焦學(xué)美

摘 要：目前，素質(zhì)教育已得到人們的普遍認(rèn)可，但仍存在著許多問題：迫于升學(xué)壓力，學(xué)生的身心發(fā)展受到一定的阻礙，學(xué)生的能力沒有得到全面發(fā)展，不能完全適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革的要求，更不能很好地滿足國際競爭的需求。因此，以素質(zhì)教育的成果為基礎(chǔ)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教育改革進(jìn)入一個(gè)更高質(zhì)量的發(fā)展階段。在此背景下，本文主要陳述了基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)改革及筆者如何在物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的教學(xué)案例。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；物理教學(xué)；課程改革；教學(xué)案例

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）9-0065-4

1 核心素養(yǎng)的提出

2014年4月，教育部頒布《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》（以下簡稱《意見》），該文件深入解答了“培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人”的問題，并提出將研制與構(gòu)建“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系”作為推進(jìn)課程改革深化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并以此來推動(dòng)教育發(fā)展?！兑庖姟返某雠_(tái)，為教育者指明了方向：課改的核心和根本任務(wù)是落實(shí)立德樹人，育人的重要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2 核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

什么是核心素養(yǎng)？我們可以從三個(gè)維度來解讀核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，即思想基礎(chǔ)、具體內(nèi)容、呈現(xiàn)方式。培育學(xué)生核心素養(yǎng)的思想基礎(chǔ)是“人的全面發(fā)展”，詮釋學(xué)生在受教育后應(yīng)該擁有怎樣的基本素養(yǎng)和能力，應(yīng)該成為怎樣的人才。核心素養(yǎng)的具體內(nèi)容包括知識(shí)、能力、情感等多方面，如語言交往、信息處理、問題解決、社會(huì)合作、創(chuàng)新意識(shí)等素養(yǎng)，都是學(xué)生將知識(shí)、能力、情感融合而得的產(chǎn)物。核心素養(yǎng)的呈現(xiàn)方式是三維整合，更側(cè)重培育學(xué)生的生存能力和人文素養(yǎng)，有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性?？傊?，核心素養(yǎng)是個(gè)體適應(yīng)社會(huì)需要、獲得全面發(fā)展、提高生存能力的必備素養(yǎng)，是滿足終身學(xué)習(xí)的基本條件，是提升國民素質(zhì)的重要保障。

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理這一學(xué)科過程中逐漸形成的，適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的且?guī)в形锢韺W(xué)科特點(diǎn)的知識(shí)、能力、情感、態(tài)度及價(jià)值觀等方面的集合體；是學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理獲得的帶有物理學(xué)科特征的品質(zhì)，是當(dāng)代學(xué)生最需要培養(yǎng)的科學(xué)素養(yǎng)。現(xiàn)階段，物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面的要素構(gòu)成。從學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的角度看，物理核心素養(yǎng)的提出集中體現(xiàn)了物理學(xué)科的育人價(jià)值。如何將核心素養(yǎng)融入到物理教學(xué)中將是一線教師實(shí)踐教育改革的重要問題。

3 在物理教學(xué)中融入核心素養(yǎng)

3.1 合理組織課堂教學(xué)，重視物理核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)——物理觀念

物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動(dòng)觀念、相互作用觀念、能量觀念等，側(cè)重三維目標(biāo)中的知識(shí)與技能方面。物理觀念與物理知識(shí)不同，它對(duì)物理知識(shí)具有引領(lǐng)作用。學(xué)生只有理解物理知識(shí)的內(nèi)涵，親身體驗(yàn)物理知識(shí)的形成過程，才能將物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為物理觀念。這就要求教師合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)形成和規(guī)律探索的全過程，引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中將具體的物理知識(shí)中蘊(yùn)含的觀念認(rèn)知提煉升華，建構(gòu)屬于學(xué)生自己的物理知識(shí)體系，形成物理觀念。

案例1：以人教版必修一第四章第二節(jié)《彈力》為例，其教學(xué)過程中關(guān)于微小形變的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

師：同學(xué)們，生活中遇到太小的字看不見怎么辦呢？

生：用放大鏡。

師：很好！那么生活中也有很多形變過于微小不易用肉眼觀測到，我們也可以用放大的思想?，F(xiàn)在同學(xué)們的課桌上有兩個(gè)裝了半瓶水的粗細(xì)不同的塑料瓶，請同學(xué)們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究哪個(gè)瓶子形變后水位變化易觀測。

生：細(xì)的瓶子。

師：做得很好！玻璃瓶子在擠壓后會(huì)產(chǎn)生形變嗎？形變又怎么觀測呢？請同學(xué)們交流討論并用實(shí)驗(yàn)桌上的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)桌上有裝滿水的玻璃瓶、細(xì)管、帶小孔的橡膠塞。

學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師巡視并引導(dǎo)學(xué)生。

學(xué)生能夠設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)：將細(xì)管插進(jìn)橡膠塞再塞入瓶口，當(dāng)有壓力作用在瓶上時(shí)，細(xì)管中的水位上升即證明瓶子發(fā)生了微小形變。

以上教學(xué)中，通過生活中放大鏡的使用啟發(fā)學(xué)生利用放大的思想來設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測微小形變。此前，學(xué)生對(duì)形變的觀念和放大的思想已經(jīng)形成，教師通過設(shè)置問題來引導(dǎo)學(xué)生逐步解決問題主要有三個(gè)目的：一是促進(jìn)學(xué)生回顧物理概念和方法，理解形變和放大思想的內(nèi)涵，形成物質(zhì)觀念；二是要體現(xiàn)物理觀念的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生體驗(yàn)“學(xué)以致用”；三是讓學(xué)生親歷解決實(shí)際問題所需的知識(shí)和規(guī)律探索的過程。

