核心素養視域下高中物理教學策略探究

蔡健康

摘 要：在高中物理課程改革持續深入、闊步前行的新時期，核心素養培養成為教師的重點工作。物理核心素養培養對于高中生的學習和終身發展有重要意義，需要從教學環境、學習資源、教學方式三個角度出發落實，讓學生逐漸形成適應終身發展、社會發展所必備的價值觀、品格、能力。以高中物理核心素養、情境教學、支架教學、智慧教學為研究對象，在對相關概念進行界定和解讀的基礎上，就現階段高中物理教學中的問題進行深入分析，探討培養高中生物理核心素養的意義，提出行之有效的教學策略。根據策略進行案例分析，對研究工作進行總結與展望，從而助力學生創新發展，促進高中物理核心素養培養工作邁向更高臺階。

關鍵詞：核心素養;高中物理;教學策略

核心素養在教育中的位置十分突出，發展學生學科核心素養，逐漸成為新時代教育研究焦點。高中物理核心素養由物理觀念、科學思維、探究能力、科學態度四部分構成，四項核心素養要素對國家培養物理專業人才有指向標作用。通過研究文獻，以及分析調查結果發現，現階段高中物理核心素養培養工作，受到傳統教育觀念的影響，一度陷入停滯。如何將核心素養有效地融入不同教學環節，是現階段高中物理教師應當思考的問題。由于課堂是培養核心素養的主陣地，教師應當遵循物理教學規律，著眼于學生的綜合素質發展，積極運用情境教學法、支架式教學法、信息技術來培養學生的核心素養，繼而擴大教學成果，促進學生全面發展。

一、核心素養概念及基本原則

（一）概念界定

核心素養，即學生應當具備且能適應終身發展和社會發展的必備品格與關鍵能力。黨的十八大明確強調將“立德樹人”作為教育事業發展的中心，《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》首次將核心素養確立為教學改革核心任務。由此可見，核心素養是具體化的教育方針政策，闡釋了學生應當具備的品格與能力，圍繞“立德樹人”根本任務，揭示“文化基礎、自主發展、社會參與”三者關系，能夠連接宏觀教育理念、培養目標、教學實踐中心環節，可以彰顯國家大力發展教育之決心。

（二）研究原則

核心素養研究應當密切圍繞立德樹人根本任務要求，堅持科學性原則，確保學生身心素質健康發展，將科學理念與方法融入研究工作各環節，側重理論支撐與實證依據，保證研究過程嚴謹、規范[1]。核心素養是新時代社會發展對人才培養的全新要求，相關研究應當堅持時代性原則，全面體現先進教育思想、理念，以提高研究成果的前瞻性。傳承與發展中華優秀傳統文化，是核心素養的培養目標之一，相關研究要堅持強化民族性原則，植根中華民族文化歷史土壤，體現民族特點的同時，保證立足國情，具有中國特色。

二、高中物理核心素養內涵

（一）物理觀念

物理觀念涵蓋物質觀、運動觀、相互作用觀、能量觀，是高中物理核心素養的重要組成部分，是學生通過學習和研究而形成的一種現象解釋、問題解決能力。學生通過學習物理知識，能夠形成一種對物質世界本質的看法，即物理觀念。

（二）科學思維

科學思維是指從物理學的角度出發，認識客觀事物本質屬性、內在規律、相互關系的思維能力與品質[2]。具備良好科學思維的學生，可以在經驗事實理想模型的基礎上，抽象概括物理研究過程，綜合分析、推理、論證物理方法，也能夠針對事實證據、科學推理來提出質疑、批判、檢驗、修正建議或創造性見解。

（三）探究能力

探究能力是提出物理問題，并形成猜想、假設，通過設計探究方案、動手實驗，獲得用于論證的各項信息，對結論做解釋以及交流、反思探究過程的能力。通過物理教學可以向學生傳授物理知識，培養學生優秀的探究能力，使之能夠獨立或合作完成物理現象探究、解釋任務。

（四）科學態度

科學態度是指在認識物理學科本質的基礎上，理解科學、技術、社會、環境之間存在的關系，形成一種對科學與技術應有的態度與責任感。學生在學習物理的過程中，能夠不斷提高責任感，升級對物理知識價值的認識，形成基本、科學的學習與探究道德規范。

三、高中物理教學中亟待解決的問題

（一）學生經常被動聽課

高中物理知識具有抽象化、復雜的特點，知識體量會隨年級的增加逐漸遞增，對學生的思維能力與學習能力有較高的要求。以飽滿的熱情和態度對待物理學習，可以促進學習效率和質量提升，但一些教師未能注重傳授高效的學習方法，而是單向傳輸知識，導致學生在課上很難有自主思考和方法總結的機會，其經常被動聽課，容易喪失學習興趣，不利于建構基礎知識體系。

