淺談物理核心素養的關鍵能力教學

王志平

【摘? 要】學科核心素養已經提出多年，從這幾年的教育教學上看，多數的教學都只停留在表面，教師實際實施起來都很迷茫，無法落實立德樹人的根本任務。最主要的原因就是教師沒能突破核心素養的關鍵能力開展教學任務。因此，教師必須先明確物理核心素養的四個維度所包含的關鍵能力。初中物理教學就應以突破核心素養的關鍵能力為核心素養教學的切入點，讓學生具備物理核心素養的關鍵能力。

【關鍵詞】關鍵能力;大單元教學設計;物理教學

學科核心素養已經提出多年，但成效并不顯著，最主要的原因就是教師沒能突破核心素養的關鍵能力開展教學任務。因此，教師必須先明確物理核心素養的四個維度所包含的關鍵能力。物理觀念在教學中要注意突破的關鍵能力：物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及將其應用于實際問題，注重訓練學生應用相應能力解決相關物理問題;科學思維是物理核心素養形成的最為重要的思維能力，突破科學思維的關鍵能力是所有物理教師的首要任務，它包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新及各種能力之間的結合應用;科學探究是學生物理核心素養在實際問題中的應用能力體現，是核心素養服務于個體、他人以及社會的效果表現，其關鍵能力包括有針對性地提出問題、準確收集實驗證據、對證據加以分析總結得出結論并加以解釋、與他人交流合作，反思不足，提升探究能力;尊重科學本質是每位學生都必須具備的科學態度，培養學生養成嚴謹認真、實事求是、持之以恒、熱衷探索科學的品格是“科學態度”教學的基本任務。培養學生勇于承擔一定的社會責任是核心素養教學落實“立德樹人”的最終目的。科學態度與責任包括科學本質、科學態度、社會責任。初中物理是學生物理學習的啟蒙，應對學生的個人終身發展和社會發展需要負責，初中物理教學就應以突破核心素養的關鍵能力為核心素養教學的切入點。

物理核心素養的四個維度中，我認為科學思維是最重要的，它具備核心素養的基本思維動力，是各維度素養一體化的思維能力，因此，科學思維在物理核心素養中顯得最為重要。下面就個人教學經驗談幾點培養學生的科學思維能力的看法。

一、物理觀念是科學思維的動力源

良好的科學思維是在物理觀念形成的基礎上建立起來的，培養學生的科學思維就要從物理觀念入手，教學中應注重物理概念和規律的教學，對物理概念和規律現象的教學應深入到位，在學生頭腦中達到升華固化，形成必備的物理觀念。物理觀念教學想達到較好的效果，就要注意各章節知識點的聯系，從大單元的視角入手設計教學，突破各項關鍵能力，為學生科學思維的培養奠定良好的理論基礎。

在初中物理教學中，應注意引導學生物理觀念的整體形成，在相應的章節教學中應用大單元教學設計理念，如在運動相關教學中應注意運動概念、運動規律的教學，還應注意物體間的相互作用及運動與力相結合的整體教學。讓學生明確什么是運動，運動的快慢，運動與否跟力的關系，力的作用與運動狀態的關系。大單元教學設計是物理觀念教學的重要手段之一，設計的難度較大，尤其在新課教學中，要求教師有較強的整體觀，做出較為系統化的教學設計，這常常需要整個備課組或整個教研組的集體備課才能做好。中考復習備考中大單元教學設計顯得更為重要。

在物理教學中檢驗學生的物理觀念是否形成，就看能否用所學知識解釋相關現象，在解決相關問題時知道是屬于哪種物理觀念并能提出相應辦法加以解決，物理觀念是其他各項素養能力的知識基礎，是學生終身發展的知識儲備。

二、突破關鍵能力培養科學思維

科學思維是物理核心素養形成的最重要的思維能力，突破科學思維的關鍵能力是所有物理教師的首要任務，它包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新。科學思維能力最終要達到的目標是能從經驗事實抽象建構理想模型、綜合分析、推理、論證等方法的思維能力;通過科學推理對不同觀點和結論提出疑問、提出創新性見解，形成自身獨特的思維能力與品質。

初中物理教學中要注重培養學生的模型建構能力、科學推理能力、科學論證能力、質疑創新能力等四方面能力。這需要長期、深入的引導，必須在對知識系統的深入認知形成內在物理觀念的基礎上的深度教學才能進行。在教學中要注意以上四方面能力的培養是一體化的，使學生具有獨特的科學思維能力。

下面以電路中滑動變阻器的電功率為例，闡述教學中學生科學思維能力的培養過程。

（1）模型建構。在串并聯電路的相關知識基礎上，列出滑動變阻器的電功率表達式。從串聯電路入手，畫出定值電阻與滑動變阻器的串聯電路，并用規范的符號標出相應的物理量，分析發現滑動變阻器的電壓變大時，電流是變小的，若用公式P=U變I，則出現雙變量問題難以討論，此時就要引導學生思考如何減少變量，讓學生列總功率、定值電阻功率的表達式就會發現都有共同的變量I（電流），此時不難發現滑動變阻器的功率是由總功率減定值電阻功率，這樣就建構出了滑動變阻器的電功率的模型P變=UI-I2R0。

在以上的教學中，對學生的能力要求比較高，又極其重要，是科學思維能力形成的首要任務，在初中物理教學中，要重視突破模型建構能力。對模型建構能力要做到能說出、應用、選用、轉換物理模型等不同層次的要求。

