摘 要:物理學作為一門基礎科學,既有助于學生深入理解自然規律,又為學生提供了發展科學思維和技能的機會。文章探討了如何基于物理核心素養設計和實施初中物理教學,以培養學生的科學素養,同時提升學生的實踐能力和創新思維。
關鍵詞:初中物理;核心素養;思維方式
物理核心素養是指學生在物理學領域必備的基本知識、技能和思維方式。教師培養學生對物理學的興趣和理解力,可以幫助學生建立科學的觀念體系,培養學生科學探究和解決問題的能力。
一、物理核心素養的構成要素
(一)基礎知識
基礎知識是物理學學習的基石,其涵蓋各種物理的概念、定律和原理。學生在學習的過程中,只有掌握了這些最基本的概念,才能夠理解更多的物理現象和物理知識。例如,學生在學習的過程中,需要掌握運動學、力學、電磁學等領域的基本概念,理解它們之間的聯系,通過對這些物理學基本概念和原理的學習,能夠建立起科學的知識框架。在講解基礎知識的過程中,教師可以采用清晰簡明的講解方式,結合實例和圖表幫助學生理解各個物理概念之間的聯系和應用,讓學生掌握不同物理概念所包含的內涵,理解物理概念的運用,提升對周圍事物的認知。
(二)科學方法
科學方法是培養學生科學思維和解決問題能力的重要手段,學生需要學會提出科學問題,觀察和實驗,分析和解釋實驗數據,并根據數據得出合理的結論。教師在開展初中物理教學的過程中,要采用合理的科學方法,如在課堂中引導學生掌握科學問題的提出、觀察、假設、實驗設計和數據分析等。通過實踐和研究,學生將能夠培養邏輯推理、分析和解決問題的能力。
(三)實驗設計與數據分析
實驗是物理學學習的重要環節,能夠幫助學生鞏固和應用所學知識。在實驗過程中,學生需要學會設計簡單的實驗、確定實驗步驟、測量和記錄數據、收集數據等,進而深入理解相應的物理概念和原理,以此更好地提升思維和實驗操作技能。通過操作實驗,學生能夠掌握實驗方法以及不同的數據處理技巧。
(四)跨學科能力
理論知識的掌握不僅限于物理學科本身,它還涉及跨學科能力的培養,使學生能夠在不同領域綜合運用物理知識。跨學科能力的發展也是物理核心素養的要素之一,它包括以下幾個方面:1. 數學與物理的交叉點。物理和數學之間存在緊密聯系,學生應當了解物理問題的數學表達方式。例如,學生可以學會使用微積分解決運動問題,或者應用幾何學解釋光的折射與反射。2. 化學與物理的交叉點。物理和化學也相互關聯,特別是在原子和分子層面。學生可以研究原子結構與元素周期表的關系,了解物質的化學性質與物理性質之間的聯系。3. 生物與物理的交叉點。在生物學中,物理原理,如力、壓力、電磁波等也起到關鍵作用。學生可以通過學習物理知識理解生物系統的運作方式,如心臟泵血、神經信號傳遞等。4. 科學方法的應用。跨學科能力還包括科學方法的靈活運用。學生在學習的過程中需要采用科學的方法,對不同的物理現象以及物理實驗提出假設,然后展開相應的實驗,收集數據,進而分析結果。科學方法的應用能夠幫助學生更好地理解不同的物理概念,有效培養學生的物理核心素養。
(五)創新思維和問題解決能力
創新思維和問題解決能力是培養學生綜合素養的關鍵部分,它們能夠激發學生對復雜問題的興趣,并激勵學生提出創新性解決方案,主要包括五個方面,分別為提出新問題、設計實驗、探索未知領域、解決現實問題和培養批判性思維。
