一步提升學生的物理學科核心素養。要解決物理課堂教學中存在的問題，教師必須順應新課改和新課標的要求，用學科核心素養引領課堂教學，讓學生將所學的知識不斷納入已有的知識體系，形成系統化和結構化的知識，進而上升為物理觀念。教師要利用問題、實驗等思維載體，讓學生經歷模型抽象、分析綜合、推理論證、質疑批判等環節。教師要關注科學家在科學探索過程中所凝結的科學研究方法，搭建指向問題、證據、解釋與交流等探究活動的平臺，讓學生學習、經歷、體驗科學家的研究過程。教師還要以與科學相關的科學態度與責任、價值觀為基礎，結合具體教學內容激發學生的學習興趣，使其端正學習態度，并關注學生認知事物能力與價值判斷能力的培養。

教師應以指向學科核心素養的教學目標為導向，創設情境引入課堂，用問題引導學生進行物理建模、思維活動，以實現自主學習、體驗科學探究過程，然后對學生學科核心素養的達成程度進行評價，將核心素養落實于教學的各個環節（如圖1）。

三、指向學科核心素養的課堂教學實施

實施指向核心素養的課堂教學，應將核心素養落實在課堂教學的各個環節中。下面以普通高中教科書《物理》的教學為例說明。

（一）目標構建

教師應以學科核心素養為導向來設置教學目標并統領教學，改變以往以知識為主線的教學目標設置方式。

1.以《課程標準》為依據

教師應按照《課程標準》的要求，整體把握高中物理的邏輯體系和設置機制，先解讀內容標準、細化目標要求，再根據學生的學習實際明確所對應的學業水平標準，最后結合教學內容，合理設計教學目標。

2.以已有認知為基礎

教師要了解學生已有的知識經驗和學習能力，明確學生現有的物理學科核心素養水平和通過學習需要達到的核心素養水平，找出二者之間的差距，搭建好臺階，尋找恰當的方法，以最佳路徑實現教學目標。

3.以教材內容為載體

教材為教學目標的設置提供了資源，教師要挖掘教材中模塊、單元及每節內容中的核心內容，提取其中的物理核心素養，并在教學目標的設置中加以體現。

案例：《質點》（必修第一冊第一章第一節）教學目標設置

《課程標準》：經歷質點模型的建構過程，了解質點的含義。知道將物體抽象為質點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質點。

內容標準解讀：讓學生在生活情境中，體會描述整個物體不同部位的運動的復雜性，在能“忽略物體的形狀和大小”的前提下，抽象出質點的含義，并且知道構建這個模型的可能性和必要性;知道物體能否看成質點是由問題情境決定的，學會判斷并解釋物體是否能視為質點;知道質點作為一個理想化的物理模型，是物理學發展過程中的重要研究方法。

學情分析：初中階段學生并沒有接觸質點和理想化模型，但在解決某些物理問題時已在有意無意中接受這方面的滲透，如“勻速直線運動”忽略實際運動中的物體速度的變化、“真空”并不意味著完全沒有空氣等，這些知識經驗為“質點”的學習打下了一定的基礎。理想化模型是學生學習物理的一個非常重要的研究方法，學好本節內容有助于后續的物理學習。

教材內容及分析：

（1）在實際情境中體會“質點”概念的可能性和必要性：生活中隨處可見物體的運動，例如踢出的小球、行駛的汽車、飛翔的小鳥……由于運動物體的復雜性，人們不得不根據研究的目的進行簡化。

（2）物體看成質點的情形和條件：第一種情況是物體上各個部分或各個點的運動情況各不相同，但它對研究的問題的影響可以忽略;第二種情況是雖然不能忽略物體的大小和形狀，但是物體各部分或各個點的運動情況相同，整個物體還是可以看成質點。

（3）說明質點是一種物理模型：在物理學中建立理想化的模型，將其作為研究對象，是科學研究中經常采用的一種方法，質點是理想化方法的一個重要體現。

目標設置（如表1）：

（二）情境創設

課堂教學中創設合理有效的情境，對學生物理學科核心素養的提升具有關鍵的作用，學生可在實際情境中獲得分析解決問題的本領。情境的創設應符合學生的認知規律，落點于學生的“最近發展區”，貼近學生的現實生活，有利于學生進行科學探究。