（二）學習熱情難以維持

高中物理知識具有一定的學習難度，運用學生喜聞樂見的方式解讀微觀物理現象，可以激發其學習熱情，從而提高教學實效。而有些教師沒有注重分析學情，傳統教學觀念也相對深刻，長時間沿用固定教學模式講解物理知識，沒有關注學生的情緒變化，以及學習需求變化，久而久之，學生的學習熱情難以維持，不利于營造良好課堂教學氛圍。

（三）物理實驗興趣較低

實驗是獲得感性學習認識的重要途徑，高中生的思維活動多建立于感性材料基礎上，而感性材料是物理實驗的源泉和依據[3]。在物理實驗教學中，部分教師未能注重實驗引導，而是選擇直接公布實驗結果，讓學生單純背記實驗步驟，以及計算公式，這在一定程度上會使實驗教學活動的趣味性降低，不利于激發學生的實驗探究興趣。

（四）實踐活動缺乏創新

深入改革傳統的教學系統，開展多元化實踐活動，能夠引導學生掌握學習物理知識的高效方法，由此促進學生的創新能力與實踐素養同步提升。現階段高中物理教學中存在重理論輕實踐的現象，原因是教師過度看重學生的學習成績，選擇壓縮實踐活動時長，以為學生贏得更多的理論學習時間，這種做法會導致實踐活動缺乏創新，不利于調動學生的物理探究積極性，甚至會影響學生未來的學習與發展。

四、培養高中生物理核心素養的意義

（一）貫徹黨的教育方針

核心素養是我黨教育方針的具體化，可以連接宏觀教育理念、目標、實踐中心環節。“立德樹人”教育方針通過核心素養轉化為教學實踐要求，可以為教師提供可用的、易于理解的教學標準，明確學生應當具備的品格與能力，為后續教學指明方向。黨的十八大深入解讀“立什么德，樹什么人”的根本問題，因此，培養高中生的物理核心素養，能夠引領課程改革和育人模式變革的新方向，可以貫徹黨的教育方針。

（二）培養學生良好品格

新時代高中生應當具備自信、誠信、守序、負責、堅持、鉆研、堅韌等良好品格，在物理教學中培養學生的核心素養，能夠促進學生自覺進行反思，緊跟教師的步伐，憑借鉆研精神克服物理學習中遇到的困難，不斷促進自我學習效率和質量提升，對物理知識有全面、細致的認識，形成良好的品格。

（三）提升關鍵學習能力

培養高中生的物理核心素養，可以促進其分析、推理、判斷、質疑等能力提升，使之具備從事科學探究的關鍵學習能力。在發現物理問題后，教師指導學生設計解決方案、動手實驗、分析結果，從而學習不同難度的物理知識，可以讓學生提升關鍵學習能力[4]。

（四）促進綜合素質發展

核心素養是完整的育人目標體系，能夠讓高中生獲得可持續發展的必要素養，也決定了學生未來發展的方向與高度。培養高中生的物理核心素養，能夠打破教學以核心知識為主的桎梏，從而對學生進行全方位培養，使之綜合素質得到發展，逐漸成長為高素質人才。

五、基于核心素養培養的高中物理教學策略

（一）創設教學情境，注重物理觀念培養

1.生活情境，培養正確物理觀念

以創設情境的方式來培養高中生的核心素養，可以優化教學氛圍，構建高效物理課堂，促進學生形成正確的物理觀念[5]。高中物理教師可以利用與生活相關的不同實例，科學引入教學內容，創設生活情境，以激發學生的物理知識學習興趣，讓學生在情境中理解所學物理概念，通過不斷地創新和思考，準確掌握相關理論，促進核心素養形成、發展。

比如：在講解魯科版高中物理“加速度”部分內容的過程中，首先，教師可以播放飛機起飛、汽車超車、摩托加速視頻，圍繞三者運動速度變化，講解變速運動概念，創設生活情境，使學生能夠從運動狀態、類型兩個角度出發進行分析和探討。利用數據來分析物理，是對學生學習物理知識的一種能力要求，也是核心素養培養的重要途徑。教師引出“加速度”概念，以回顧描述運動快慢物理量的方式，讓學生對比分析不同載重火車的初速度、末速度、時間數據，讓學生能夠正確區分速度、速度變化量、速度變化率，使之歷經嚴謹的分析過程，從而得到關于“加速度”的正確認識，形成正確的物理觀念。然后，教師應當根據學生的回答加以總結，利用比值的方式歸納加速度的定義，聯系生活中常見的公交車駛入、駛出站臺等事例，讓學生描述運動，以此環節為線索，讓學生理解加速度大小與速度變化率相關，其方向與速度變化方向一致，在生活情境中形成物理觀念，學會分析生活中的“加速度”。最后，教師要將公交車駛入、駛出站臺的運動劃分為三個不同階段，讓學生分析其中的勻加速直線運動、勻速運動、勻減速直線運動，并提出瞬時加速度概念，讓學生確立加速度概念，能夠在圖像中分辨加速度區間，形成良好的物理觀念。

