核心素養導向下高中物理教學中學生抽象能力培養研究

【摘要】為促進高中物理教學改革，促進學生學習成績、抽象能力以及學科素養的發展，本文對核心素養導向下的高中物理教學中學生抽象能力培養策略進行探索.從核心素養的內涵、特征等方面進行論述，并分析“核心素養”與高中物理教學的緊密聯系.接著，探討學生抽象能力的概念與特點.基于以上分析，提出深入理解概念、培養科學推理能力、提供多樣化的學習體驗、強化模型構建能力、注重反思

與交流幾個方面的教學策略.通過在教學中運用上述學習策略，能夠促進學生對抽象概念的理解與運用.

【關鍵詞】核心素養；高中物理；學生培養

1 引言

核心素養的培養是近幾年的一項重大課題.核心素養是一個人面對未來社會所必須具備的素養，它主要體現在創新思維、適應變化、跨學科協作等方面［1］.高中是培養學生核心素養的關鍵期，而物理學又是自然科學的一個重要科目，因此，它的教學必須與核心素養培養緊密結合.

對學生抽象能力的培是高中物理教學的一項重要內容.但是，目前仍然存在學生難以理解抽象概念、不能將抽象理論運用到實踐中的問題.所以，如何有效地培養學生的抽象思維能力就顯得尤為迫切.在此基礎上，提出了以核心素養為指導的高中物理課堂教學模式，其主要目標是培養學生的創新精神、動手能力和批判思考能力，它與學生的抽象能力密切相關［2］.在以核心素養為基礎的課堂教育中，能夠使學生對觀念有更深入的了解，培養其科學推理能力，并豐富其學習經驗，從而促進學生抽象能力的發展.但是，在高中物理教學中，教師如何有效地提高學生的抽象能力是一個值得關注的問題.為此，本文探討了一些有效的教學策略和手段，對于優化高中物理教學，以及培養學生的綜合能力都有很大的作用.

2 核心素養導向下的高中物理教學

2.1 核心素養的概念和特點

“核心素養”是一個人適應新時代需要具備的素養與能力.學生的創造性思維、批判性思維、動手能力和協作能力是學生綜合素養的重要組成部分，其重點在于發展學生的終身學習與應變能力，讓他們有機會去應對各種挑戰與問題，并具有實踐性強、適應社會發展要求、多學科交叉和綜合性強等特點［3］.

2.2 核心素養與高中物理教學的關系

高中物理課程是對學生進行科學素養培養、提高學生科學思想能力的一個關鍵步驟.首先，高中物理課程通過指導學生開展科學探索并進行實際操作，能夠培養他們的創造性思想.其次，在物理學中，重視認識和把握事物的基本原理與規則，發展學生的批判思考和綜合應用的能力，符合核心素養要求的全面、終身學習的特點.另外，在高中的物理教學中，往往要與其他學科相互融合及全面應用，以提高學生的多學科素養，能夠滿足核心素養培養的多學科交叉綜合性的需求.

為此，高中物理課程要與學生的核心素養密切相關，并把它當作課程的目的與評估的基礎.通過多種形式的實際操作活動，提高學生的動手能力；在教育實踐中，引導學生合理地進行思維活動，以發展創造性、批判性思維；通過與其他專業的交叉滲透，培養跨專業協作和綜合運用的能力.

3 學生抽象能力的概念與特征

在高中物理教學過程中，抽象能力是指對物理中的抽象觀念有深刻的了解與運用，具有合理的推論與問題求解、建構與運用的能力.通過對這種抽象能力的訓練，使學生對物理知識的掌握與應用更加牢固，從而提高學生自身的科學素養與學習能力.

3.1 抽象能力的定義與內涵

抽象能力是一種能夠從特定的對象或現象中提煉出共性的能力，并對抽象的概念、模型或思維模式進行概括的一種能力，要求學生能夠運用所學到的知識對具體事例進行總結與歸納，了解事物的基本原理.抽象能力主要體現在對知識的理解和應用、推理和解決問題，以及模型的構建和應用上.

