核心素養背景下對高中物理教學的思考

【摘要】核心素養作為教育改革的關鍵導向，推動學科教學的深度發展，如何提升學生的綜合素養成為研究重點.本文探討核心素養背景下高中物理教學的創新路徑，分析激發物理思維、培養實驗能力、推動跨學科融合等方面的教學實踐，重點關注如何通過設計真實情境和利用現代教育技術優化教學過程，提升學生的學習主動性與綜合素養.

【關鍵詞】核心素養；高中物理；課堂教學

物理學作為一門自然科學，有獨特的理論體系和學習方法，基于核心素養培養，教師可引導學生掌握物理學科的基本概念、原理、定律，能夠理解和運用這些知識分析、推理和解決實際問題[1].核心素養的理念強調學生在學習過程中掌握分析和解決實際問題的能力，旨在培養學生的思維深度、實驗探究能力和跨學科的整合能力[2].因此，本文探討如何在核心素養背景下，利用創新教學路徑，優化高中物理教學，提升學生的科學素養.

1 核心素養在高中物理教學中的獨特作用

1.1 提升學生物理思維深度

核心素養背景下的物理教育，不再單純依賴記憶和重復操作，而是采用系統的思維訓練，培養學生在面對復雜問題時的分析能力和創新思維[3].在物理學中，學生需要理解和應用多種物理定律、公式和模型，核心素養促進了學生對這些物理概念的深度理解，而非表面記憶[4].學生采用邏輯推理、類比和歸納，逐漸掌握物理規律的內在聯系.物理問題通常涉及多個變量和復雜的交互作用，要求學生具備抽象思維和數學建模能力.核心素養的引導促使學生從單一的機械記憶轉向對物理現象背后機制的探討，提升了他們解決問題時的思維深度.在物理學習中，許多現象需要利用實驗和模型來解釋.核心素養要求學生在驗證物理定律的過程中，能夠獨立思考、質疑傳統理論，并結合實驗結果修正假設.這樣的過程促進了學生批判性思維能力的發展，增強了他們面對未解問題時的求知欲和思考深度.基于核心素養進行高中物理教學能提升學生的物理思維深度，使他們能夠掌握物理理論，還能深入理解物理規律、增強批判性思維，并將理論知識應用于實際問題的解決中.

1.2 培養學生實驗探究能力

核心素養對學生實驗探究能力的培養的益處，體現在其對實驗設計能力的提升[5].高中物理教學除了關注物理概念和規律的傳授，還應重視學生在實驗過程中對變量控制、實驗條件設定、實驗過程規劃等方面的能力培養.利用核心素養的引領，學生能夠在復雜的物理實驗中，依據物理原理和實際情況，設計合理的實驗方案，制定有效的操作流程，從而在實踐中加深對物理規律的理解與掌握.實驗探究不僅要求學生具備一定的物理知識，還要求他們具備較強的觀察能力和細致入微的實驗操作技能.在核心素養的驅動下，學生能夠更加關注實驗中的細節，科學合理地記錄數據，分析誤差來源，提出改進實驗方案的措施，最終提高實驗的準確性和可靠性.核心素養強調學生從實驗的角度進行思考，使他們在實驗過程中更加注重實驗設計的科學性和實驗結果的可驗證性，從而全面提升實驗探究能力.這種能力的培養為學生未來的科學研究和技術創新打下了堅實的基礎，幫助他們在復雜的科學問題面前保持獨立思考和持續探究的能力.

1.3 促進跨學科知識融合

物理學科本身具備較強的跨學科性質，物理現象往往涉及力學、熱學、光學、電磁學等多個領域，也與數學、化學、計算機科學等學科密切相關[6].核心素養的培養使學生在物理學科內部進行知識的學習和應用，還促進了物理學與其他學科知識的相互滲透和交融.物理學的知識體系并不是孤立存在的，它與數學的公式推導、化學的反應原理，甚至生物學的生理機制息息相關.在核心素養指導下，物理教學的內容不再局限于課堂中的定律和公式，而是與其他學科的內容相結合，幫助學生從更廣闊的視角理解物理現象.學生需要理解物理模型和公式的推導，還需要采用數學推理、化學反應規律、計算機模擬等多種手段來驗證和解釋物理現象.這種綜合性的知識應用要求學生掌握多學科交叉領域的基本知識和技能，并能夠靈活運用到物理問題的解決中.核心素養的引領，使得學生能夠從單一學科的框架中跳脫出來，學會如何在不同學科之間架起橋梁，培養未來解決復雜問題的能力.