2.合作情境，構建良好教育生態

情境教學法的優勢在于根據教學內容與學生特點，創設具備情緒韻味的情境，以激發學生的求知欲，也能夠為核心素養的培養提供不同的切入點。創設合作情境，能夠提高學生的團隊合作意識，使之通過合作分析、探討，與他人進行思維碰撞，對所學物理知識本質和規律形成確切認知，促進良好物理觀念形成，從而更加全面、正確地認識物理世界，解讀實際生活中的物理現象[6]。

比如：在講解魯科版高中物理“牛頓第一運動定律”部分內容的過程中，首先，教師要呈現“古希臘戰車”藝術品圖片，讓學生觀察“士兵拉動韁繩”動作，合作分析力與運動之間的關系，營造良好的合作學習情境。再引用亞里士多德的觀點“有外力作用時的物體才可以運動，要維持物體的運動就必須借助外力”，介紹伽利略的“理想斜面實驗”設計圖，讓學生進行合作實驗，領悟理想實驗的科學思維方法，以及意義，從不同角度體會解決動力學的問題，由此發現，伽利略的“理想斜面實驗”反駁了亞里士多德的觀點。然后，解讀力與運動之間的關系，引出牛頓第一運動定律，讓學生合作分析牛頓提出該定律所付出的努力。在此基礎之上，教師可以利用“急剎車、助跑跳遠”等慣性現象，輔助學生進行合作探究，讓其在合作探究中明白一切物體總保持勻速直線運動或靜止時，只有外力才能改變此狀態。最后，教師可以圍繞牛頓第一運動定律相關知識點，開展小組合作搶答比賽，構建良好的教育生態，讓不同小組學生在搶答中鞏固所學知識，懂得任何物體都有慣性屬性，不存在不受力的物體。

（二）提供學習支架，促進思維能力發展

1.圖文支架，啟迪創新思維

支架式教學主張為學生建構對知識理解的概念框架，以促進其對相關問題有進一步的認識，有助于提高學生的思維品質[7]。為學生提供圖文支架，可以根據維果斯基的“最近發展區”理論，讓學生觀察與復雜學習內容相關的思維導圖、實驗資料，使之沿著“支架”逐步攀升，完成對復雜物理概念意義的建構，從而啟迪學生的創新思維，促進其物理科學思維發展。

比如：在講解魯科版高中物理“動能與動能定理”部分內容的過程中，首先，教師可以呈現颶風、海嘯的圖片，為學生提供功和能的關系圖，利用圖文支架指導學生回憶動能概念知識。再引入動能計算公式，指導學生定量、深入地進行研究，使之能夠獲得啟發，明白物體動能是其質量與速度平方的乘積的一半，動能與功同為“標量”，不受速度、方向的影響而變化，動能作為一種狀態量，在國際單位制中的單位是“焦耳”。然后，教師可以列舉例子，呈現不同的動能圖片，讓學生借助圖文支架進行全方位思考，加深對動能概念以及公式的理解。隨后帶領學生推導動能定理，將推導步驟細化為清晰的思維導圖，使學生能夠直觀看出外力做功與動能之間存在的關系，明白外力對物體做的總功與物體在這一運動過程中的動能增量相同。最后，教師圍繞物體動能變化，將研究問題進行變化，讓學生分析“同一物體受多方向任意外力作用”情況下的物體動能變化情況，為學生提供相關推導圖文資料，激發學生的創新思維意識，使之能夠通過研究與思考，在圖文支架的幫助下，明白外力對物體所做的總功等于物體動能的增加，即動能定理。

2.問題支架，提高解題能力

巧搭問題支架，引導探究式學習，可以促進學生的思維能力發展，提高其解決實際物理問題的能力。問題支架中的問題是促進學生思維發展的起點，也是培養核心素養的出發點，教師應當將復雜的學習任務分解成若干個支架問題，將學生的理解，以及思維逐步引入深度思考領域，利用問題支架，將學生的思維提高至全新水平，讓學生獲得解決問題的方法，提高其解題能力[8]。

