高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略探析

楊曉輝　董鴻飛　李曉偉　尹輯文　于毅夫　郭天煒

摘 要：在全球化和信息化社會的大背景下，學(xué)科核心素養(yǎng)教育是迎接新時代挑戰(zhàn)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必由之路。物理學(xué)科核心素養(yǎng)反映了物理學(xué)科教育的真正含義。本文在闡述物理學(xué)科核心素養(yǎng)的時代背景和意義的基礎(chǔ)上，對高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵進行解析，針對當(dāng)前高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略。

關(guān)鍵詞：高中物理;核心素養(yǎng);學(xué)科;策略

中圖分類號：G420? 文獻標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2022）04-0052-03

隨著人類社會步入知識經(jīng)濟時代，國際競爭越來越激烈，綜合國力的競爭已經(jīng)從過去表面的生產(chǎn)力水平競爭，轉(zhuǎn)化為深層次的以人才發(fā)展為中心的競爭。教育部〔2014〕4號印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中指出：“教育部將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力”。文件提出教育教學(xué)的育人目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，要在各學(xué)科各學(xué)段的教育教學(xué)過程中貫徹落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[1]。

1 學(xué)科核心素養(yǎng)及其內(nèi)涵

素養(yǎng)是指一個人的修養(yǎng)，核心素養(yǎng)是能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展所必備的品格和關(guān)鍵能力。核心素養(yǎng)的定義和研究始于國外。核心素養(yǎng)是國家人才培養(yǎng)總體目標(biāo)的具體化，是高中課程體系和教學(xué)目標(biāo)的具體依據(jù)。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)。核心素養(yǎng)的框架體系是一個整體，各體系之間有一定的關(guān)聯(lián);物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)和掌握物理原理、知識的過程中，逐步形成的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展所必備的品格和關(guān)鍵能力[2]。中華人民共和國教育部出版發(fā)行了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版），明確提出物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個基本要素，分別是“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。這既是學(xué)生通過中學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)所要達到的目標(biāo)，也是對高中物理教學(xué)提出的具體要求。

2 學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的現(xiàn)實意義

2.1 重視學(xué)科核心素養(yǎng)教育是迎接新時代挑戰(zhàn)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必由之路

21世紀(jì)國際社會步入了全球化、信息化的知識經(jīng)濟時代，在新的時代背景下把學(xué)生培養(yǎng)成什么樣的人，已成為各國研究的重點問題，各國際組織、國家與地區(qū)紛紛啟動了核心素養(yǎng)的研究。由此可見，21世紀(jì)核心素養(yǎng)已在全球得到廣泛重視，目前世界各國發(fā)展的共同主題就是以經(jīng)濟發(fā)展為核心，提升公民的素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展是經(jīng)濟社會發(fā)展和世界大趨勢的必然結(jié)果。

2016年發(fā)布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》，把中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與3個方面、18個基本要點。核心是培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”。事實上，關(guān)于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展是一個復(fù)雜的過程，需要多個層面的教育系統(tǒng)的參與和落實才能完成。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)之間相互聯(lián)系和相互促進，學(xué)科核心素養(yǎng)進一步提出“立德樹人”的根本任務(wù)，可以說是素質(zhì)教育的深化與社會主義核心價值觀的具體化;發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是世界教育發(fā)展的必然趨勢，也是我國教育發(fā)展的必然途徑。

2.2 學(xué)科核心素養(yǎng)框架體系的制定，為當(dāng)前教育教學(xué)的改革指明了方向

2016年教育部出臺了“21世紀(jì)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”的框架體系，為我國的教育教學(xué)的改革提出了新目標(biāo)和新的挑戰(zhàn)。在學(xué)校教育中，育人導(dǎo)向更加注重學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng);課堂教學(xué)中更加關(guān)注綜合化，以學(xué)生為主體的教育理念的貫徹和落實;實踐活動更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗、創(chuàng)新意識的培養(yǎng);學(xué)校課程設(shè)置更加貼近學(xué)生的生活和實際，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.3 學(xué)科核心素養(yǎng)的研究代表國家教育發(fā)展的新動向，承擔(dān)著各學(xué)科發(fā)展的任務(wù)和方向