1.4 促使學生主動學習探索問題

核心素養的培養推動學生從被動接受知識到主動參與學習的轉變，激發了學生自我學習的內在動機，促進了他們在物理問題中的主動探索[7].物理學的本質是對自然界規律的探討，每個物理現象背后都蘊含著科學的奧秘.學生在學習過程中，如果能夠主動提出問題、思考問題，他們便能更有效地在課堂上掌握物理知識，更能在生活中發現并解決實際問題.核心素養強調學生主動提出問題的能力，鼓勵他們在面對未知的物理現象時，敢于提問并嘗試尋找答案.這種主動探究精神為物理學科的學習注入了活力，也讓學生更加投入學習.在傳統的教學模式中，學生往往依賴教師的講解和指導，學習過程較為單一.而核心素養的培養則強調學生在學習中的主導作用，要求他們學會自主探索物理問題的解決方案.除了利用教科書獲取知識，還涵蓋利用網絡資源、學術期刊、實驗探究等多種途徑，促進學生綜合運用多種知識獲取信息，獨立解決問題.這種自主學習的方式促使學生不斷調整自己的學習方法，從而提升學習效率和深度.在物理學科的學習中，許多難題需要采用集體討論、合作研究來完成.利用小組合作，學生能夠相互分享各自的見解和方法，集思廣益，最終得出問題的最佳解決方案.團隊中的交流與討論有助于學生對物理知識的深化理解，更能激發學生在合作中的學習興趣，提升其探究的積極性.基于核心素養利用小組活動和項目式學習，培養學生的團隊合作精神和集體智慧，激發他們在學習過程中主動參與和合作解決問題的動力.

2 核心素養導向下的物理教學創新路徑

2.1 設計真實情境引導物理學習

以人教版必修一第三章“重力與彈力”為例，該章節涉及力學中的重力、彈力等基本概念，采用情境化教學，可以有效激發學生的學習興趣，促進知識的深度理解.在講解“重力加速度”這一概念時，可以設計一個簡單的情境——在校園的不同樓層等不同高度的地點測量物體的下落時間.這種方式使學生能直觀感知到重力加速度對物體的作用，還能利用實驗數據探討重力與高度的關系.學生根據實驗結果進行數據分析，發現重力加速度的恒定性，從而理解重力加速度是一個與物體質量無關的常量，進一步加深對物理概念的理解.彈力的教學中，可以設計“彈簧秤測力”這一實驗情境，讓學生在不同物體上拉伸彈簧，觀察彈簧的形變與施加力的關系，進而引導學生探討胡克定律及彈力的性質.在這一過程中，學生能夠獲得實際操作的經驗，還能在實驗數據的支持下理解彈力與形變量的關系，從而提升實驗設計和數據處理能力.除了實驗情境，課堂中的問題情境也能幫助學生將理論知識與實際問題緊密聯系.如設計一個基于“力的平衡”概念的情境——用力的合成與分解來分析一個吊掛物體的穩定性.讓學生探討不同角度下吊掛物體的平衡狀態，引導學生運用力的合成與分解的方法，從而理解力的平衡原理并進行實際分析.

2.2 推動跨學科提升綜合素養

物理學科與數學、化學、生物學以及信息技術等其他學科具有緊密的聯系，跨學科的知識整合能幫助學生理解物理概念在不同領域的應用.以人教版必修一第三章“摩擦力”為例，利用跨學科項目可以深化學生對物理原理的理解，并促進其綜合素養的全面提升.在教學中，摩擦力的研究不局限于力學的范疇，還涉及數學、化學等多個學科的知識.在摩擦力的研究中，摩擦系數的計算往往需要借助數學中的函數關系，利用實驗獲得數據并繪制圖表，以此來探討摩擦力與物體表面粗糙程度之間的關系.與數學學科的結合，學生可以在圖形和數據分析的過程中，提升其數學建模和統計分析的能力，并深刻理解力學問題的數學背景.摩擦力的教學還可以與化學學科相結合，特別是在研究不同材料表面摩擦力時，涉及材料的化學組成和表面結構.金屬、橡膠、塑料等不同的物質在摩擦過程中，摩擦系數的變化與其分子結構和化學性質密切相關.利用這種跨學科的項目，學生能理解摩擦力的物理本質，還能了解化學材料對物理現象的影響，提升他們對跨學科知識的整合能力.