3.2 高中物理學習中的抽象能力要求

在高中物理教學中，對學生來說，抽象思維是一項非常重要的技能.首先，要讓學生有正確的認識和運用知識的能力.在高中物理教學中，存在著大量的力、能和電流等抽象概念，這就要求學生了解概念的定義、性質及相互間的關聯，并能將其與實際生活中的現象結合，用以說明或解決實際問題.其次，在高中物理教學中，要注重培養學生的科學思維與問題求解能力.當學生面對新的問題時，要進行分析及推斷，根據現有的知識，對未知的結果進行理性的推斷，并將其應用于實踐中.同時，要求學生具有建模和應用能力.在物理學中，人們常常用數學建模的方法說明事物的發展規律，學生須具備將現象提煉成模式的能力，并且了解建構模型的原則及運用方式.此外，還要具備利用現有模式對新事物進行預測與解釋的能力.

4 高中物理教學中培養學生抽象能力的策略

在高中物理課堂上，培養學生的抽象思維能力應采取以下措施：加深對概念的認識，培養科學推理的能力，提供多樣化的學習經驗，增強模型的建構能力，重視反思和交流.運用上述學習方法，能使學生對抽象的概念有較深的理解，加強學生的抽象思維訓練.

4.1 深入理解概念

要使學生對抽象的知識有更深刻的認識，教學方法有很多種.首先，通過教學演示，指導學生進行有關的實驗，并對實驗過程中的現象進行觀察、記錄.比如，在力學方面，做一個彈性體的拉伸實驗，讓學生測試彈性體在各種外力作用下的伸長量.其次，讓學生親自參加實驗，使他們真切體會到一些抽象觀念的具體影響，比如，對物體在各種力作用下的移動情況進行觀察、記錄等.案例教學是一種有效的教學方法，它可以給出一些實例，并結合一些真實的案例，幫助他們更好地了解一些抽象的概念以及在真實情況下的意義和角色.同時，通過運用科學影像等多種教學手段，結合現實的教學情境及實例，使學生能直觀地認識到所學知識的運用.通過對這些問題的探討，使學生能夠更好地了解到一些具體的概念，并在相互交流與探討中，對這些抽象的概念有了更多的了解與闡釋.通過運用上述教學方法，既能增強學生的學習熱情，又能調動他們的求知欲，促進他們對抽象的概念有更深刻的認識，并能將它們運用到實際問題中去.

4.2 培養科學推理能力

通過實際操作、解決問題、建立數學模型等途徑，對學生進行科學推理的訓練.首先，探究式實驗能使學生自主地進行觀察、搜集資料，并在此基礎上對實驗結果進行思考、分析、推理，加深對實驗結果與概念的聯系.在解決問題過程中，可以利用現有的相關信息，對問題進行推斷，從而得到正確的結論，既可以是現實情景，也可以是虛擬情景.此外，建模也是一個很好的方法，教師可以讓學生在現有的基礎上建立一個數學模型，再運用這個數學模型進行推斷、預測，進而加深對物理現象的認識.另外，通過實證研究與錯誤矯正，使學生在實踐中運用理論與實踐相結合的方式與技巧，并自覺地發現其中可能存在的錯誤，從而提升其推斷的精度與邏輯嚴密性.通過上述方法，讓學生能夠在獨立的思維和實踐中，對物理的概念與原則進行更深層次的了解與應用，同時，教師的指導與回饋也會極大地提高學生的科學推理能力.