學(xué)科核心素養(yǎng)傳承了傳統(tǒng)的三維目標(biāo)，廣大教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以更加開放、民主、和諧、高效的課堂，使學(xué)科核心素養(yǎng)真正落地內(nèi)化為學(xué)生自覺地學(xué)習(xí)行為。事實上，學(xué)科核心素養(yǎng)是國家層面的教育目的、各級各類學(xué)校層面的培養(yǎng)目標(biāo)、具體某一門課程的教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教育目標(biāo)的具體體現(xiàn)形式。當(dāng)今我們所提倡的“學(xué)科核心素養(yǎng)”與素質(zhì)教育的內(nèi)涵和培養(yǎng)目標(biāo)是一脈相承的，都是以學(xué)生的全面發(fā)展為核心。而新課程的改革也需要更具有引導(dǎo)性和時代性的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，使新課程的改革真正實現(xiàn)從知識走向素養(yǎng)，從理論走向?qū)嵺`。此外，核心素養(yǎng)是教育改革的助推器，教育方針和教育政策相對來說較宏觀。核心素養(yǎng)需要進一步系統(tǒng)化和具體化，需要落實到具體的教育教學(xué)課堂中，學(xué)科核心素養(yǎng)的要求應(yīng)該與經(jīng)濟社會的發(fā)展相一致、相適應(yīng)，學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求和基本要點要貫穿于實際的教育教學(xué)課堂中，只有學(xué)生的基本核心素養(yǎng)獲得相應(yīng)發(fā)展，才有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 運用物理知識解決實際問題的意識淡薄

在學(xué)校教學(xué)中，物理知識基本都是抽象的、高度概括的。不利于學(xué)生對物理知識的掌握和理解，學(xué)生主要依靠簡單的死記硬背，并沒有真正徹底地理解和消化物理知識的真正含義，從而就不能將所學(xué)的理論知識與實際的現(xiàn)實問題相聯(lián)系，不利于解決現(xiàn)實生活中的具體問題。在物理觀念的應(yīng)用方面，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中與生活脫離，物理知識的應(yīng)用意識很淡薄。因此，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)該端正學(xué)生學(xué)習(xí)物理的態(tài)度，注重對物理知識的深度理解和認識，提升學(xué)生對物理知識和原理的概括能力，對物理知識的認識和理解足夠深刻，才能和實際的現(xiàn)實生活相聯(lián)系。加強物理知識學(xué)習(xí)的同時與實際生活經(jīng)歷的鏈接，多角度全方位地有意識訓(xùn)練學(xué)生運用所學(xué)的理論知識和現(xiàn)實生活具體問題的聯(lián)系，通過各種形式的訓(xùn)練，增強運用物理知識解決實際問題的意識，從而達到一種常態(tài)化。

3.2 學(xué)生基于探究目標(biāo)的科學(xué)探究能力較薄弱

科學(xué)探究是人們在研究各類科學(xué)時所采取的方法，科學(xué)探究教學(xué)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，教師應(yīng)理順科學(xué)探究的各學(xué)科內(nèi)在聯(lián)系，理解科學(xué)探究能力的終點目標(biāo)，做好科學(xué)探究能力的頂層設(shè)計和規(guī)劃。學(xué)生對實驗?zāi)康?、實驗原理的認識存在不全面的現(xiàn)象，在科學(xué)探究方面缺乏多角度、全方位的呈現(xiàn)。教師在設(shè)計多種實驗原理的方案的時候，要結(jié)合實際生活經(jīng)歷和認知水平，善于激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)世界的好奇心，勇于探索的科學(xué)研究精神，逐步打開學(xué)生的科學(xué)認知維度，由單一的認知維度轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)散的認知維度。在實驗過程中，采用多種實驗方案，探討多種實驗原理和分析過程，改變學(xué)生科學(xué)探究能力的薄弱之處。學(xué)生在做實驗前，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，激發(fā)學(xué)生對物理科學(xué)探究的欲望。在物理學(xué)中，推理能力是物理規(guī)律的掌握和運用的必備條件，任何科學(xué)正確的結(jié)論必須經(jīng)過正確的推理過程?？涩F(xiàn)實是，應(yīng)試教育現(xiàn)象比較明顯，家長和學(xué)校比較注重學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，有部分學(xué)校的實驗設(shè)備和實驗儀器不夠完備，在實驗過程中缺乏對學(xué)生的實驗探究能力的挖掘和考究，從而造成學(xué)生科學(xué)探究意識薄弱，對核心素養(yǎng)的關(guān)注力度并不高。