在提出新問題這一方面,教師應當鼓勵學生主動提問,而不僅僅是回答問題。這可以通過促使學生思考現實生活中的現象,如為什么天空是藍色、為什么電燈泡會發光等來實現。在設計實驗這一方面,學生可以學習如何設計實驗來驗證自己的假設,這不僅能培養學生的實驗技能,還能加深學生對科學方法的理解。在探索未知領域這一方面,教師可以引導學生研究當今科學領域的未解之謎,如黑洞、量子計算等,這可以激發學生的好奇心,培養學生對科學的熱情。在解決現實問題這一方面,學生應當被鼓勵將物理知識用于解決現實問題中,如環境保護、可再生能源利用、交通管理等。這可以使學生意識到科學是解決當今社會問題的重要工具。在批判性思維這一方面,教師應當培養學生的批判性思維,讓學生在學習的過程中不僅接受教師所教學的知識內容,還要勇于對教師講解的知識內容提出質疑,以此更好地鍛煉獨立思考的能力。
二、初中物理教學存在的問題
(一)重知識輕實踐
傳統教育常常強調對知識點的記憶,而不是理解和應用,這導致學生在學習過程中傾向死記硬背,而非深刻理解物理原理。同時在課堂中,教師只是讓學生了解教材中的理論知識,忽略了給學生提供相應的實踐機會,這也阻礙了學生將知識轉化為實際技能的能力,忽視了培養學生的綜合能力。久而久之,也無法更好地培養學生的物理核心素養。
(二)教學方法單一
一些教育機構仍然側重傳統的講授方式,忽略了多樣的教學方法,如探究性學習、問題驅動學習和合作學習等。大部分教師只是將物理學科作為一門獨立的學科展開教學,并沒有采用多樣化的教學模式來創新課堂教學策略,也沒有將物理學科與其他學科進行緊密聯系,這種單一化的教學策略無法滿足學生對知識的需求。
(三)缺乏科技的應用
雖然科技在物理研究中扮演關鍵角色,但一些學校未充分利用科技工具來豐富教學,如虛擬實驗、模擬軟件等,教師在課堂中依然采用板書式的教學方法展開教育。隨著新時代的發展,板書式的教學方法變得枯燥單一,新型教育模式逐步增加,然而還有一部分教師在課堂中仍不會采用科技工具輔助教學。
(四)評估側重傳統測試
新時期的改革背景指明教師在評估學生的學習過程時,應該采用多種評估方法,避免傳統評估測試帶來的弊端。然而根據相關調查結果顯示,大部分教師還是會采用傳統的評估方法對學生的學習過程進行評估,根據學生的總成績對學生進行評價,該評估方法缺乏創新性。
三、基于核心素養的初中物理教學策略
(一)實施以問題為中心的教學方法
以問題為中心的教學方法強調學生通過解決實際問題學習物理知識。例如,當教學動力學時,教師可以提出問題:“為什么月球圍繞地球運動”,提出問題之后,教師還要對學生進行鼓勵,讓學生根據該問題探索引力、運動學和天體力學等概念。這種方法既能激發學生的好奇心,也能有效提高學生學習的動力。以問題為中心的教學方法能夠更好地培養學生的物理核心素養,同時在教學的過程中,教師也能夠將核心素養融入其中,讓學生更好地了解不同的物理概念,感受到物理教學的趣味性。
(二)強調實驗和觀察
實驗和觀察是初中物理教學不可或缺的一部分。通過實驗,學生可以體驗到物理原理,加深對知識的理解,并主動實踐不同的物理原理,了解物理原理的真正含義。例如教師在教學光學時,可以讓學生進行雙縫干涉實驗,觀察光波的干涉和衍射現象。這種親身實驗可以幫助學生理解光的波動性,而不僅僅是記憶概念。在教學過程中,教師給學生強調實驗和觀察所帶來的優勢,能夠讓學生提升動手操作能力,保持一顆好奇心,對不同的物理實驗進行探索,在探索的過程中掌握真理、理解真理,進而加深對物理知識的印象。
(三)運用多媒體技術
信息技術為物理教學提供了豐富的資源,也為教育行業帶來了便利。在教學過程中,教師可以利用多媒體技術給學生展示不同的知識,讓學生模擬無法在實驗室中完成的實驗,以此增強學生的學習體驗,讓學生通過多媒體教學拓寬自己的學習途徑、學習視野。例如在講解電磁學時,教師可以展示電場和磁場的三維模型,讓學生通過交互式應用探索場的特性。這樣的技術工具可以生動展示抽象概念,加強學生的理解。