4.3 提供多樣化的學習體驗

通過多元的教學經歷，使學生能夠將抽象的概念運用到具體的情境中，并獲取直接的經驗，進而引發他們的求知欲與探究欲.首先，在物理實驗課堂上，要讓學生對這些現象進行觀察、記錄，使他們能從這些實驗中得到直觀的體驗，從而更好地認識這些抽象的概念.其次，通過實物仿真軟件或線上仿真實驗平臺，讓學生對各種實際情境進行實驗模擬、探究，并對其產生的效果進行直觀分析，加深對各種情景中抽象概念的運用.另外，通過使用科普視頻、動畫或演示等方式展現抽象概念的實踐運用與原則，能夠使學生產生濃厚的興趣與求知欲，并使他們對從抽象的觀念到現實的現象有直觀的認識.此外，以問題為導向，讓學生積極地去探究、去思考，并培養他們的問題求解與探究精神.將所提的理論知識運用于具體情境中，讓同學通過仿真、角色扮演等親身經歷，增強他們的動手能力與領悟能力.這種學習經歷既能激起他們的學習興趣，又能讓他們更加積極地投入到學習的過程中，加深對抽象概念的認識，還能讓他們體會到物理在現實中的運用及其意義.

4.4 強化模型建構能力

學生積極地建構數學模型，并將其由抽象的概念，轉變成具有操作性與解釋性的模式.首先，通過對教學內容的分析與總結，創設特定的現象與問題情景，指導他們注意并提煉出重要的特性，并把它們轉換成合適的模式.其次，讓學生學會運用圖形及公式表達并說明現象，通過畫圖及建構公式，讓學生把抽象的觀念與真實的資料相聯結，加深對模型的認識與運用.此外，通過在線模擬工具或物理模擬軟件，使學生能夠直觀地觀察、了解其工作原理，從而深化對其抽象的認識.另外，通過設置一些特定的問題或練習，讓學生利用所學到的知識去解決現實問題，從而提高他們的解題能力.開展小組協作學習與研討，實現對抽象模型的建構與運用，使學生在互相溝通與思維的碰撞中，持續提高自身的建模能力，從多個視角看待與詮釋物理現象.強化模型建構能力可以幫助學生更好地了解抽象能力的聯系并運用，提高物理學科的教學水平和教學效果.

4.5 注重反思與交流

通過反思與交流，學生可以在共同探討中，進一步加深自己對于抽象概念的認識.首先，鼓勵學生在課堂上分享自己的想法與解答過程，通過分組、班級等方式，讓學生互相溝通、互相交流，共同探索對抽象概念的認知與運用.其次，通過設計問題或情景，指導學生反思、交流思想，讓學生對自己的思維過程進行反思，對所使用的抽象概念進行探討，交流自己的思想與對策.此外，組織學生進行合作學習，讓他們以小組為單位進行抽象概念的討論與講解，通過相互提問、辯論、合作等方式，促進思想的碰撞，加深對抽象概念的認識.在教學過程中，教師要起到引導的作用，通過提問促進學生進行深度的思維與溝通，并在適當的時候給予引導與反饋，從而使他們對抽象的概念有更透徹的理解.最后，讓學生有機會將自己所了解的抽象概念通過口頭、書面或多媒體等方式呈現給他人，這樣不僅能提高學生的交際能力，還能強化他們對知識的掌握與運用.這些策略可以加深學生對抽象概念的認識與運用，還可以在相互交流中檢查自己所掌握的知識，并從別人的反饋中得到改進與提升的機遇.

5 結語

本文探索了在核心素養指導下，如何在高中物理課堂上培養學生的抽象能力，從而為在高中物理教學中培養學生的抽象能力提供一定的借鑒與啟發.首先，對概念的深刻認識是提高學生抽象能力的一個關鍵環節，它可以用直觀的實驗和實例來指導學生將抽象的概念同現實生活相結合.其次，科學推理能力的培養，可以幫助學生用實際的、邏輯的方法去分析、去解決問題，同時也可以培養他們的抽象思維.此外，在教學過程中，增加學習經驗的多樣性，增強模型建構的能力，強調反思和交流，都是提高學生抽象能力的有效途徑.

參考文獻：

［1］鄧聞天.核心素養導向下的高中物理教學設計——評《核心素養導向的高中物理教學設計》［J］.中國教育學刊，2023（07）：I0045.

［2］茍改萍.核心素養導向下高中物理課堂教學策略研究［J］.新課程，2022（25）：60-61.

［3］趙造中.基于核心素養導向的高中物理教學案例研究［J］.中國科技經濟新聞數據庫 教育，2022（10）：61-63.