3.3 科學(xué)思維能力欠缺和創(chuàng)新不足

思維是探索與發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)部本質(zhì)聯(lián)系和規(guī)律性，是認識過程的高級階段?？茖W(xué)思維是構(gòu)建科學(xué)知識體系為目標(biāo)的認知性思維，它的成果以科學(xué)規(guī)律、科學(xué)理論等方式呈現(xiàn)。關(guān)于此，愛因斯坦曾指出：“全部科學(xué)只不過是日常思維的精致化。”在解決具體而實際的物理問題過程中，部分學(xué)生不注重分析物理過程，缺少對物理本質(zhì)過程的分析和思考，解決復(fù)雜問題的抽象思維較為薄弱。學(xué)生獲取物理知識的方式比較單一，大部分學(xué)生不會主動獲取相關(guān)物理知識，關(guān)注度不是特別高。在科學(xué)思維和創(chuàng)新方面，部分學(xué)生的質(zhì)疑思維意識不強烈，科學(xué)思維能力存在一些欠缺，解決物理的實際問題具有盲目性。在具體的物理學(xué)史上，原生態(tài)的經(jīng)典案例和事例是高中物理教學(xué)的寶貴的教育素材，為培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)的學(xué)科核心素養(yǎng)提供豐富的教學(xué)資源和問題情境，需要大家深入地挖掘并充分地利用。物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)體現(xiàn)在每一堂具體物理課堂上，在物理知識的學(xué)習(xí)過程中，訓(xùn)練學(xué)生分析問題的能力，進而讓學(xué)生逐步養(yǎng)成一種科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力和科學(xué)認真的研究態(tài)度，使學(xué)生能夠解決實際生活中的具體問題，訓(xùn)練學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題的能力。

4 高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略

依據(jù)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合具體的教學(xué)實際情況，現(xiàn)提出以下幾點高中物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)策略。

4.1 基于物理核心素養(yǎng)的要求確定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)的依據(jù)，是教學(xué)的核心和靈魂。因為教學(xué)目標(biāo)決定教學(xué)內(nèi)容安排和教學(xué)方法的選擇運用[3]。總之，教學(xué)活動要始終圍繞實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而進行?；谖锢砗诵乃仞B(yǎng)的要求制定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，不僅使教師專注于學(xué)生獲得知識，而且通過物理課程學(xué)習(xí)加強學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。只有把學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)落實到具體的每一門物理課程實施中，才有利于增強和提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。只有把物理核心素養(yǎng)的四個基本要素落實到每一堂課上，才有助于物理學(xué)科素養(yǎng)的生成和培養(yǎng)。由于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成關(guān)鍵取決于具體的一堂物理課，而教學(xué)內(nèi)容的確定和安排又由教學(xué)目標(biāo)決定，因此物理學(xué)科核心素養(yǎng)的核心和關(guān)鍵是基于物理核心素養(yǎng)的要求確定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。

4.2 創(chuàng)設(shè)真實物理情境，提升學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)

創(chuàng)設(shè)真實的物理情境進行教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，對培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)具有十分重要的作用。物理情境具有的多樣性、復(fù)雜性等特點，在物理教學(xué)課堂中，物理概念和物理規(guī)律的獲得和物理概念的建立，都需要創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從真實的教學(xué)情境發(fā)現(xiàn)實際存在的問題，并做出猜想和假設(shè)，學(xué)生進行制定計劃、設(shè)計實驗、驗證計劃，從而獲得相關(guān)真實可靠的實驗數(shù)據(jù)，進而分析相關(guān)的數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的結(jié)論，學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)論進行實驗數(shù)據(jù)交流、各實驗小組之間分享實驗過程[4]。