2.3 利用數字工具優化實驗教學

以人教版必修一第三章“牛頓第三定律”為例，利用數字工具優化實驗教學，能夠提高實驗效率、增加數據的準確性，并增強學生的互動性和參與感.在“牛頓第三定律”實驗教學中，使用數字化測量工具能夠精確記錄物體間的作用力和反作用力.例如，利用力傳感器實時監測物體的受力變化，學生可以在實驗過程中即時查看力的變化曲線，并進行數據分析.這種高精度的測量能夠幫助學生更直觀地理解“牛頓第三定律”的物理內涵，即作用力與反作用力大小相等、方向相反的關系.數字化模擬軟件也是優化“牛頓第三定律”實驗教學的一種有效方式.學生可以利用虛擬實驗室進行力的合成與分解、力矩分析等操作，從而在沒有實際實驗設備的情況下，模擬并分析力的作用過程.這種虛擬實驗使學生能夠跨越物理實驗的局限性，進行不同實驗條件下的模擬，進而加深對“牛頓第三定律”的理解.數字工具的應用提升實驗的教學效果，也讓學生在實驗過程中能夠主動探究、思考實驗背后的物理原理，從而有效培養其實驗探究能力和數據分析能力.

2.4 構建反思機制加深物理理解

在人教版必修一第四章“牛頓第一定律”教學中，反思機制的構建要求學生在實驗和課堂教學過程中積極參與數據分析與理論驗證.在牛頓第一定律的教學中，學生通過觀察物體在不同條件下的運動情況，能夠發現并解釋慣性現象.利用滑動木塊實驗，學生可以觀察到物體在不受外力作用時保持靜止，或在表面光滑的情況下保持勻速運動，這一過程激發了學生對“外力作用與運動狀態變化”之間關系的反思.反思機制的第二個關鍵環節是對實驗數據與理論結果的對比.通過實際測量并記錄數據，學生能夠對比理論值與實驗結果之間的差異，深入思考實驗誤差的來源及其與牛頓第一定律的關系.這種對數據偏差的反思加深了學生對物理規律的理解，也提升了學生的科學素養和實驗設計能力.教師應引導學生對自己的學習過程進行自我反思，評估學習方法和理解的有效性.利用課后反思日志或定期小測驗，學生能夠發現自身理解的盲點，并根據反饋調整學習策略.反思機制的引入促使學生從消極接受轉向主動探索，真正實現對物理知識的深度理解.

3 結語

核心素養背景下的高中物理教學要求教師在知識傳授上做到精準和系統，更強調在教學過程中培養學生的綜合能力.通過提升物理思維的深度、培養實驗探究能力、促進跨學科知識融合及激發學生主動學習探索問題的興趣，讓學生掌握了物理知識，更提升了解決實際問題的能力.未來的物理教學應更加注重核心素養的培養，為學生的終身學習和發展奠定堅實基礎.

參考文獻：

[1]陳文林.核心素養視域下高中物理單元教學的實踐與思考[J].數理天地（高中版），2023（24）：42-44.

[2]郭總福.核心素養背景下的高中物理教學策略探研[J].成才之路，2024（26）：97-100.

[3]姚旭東.核心素養背景下高中物理教學方法[J].天津教育，2024（26）：70-72.

[4]楊鈺詣.核心素養背景下高中物理深度學習的新思考[J].教育，2024（24）：42-44.

[5]馮德賢.核心素養背景下高中物理教學的問題與對策研究[J].數理天地（高中版），2024（14）：114-116.

[6]紀梅清.核心素養背景下高中物理深度學習的新思考[J].文理導航（中旬），2024（06）：22-24.

[7]陸中興.核心素養背景下高中物理演示實驗教學的策略[J].新課程研究，2024（04）：129-131.