教學情境的創設可以從生活實踐、演示實驗及學習探究過程的各個方面展開（如圖2）。現實生活場景和現象，容易引起學生的共鳴。科技前沿及所取得的成就，容易激發學生的自豪感。演示實驗現象或結果往往高于學生的認知，讓學生產生一探究竟的欲望。沿著科學家探究科學真理的足跡，學生可以體驗科學研究的過程和方法，學習科學家堅持真理、不畏艱難、實事求是等科學態度。

案例：《位置變化快慢的描述——速度》（必修第一冊第一章第三節）情境創設

情境一（源于生活）：列舉多種現實生活中的速度，如跑步、公交車、子彈、火車、飛機等。

本情境源于生活，是學生熟悉的場景或常識，既體現高中“速度”概念與初中“速度”概念的本質區別，又為后續學習平均速度、瞬時速度、速度的矢量性埋下伏筆。

情境二（源于實驗）：展示前一節課所學內容《位移和時間的測量》所獲得的紙帶（圖略）。

本情境源于實驗，利用前面的實驗結果，引導學生認識計算平均速度的時間間隔是由問題本身決定的（計算哪一段時間的平均速度），而計算瞬時速度的時間間隔是由瞬時速度的物理意義決定的（時間間隔盡量小）。這樣的情境應用體現了學習的連續性，以及前后知識間的關聯性。

情境三（源于活動）：畫出紙帶運動的速度—時間圖像（圖略）[1]。

本情境源于學生的學習過程，學生以直線連接各點，形成折線形圖。課堂教學中，教師可在此基礎上說明物理圖像的畫法受物理規律的制約，作圖前應先觀察其“趨勢”，再用平滑的曲線連接各點，從而體現物理量的連續變化。

（三）問題設置

指向核心素養的教學應以問題引領課堂，引導學生進行思維定向，并在活動中積極思考、交流，從而得出結論、解決問題。

1.設置難度適當的問題

教師應在了解學生已有的知識經驗和學習能力的基礎上，設計出比學生現有經驗水平略高的問題，讓學生能通過適當的思維活動和探究活動得出結論。

2.設置層次遞進的問題

單一的問題往往跨度較大，因此，教師應采取問題串的形式設計問題，搭建層層遞進的支架，降低理解的難度，引導學生逐步深入思考，從而更有效地解決問題。在解決具有內在邏輯關系的問題時，教師還要提示尋找聯系的路徑，引導學生將新知納入已有的知識結構，從而構建更完整的知識體系。

3.設置指向明確的問題

教師應設計表述清晰簡單、指向明確的問題，讓學生能比較直觀地理解要求和方向，確保學生能有效地參與學習活動，而不會因理解上的偏差導致無從下手或無效學習。此外，所設問題還要具有一定的開放性，讓學生可以運用不同的角度和方法、選擇不同的方案和器材來解決。教師還應體現問題的分層性，讓不同層次的學生都能參與其中，并有所收獲。

案例：《圓周運動》（必修第二冊第六章第一節）描述運動快慢的物理量

問題1：在勻速搖動腳踏板（圖略）的過程中，你認為自行車大、小齒輪邊緣上A、B兩點哪個點運動得快？（經觀察，多數學生答：小齒輪邊緣上B的點運動快）

問題2：你認為B點運動得快的理由是什么？（學生：觀察可見，小齒輪轉得快，B點繞中心轉得快）

問題3：繞中心轉得快，你比較的物理量是什么呢？（學生：在相同時間內通過的角度大小）

問題4：那么A、B兩點在相同時間內通過的長度大小關系如何呢？（學生通過討論得到結論：大小齒輪邊緣上的點速度大小與鏈條速度大小相同，在相同時間內通過的長度相等）

問題5：我們可以從哪兩方面描述圓周上的點運動的快慢？如何定義物理量？

上述教學過程并沒有直接給出線速度和角速度的定義，而是在具體的情境中，在學生對描述運動快慢的物理量的已有認知基礎上，以問題串形式引導學生從不同角度比較兩點運動的快慢，得出不同的結論，造成認知沖突，從而逐步引出從不同角度描述圓周運動快慢所需的物理量。