例如，在自由落體運動的教學(xué)中，伽利略在研究自由落體運動時采用的是實驗和邏輯推理相結(jié)合的方法，學(xué)生通常認為重物降落比輕物下落的速度快，基于學(xué)生的這種認識，教師可以利用生活中實際實驗和理想化的實驗結(jié)合在一起，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)真實的情境。引導(dǎo)和幫助學(xué)生分析影響物體下落速度的相關(guān)因素，加深和體會伽利略研究落體運動的科學(xué)思維方式。在物理教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學(xué)生的生活經(jīng)驗與科學(xué)事實相聯(lián)系，運用概括和抽象的思維過程，建立學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，發(fā)展科學(xué)思維能力。

4.3 發(fā)掘?qū)嶒灥臐撛趦r值，提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)制定計劃的能力

在物理課上，大多數(shù)的物理概念提出，需要實驗的演示或解釋。教師在教學(xué)中非常注重實驗環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)。物理實驗在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)方面起著非常重要而又特殊的作用。在實驗教學(xué)過程中，學(xué)生不僅獲得相應(yīng)的物理知識，還發(fā)展學(xué)生的合作能力和交流能力。此外，在實驗教學(xué)過程中，訓(xùn)練了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和不斷探索的科學(xué)精神。例如，物理實驗大致經(jīng)歷以下幾個步驟：提出問題→制定計劃，設(shè)計實驗→進行實驗，收集證據(jù)→分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論→評估→交流與合作。

在實驗課堂上，理論知識和實踐教學(xué)同步進行，讓學(xué)生頭腦結(jié)合，發(fā)散思維，全面理解和掌握所學(xué)的物理知識。在分組實驗過程中，教師可以創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的實驗任務(wù)，提升學(xué)生制定計劃的能力，訓(xùn)練學(xué)生解決實際問題的能力，掌握相應(yīng)的物理規(guī)律，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的綜合能力。通過科學(xué)實驗讓學(xué)生在完成任務(wù)過程中運用科學(xué)思維，自己提煉應(yīng)該探究和研究的科學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的思維能力。

4.4 通過問題解決的方式，實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的達成

問題解決是運用已有的相關(guān)知識、概念，通過一系列的思維過程達到目標(biāo)的手段過程，通過問題解決，學(xué)生可以運用自身的物理知識和科學(xué)思維等用于分析和解決問題，進一步養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度、增強實踐意識、提高探究能力，在解決問題過程中進一步促進學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成和形成。事實上，問題解決的過程也是培養(yǎng)和塑造學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有效途徑之一。舉例來說，學(xué)生在對共點力平衡的規(guī)律進行研究時，可以通過生活中的實例加深理解和認識，學(xué)生看到某位工人站在斜靠在墻上的梯子登高時，梯子向遠離墻的方向滑去，發(fā)生意外事故。針對此事件，讓學(xué)生觀察和探討共點力平衡的規(guī)律，得出了人在梯子上的位置越高梯子下端越容易打滑的結(jié)論，解釋了所觀察和看到的生活現(xiàn)象，進而得出一個有價值的結(jié)論，就是梯子安全傾角的大小和動摩擦因數(shù)的定量關(guān)系。在解決這個現(xiàn)實問題過程中，學(xué)生發(fā)展了科學(xué)思維，增強了實踐意識，構(gòu)建了問題研究的物理模型，形成相應(yīng)的結(jié)論。

總而言之，各國家和各組織對核心素養(yǎng)的研究已經(jīng)成為全球化社會發(fā)展共同的特點，是教育變革和發(fā)展的國際趨勢。核心素養(yǎng)的落實需要各級各類教育工作者的參與，它是教育改革的助推器。

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參考文獻：

〔1〕張晉.基于課堂觀察的高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)水平評價研究[D].河南大學(xué)，2020.

〔2〕朱龍祥.物理教學(xué)思維方式[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2000.

〔3〕許春宇.高中生物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略及實施[D].牡丹江師范學(xué)院，2018.

〔4〕魏國榮，盧琳.對高職物理教學(xué)中融入物理學(xué)科素養(yǎng)的思考[J].職業(yè)教育研究，2019，38（06）：32-33.

收稿日期：2022-01-11