比如：在講解魯科版高中物理“庫侖定律”部分內容的過程中，首先，鼓勵學生用帶電氣球靠近金屬筒，分析電荷間相對作用的力——靜電力。再提出問題：“影響電荷間相互作用力大小的因素有哪些？”并引導學生提出猜想與假設“電荷之間作用力的大小與電荷量和電荷之間距離相關”，通過做實驗、觀察實驗現象，得出結論“電荷間作用力隨距離減少而增大，隨電荷量增加而增大”。然后，介紹法國學者庫侖，將庫侖實驗與學生的實驗探究活動建立起聯系，使其明白庫侖在上述實驗基礎上，通過與牛頓萬有引力定律的類比，以及大量的研究，總結出“庫侖定律”。教師要介紹電荷量單位“庫侖”，讓學生思考問題：“一片雷雨云帶電的電荷量約為多少？”利用問題支架引發學生的思考，使之結合庫侖定律，以及相關物理量單位進行探究，得出“一片雷雨云帶電的電荷量為幾十庫侖”的結論。最后，教師應當總結靜電力疊加原理，讓學生分析相關靜電力問題，使學生能夠根據教師的提問，總結庫侖定律的使用條件“真空中靜止的點電荷”，提高解決實際物理問題的能力，通過思考、類比分析，體會自然規律的多樣性、統一性，感受自然界的和諧之美。

（三）善用信息技術，豐富物理實驗認知

1.呈現微觀物理現象，降低實驗難度

善用信息技術呈現抽象的物理知識，能夠降低物理實驗的操作難度，從而幫助學生形成對物理知識的科學態度。在高中物理教學中運用多媒體信息技術進行授課，能夠導正傳統教學重知識、輕實踐的教育培養偏失。教師應當利用適當的虛擬場景，增加學生對物理實驗的認知，從而降低物理學習難度，有效提升學生的物理實驗操作水平，促進其核心素養進一步提升[9]。

比如：在講解魯科版高中物理“閉合電路歐姆定律”部分內容的過程中，首先，教師要運用信息技術呈現干電池、蓄電池、發電機的圖片，讓學生在了解功率、電流等數據的基礎上，思考電源能夠使電路保持一定電壓并形成電流的原因，因引發學生對分析微觀物理現象的興趣。再利用信息技術手段呈現閉合電路示意圖，指導學生運用電源、用電器、開關、導線組成完整電路，將閉合電路分成“電源外部電路”與“電源內部電路”兩部分進行分析。然后，指導學生用不同型號的新干電池和蓄電池測量電源的特性，在確定正負極的基礎上，用適當量程的電壓表分別測出兩極間的電壓值。此時，教師要發揮信息技術功能，幫助學生記錄相關實驗數據，助力學生高效分析各種型號干電池的電壓數據，使之了解干電池、蓄電池都是將化學能轉化為電能的裝置。教師用電動勢表示電源特性，運用信息技術呈現內、外電路中能量轉化示意圖，讓學生直觀理解并回憶焦耳定律內容，從能量轉化關系角度入手進行實驗，順利推導出閉合電路歐姆定律，使學生能夠歷經設想、實驗、結論的全過程，在信息技術的幫助下，了解微觀物理現象，從“歐姆定律”的認知上升到“閉合電路歐姆定律”的初步掌握，為后續學習奠定良好基礎。

2.科學指導實驗操作，提升實踐素養

高中生在脫離教師指導進行實驗的過程中，通常難以把握正確實驗方向，從而影響了實驗結果的準確性[10]。為提升高中生的實踐素養，教師可以利用信息技術來科學指導學生做實驗，給予其明確的操作指引，發揮信息技術優勢，呈現虛擬實驗動畫，直觀揭示重點實驗內容、難點物理知識，幫助學生深入理解抽象物理知識，使之通過實驗操作，探究物理真諦，促進自我實踐素養提升。

比如：在講解魯科版高中物理“生活中的振動”部分內容的過程中，首先，教師要利用信息技術呈現自然界和日常生活中的振動現象，展示彈簧振子和單擺，讓學生在腦海中建立理想模型，使之能夠在信息技術的指導下，了解振動過程中系統的機械能守恒，振幅不變。然后，教師可以講解阻尼振動概念，呈現汽車減震器圖片，運用信息技術使汽車在不平坦的路面上“高速行進”，讓學生觀察減震器的工作狀況，理解阻尼振動裝置的工作原理。同時，圍繞受迫振動與共振示意圖，運用信息技術呈現實驗裝置示意圖，讓學生按照正確步驟組裝實驗器具，分析受迫振動的周期和振幅所遵循的規律。最后，教師在學生實驗的過程中，積極進行巡視，了解學生的實驗進度，利用信息技術呈現日常生活中的共振應用實例，列舉受迫振動的振幅與驅動力頻率的關系圖，科學指導學生進行實驗操作，使其明白物體做受迫振動時，驅動力周期會對振幅產生影響，提升學生的實踐素養。

結束語

在高中物理教學中，教師需要不斷革新教學方式，通過運用多種教學方法開展物理教學活動，不僅能夠提升學生的核心素養，而且對學生后續學習與未來工作能夠產生積極影響，教師應進一步總結經驗，不斷完善、優化核心素養培養模式，助力學生全面發展。

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