（2）科學推理。在科學推理的環節中，不僅要關注推理得出的結論，更要重視推理的過程。以上滑動變阻器的電功率模型建構出來了，就進行數學演繹推理，應用函數知識歸納總結滑動變阻器的電功率隨電流的變化規律，從而得出其最大功率、最小功率，還要歸納推理繪出函數圖像，由電功率與電流的關系進而推導出與電阻的關系，能繪出電功率與電阻的大致函數關系圖像。在這一環節中需要較扎實的數學功底，平時教學中要注意數學、物理的結合，要加強公式推導演繹的訓練。要形成較強的科學思維能力，應讓學生明確演繹對象、物理條件，演繹方向以及對結果的解釋。

（3）科學論證。對于以上科學推理，在教學中要注意進行科學論證，通過實際問題進行演練，讓學生對滑動變阻器的電功率的變化有深度認知，變成一種內化的科學思維能力。還應讓學生將以上科學推理的規律結論應用于一些物理現象的解釋中，如實際生活中遇到干電池快沒電時，由于電池內部電阻很大，它的輸出電壓很小，以至于輸出功率很小，最終完全沒有功率輸出。通過科學論證引導學生知識遷移，如稱重計、測溫計、測高計的原理都與滑動變阻器電路有聯系。科學論證是對模型建構、科學推理的正確與否的檢驗及應用，是科學思維固化的關鍵能力。9D6DC1B7-B2E7-49BD-BCC1-76EF1042FC68

（4）質疑創新。在物理教學中要不斷引導學生質疑問題、質疑老師、質疑教材、質疑權威，最終學生才能不斷創新。在新課教學中可以多設疑、多設錯，讓學生發現疑問、發現錯誤，促使學生解決疑問，糾正老師設計的錯誤，達到創新的目的;在練習教學中可以讓學生針對相應知識點自己設計練習，改造已有練習，自己解決練習或讓同學解決，并讓學生做出設計練習的意圖，讓學生獲得獨立創新的喜悅，形成獨立判斷真理的能力。

以上是科學思維的四個維度的關鍵能力，是一體化的，教學中既要注意分維教學又要整體教學。科學思維能力的形成不是一時之功，是伴隨整個初中的物理教學的，不斷地引領學生從比較低級的科學思維走向高級的科學思維的深度學習的過程。

三、科學探究是科學思維的能力表現

科學探究是在物理觀念和科學思維的基礎上，自主提出問題、探究問題、處理問題、解決問題的至關重要的能力，是學生走向社會、面向未來，適應自身終身發展的關鍵能力。科學探究應包括提出科學問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。在科學探究的過程中，必須有科學思維的指導，科學探究的過程還可以促進科學思維的提升，是科學思維達到更高層次的升華。在學生走向社會面向未來時，探究活動是常有的，但不一定每次探究活動都是規范的科學探究，但如果學生具備了較強的科學探究能力，對其終身發展是非常有益的，學生會擁有更加美好的前途。在我們的物理教學活動中必須注重科學探究的培養，提供更多的科學探究實驗，在課堂教學中注意以下三方面要求：①設計符合邏輯的自主探究過程;②從“素養”的視角觀察科學探究目標;③創設科學探究的真實情境，在探究中提升學生的科學素養，形成自主探究的能力。

在教學中應以科學探究的基本要求，以教材科學實驗為本，多進行科學探究教學，使學生具備獨立的科學探究能力，在實際生活中，能獨立提出探究問題，獨立進行探究實驗，獨立處理和解決問題。

四、用嚴謹的科學思維認識科學本質

科學態度是科學本質的具體表現。科學本質是什么，需要較強的科學思維以及對真理的不懈追求，從而形成嚴謹認真、實事求是、持之以恒、熱衷探索的科學態度。在認識科學本質的過程中，要尊重客觀事實，實事求是，追求真理，同時應負起一定的科學責任和社會責任，讓科學服務于社會，服務于人民，促進社會發展，促進世界和平發展。

科學態度與責任的教學目標是落實立德樹人的根本任務。因此，在物理教學中應做好以下三個方面的工作：①活躍物理課堂氣氛，注重聯系生活，激發學生學習物理的興趣，多進行科普知識的教學。②進行分層、分級挑戰物理問題的教學，讓學生保持學習物理的興趣，培養學生熱愛科學的優良品質。③注重愛國教育教學，完成物理教學的最終使命，推動社會、世界可持續發展。

最后，反思一下我的教學設計思想：①從生活、自然、科技角度出發，設計符合學生認知水平的有趣教學，激發學生學習物理的興趣。②對學生的學情進行充分了解，從學生已有的認知入手展開循序漸進的教學設計，注意跨學科了解學情，尤其是了解學生配套版本的數學知識的學習進度，讓學生保持深厚的學習興趣。③創設各種真實情境，引領學生質疑，增強學生進行科學探究的欲望，進行有針對性的核心素養實驗教學。④引導學生體驗各項素養的過程，有計劃地設計“進階式的深度學習”的教學模式，從而訓練學生的相應能力。⑤創設回歸自然、回歸社會的教學機會，引導學生解決真實的物理問題，感知物理現象，讓物理服務自然、服務社會，讓學生從中認識物理學的價值，激發學生的科學熱情和對美好生活、和諧社會、和平世界的向往。

五、結束語

物理核心素養的四個維度是一體化的，教學中應注意整體融合，注重學生科學思維的培養。它是一個長期的學教一體化的過程，是以學生終身學習、適應終身發展為目的的，從而最終讓每位學生都具備相應的基本核心素養。9D6DC1B7-B2E7-49BD-BCC1-76EF1042FC68