(四)學生參與和合作學習
要想更好地培養學生的物理核心素養,教師需要鼓勵學生多參與課堂互動,讓學生了解合作學習的重要性。學生在參與合作學習的過程中,能夠更好地培養物理核心素養,同時分享學習觀點、共同解決相應的問題,進而相互促進學習。例如,教師在講到與力學相關的知識時,可以讓學生參與小組項目,如設計和建造一個簡單的橋梁,以測試靜力學的原理。通過合作,學生可以應用知識解決實際問題。
(五)開展探究性學習項目
教師可以引入探究性學習項目,讓學生選擇感興趣的物理主題,自主進行研究和實驗。例如,學生可以選擇探討聲音傳播的原理,制作簡易聲音傳導實驗,并向同學展示結果。探究性實驗能夠更好地激發學生的好奇心,培養學生的獨立研究和表達能力。在這種教學模式的影響下,教師也能夠更好地培養學生的學習特長,加強學生的個性化發展,讓每位學生都能夠在自己感興趣的領域得到成長。
(六)加強物理實際應用
物理實際應用能夠幫助學生認識到物理知識在現實生活中的重要性。例如,教育者可以講解醫學中的醫學成像技術,如核磁共振如何應用物理原理,以此讓學生了解物理知識在醫學領域的關鍵作用。這樣學生也能夠發覺物理知識與實際生活之間的關系,加強對物理知識的體驗。
四、評估與反饋
在初中物理教育中,評估和反饋是不可或缺的組成部分,教師的有效評估和反饋有助于衡量學生的學術進步和核心素養培養。
(一)多樣化的評估方法
物理教學應采用多樣化的評估方法,以考查學生的多方面能力。評估方法除了傳統的筆試外,還可以包括項目作業、口頭報告、實驗記錄、小組項目和科學展示等。這有助于教師了解學生的整體表現,加強學生對知識的理解。多樣化的評估方法也能夠幫助教師了解學生在學習過程中的優點和缺點,并結合該評估模式做出教學調整,提高初中物理課堂的教學質量。
(二)基于問題解決的評估
初中物理教學還需要考查學生的運算能力以及解決問題的能力。對此教師在評估的過程中,也要基于問題解決展開評估,如可以采用鼓勵問題解決的評估方法。在該方法中,學生需要分析復雜的物理問題、提出解決方案,并解釋思考過程,這樣教師能夠了解學生學習進度以及思考問題的維度。
(三)及時反饋
提供及時的反饋對學生的進步至關重要。學生能夠根據教師的反饋及時調整學習進度和學習計劃,根據教師的教學思路有效改善自己的學習策略,進而更好地提升自己,培養核心素養。例如,教師可以在學生的作業實驗或項目的評估中,為學生提供寶貴的建議和改進意見,同時識別個別學生的需求和弱點,并對他們給予特殊關注,促使全班學生都能進步。
(四)學生自評與同伴評估
教師應鼓勵學生的自主評價和相互評估,使學生更深入地思考自己的學術表現和發展。同伴評估也可以促進學生的合作學習和提升學生的互助精神。在學生自評的過程中,教師還應該考慮學生的參與度和自主學習能力,鼓勵學生積極參與課堂討論,提出問題和進行自主學習,這也是核心素養的一部分。
五、結語
基于核心素養開展初中物理教學,能夠幫助學生建立科學的思維方式、培養實踐和解決問題的能力,并提高科學素養。教師在教學過程中,應積極采用相應的教學策略和評估方法,以此激發學生的學習熱情和動手實踐能力,讓學生在學習的過程中了解物理知識與實際生活的聯系,將所學習的物理知識運用在實際生活中。這種方式能夠切實推動初中物理教學的發展,在培養學生物理核心素養的同時提升學生的綜合學習能力。
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(責任編輯:張涵淋)