（四）活動設計

教師應根據教學內容和教學要求，圍繞核心內容開展學習活動，并使之與學生的興趣和經歷相聯系，具有可操作性（如表2）。

指向核心素養的課堂教學要求：學習活動的主體從教師向學生轉化，展示內容從靜止的圖片向視頻、實物轉化，活動形式從教師演示向學生操作體驗轉化，讓學生經歷創造性解決實際問題的過程。

案例：《摩擦力》（必修第一冊第三章第二節）“測量滑動摩擦力的大小”活動設計[2]

情境：提供木塊、木板、鐵架臺、彈簧秤、砝碼、細繩。

學習活動1：討論測量滑動摩擦力的方案，要求木塊在彈簧秤拉動下在木板上勻速運動。教師或學生按照方案組合器材并演示，觀察并讀數。

結論：彈簧秤示數很不穩定，很難獲得準確的讀數。

學習活動2：學生討論其他方案，教師給予一定的引導。重新組合器材，學生操作演示，觀察并讀數。

結論：彈簧秤讀數穩定，能較好地讀數。

本活動以學生為主體，讓學生自主設計實驗，在操作體驗中對實驗方案進行優化，創造性地解決問題。本活動注重科學思維過程和科學探究能力，對物理核心素養的提升有明顯的效果。

（五）教學評價

教學評價應指向多個維度，關注過程。課堂教學評價可用以下方式進行。

1.課堂問答

課堂教學中設置有針對性的問題，引發學生的思維活動，依據學生的回答情況評價學習活動的成效。這是最為直接的過程性評價，教師依據評價結果決定繼續或調整教學。

2.展示點評

教師通過巡視對學生活動中的表現或過程進行展示和點評。學生可以對自己或同伴的學習行為進行檢查和反思，對自己或同伴的結論或作品作出評議;也可以通過課堂討論環節或合作學習，對同伴的行為表現作出評價，肯定進步，指出問題，明確進一步學習的方向。

3.課堂檢測

教師可以在課堂結束前進行隨堂測驗，評價學生是否達成相應的核心素養目標。課堂檢測要求具有針對性，能夠客觀、及時、有效地檢測學生的學習情況。教師必須及時反饋結果，讓學生第一時間了解自己的優點和不足，以便在課后及時彌補。

案例：《自由落體運動》（必修第一冊第二章第四節）“研究自由落體運動的性質”評價內容

（1）設計能記錄自由落體運動過程的方案。（說明對實驗器材和裝置的要求，如重物、電火花計時器的選擇等）

（2）安裝實驗器材并進行實驗。（打點計時器是否豎直，是否離開地面足夠的高度;手持紙帶的位置和方向是否正確，紙帶是否豎直;是否先開電源然后釋放紙帶）

（3）實驗數據處理。（能否合理選擇時間間隔，能否科學讀數，是否用圖像的方法直觀地處理數據，是否會合理選擇坐標并規范地作圖）

（4）得出結論。（能否依據圖像得出規律;能否用精確的語言描述結論，并與他人交流）

本案例主要涉及的評價方式是課堂問答和展示點評，教師以課堂問答的方式解釋選擇器材的原因，其中“阻力相對于重力可以忽略”一條，可以評價學生對自由落體運動物理模型的認識，體現對物理觀念和科學思維的評價。教師以展示點評等方式，對學生實驗設計的可行性、實驗操作的規范性、實驗數據的處理、得出結論并用精確的語言描述、與他人交流與合作的意識等作出評價，肯定其優點，指出其不足，并加以修正和優化，落實對科學探究活動以及科學態度與責任的評價。

在指向核心素養的課堂教學實施過程中，教師應關注學生已有的知識經驗和學習能力，創設簡單精練的教學情境，實施問題導向的教學活動，引導學生形成自主探究的意識。如此，可有效落實學生自主建構的教學過程，讓知識生成，讓素養落地。

參考文獻：

[1][2]梁旭.指向學科核心素養的普通高中課堂教學設計案例叢書·物理[M].杭州：浙江教育出版社，2019：23，63.