3.2 運(yùn)用多種教學(xué)方法，訓(xùn)練物理核心素養(yǎng)的中心——科學(xué)思維

科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等思維方法?？茖W(xué)思維是物理核心素養(yǎng)的中心，傳統(tǒng)的“一言堂”“滿堂灌”等教學(xué)模式很容易使學(xué)生形成思維定勢，因此我們要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用情境化教學(xué)、類比教學(xué)、探究式教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)等更有效的課堂教學(xué)方法。在物理教學(xué)中，教師要加強(qiáng)對(duì)科學(xué)思維的培養(yǎng)，重視學(xué)生科學(xué)思維的鍛煉。主要體現(xiàn)在促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)思維方法，能夠從不同的角度思考問題，對(duì)于物理問題有自己的觀點(diǎn)并對(duì)不同的觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判；鍛煉學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)估科學(xué)證據(jù)并使用科學(xué)證據(jù)，利用科學(xué)證據(jù)解釋說明、分析預(yù)測物理問題。這就要求在課堂上教師要著重激勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題。

案例2：以人教版必修一第二章第五節(jié)《自由落體運(yùn)動(dòng)》為例，教學(xué)過程中通過情景化教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生提出問題、分析問題、尋找證據(jù)并解決問題能力的提升。

師：同學(xué)們，輕的物體和重的物體下落一樣快嗎？

學(xué)生有說一樣快的，也有說重的下落較快。

師：那請同學(xué)們用實(shí)驗(yàn)桌上的器材（小球一個(gè)，相同的紙片若干），設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)來證明自己的觀點(diǎn)，并進(jìn)行解釋說明。

教師巡視并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選出學(xué)生代表進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生A演示：將輕重不一的紙片和小球從相同高度同時(shí)釋放，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)較重的小球先落地，說明重的物體下落快。

學(xué)生B演示：將紙片揉成紙團(tuán)后，將紙團(tuán)和與之一樣重的紙片從相同高度同時(shí)釋放，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)先落地，說明并不是重的物體下落得快。

學(xué)生C演示：將紙團(tuán)和小球從相同高度同時(shí)釋放，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小球和紙團(tuán)幾乎同時(shí)落地，說明輕的物體和重的物體下落一樣快。

師：同學(xué)們討論下，為什么A同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是重的物體下落得快？

生：因?yàn)榭諝庾枇Α?/p>

師：以上實(shí)驗(yàn)，我們能得出什么結(jié)論呢？

生：如果不計(jì)空氣阻力，比如在真空中，輕的物體和重的物體下落應(yīng)該一樣快。

以上教學(xué)情境，通過問題引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、情景化教學(xué)和互動(dòng)引導(dǎo)來鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。通過問題引導(dǎo)學(xué)生提出問題和自己所持的觀點(diǎn)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。三組演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生得出截然相反的結(jié)論，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“輕重物體下落快慢”的核心要素——空氣阻力，最終得出正確的認(rèn)知。整個(gè)教學(xué)過程通過多種教法的綜合運(yùn)用， 對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的科學(xué)思維進(jìn)行訓(xùn)練，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

3.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，把握物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵——實(shí)驗(yàn)探究

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，學(xué)生通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、建構(gòu)知識(shí)、形成觀念的過程就是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程。這就要求教師在教學(xué)中要合理設(shè)置并引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，從而提高學(xué)生科學(xué)探究與實(shí)踐的能力。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中，要擁有自主探究的意識(shí)，能夠通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出物理問題， 并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，最終正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)，將通過實(shí)驗(yàn)獲取的證據(jù)和信息進(jìn)行處理， 從中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、得出結(jié)論，并作出正確的解釋。

案例3：以人教版選修3-2第一章第三節(jié)《楞次定律》為例。

師：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？

生：通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。

師：下面請同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)，注意在實(shí)驗(yàn)過程中你觀察到了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)：將螺線管和靈敏電流計(jì)連接成回路，再將條形磁鐵插入螺線管中，停頓半刻后再拔出。

師：請同學(xué)們回答，在實(shí)驗(yàn)中你觀察到了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生A：插入條形磁鐵和拔出條形磁鐵的過程中，靈敏電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的方向不同，也就是兩次產(chǎn)生的電流方向不同。

師：那么感應(yīng)電流的方向是不是和磁鐵的插入或拔出有關(guān)呢？

學(xué)生產(chǎn)生疑問。

師：感應(yīng)電流的方向與插入或拔出條形磁鐵的哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們大膽地猜想。

生：可能與插入和拔出的快慢有關(guān)；可能與插入和拔出時(shí)條形磁鐵的方向有關(guān)。

師：同學(xué)們提出的猜想很好！請同學(xué)們根據(jù)自己的猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，看看感應(yīng)電流的方向究竟和哪些因素有關(guān)。

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論，感應(yīng)電流的方向既與條形磁鐵插入和拔出有關(guān)，還與插入和拔出時(shí)條形磁鐵的方向有關(guān)。

師：條形磁鐵的方向是哪個(gè)物理量的方向？插入和拔出的過程實(shí)際上引起了螺線管中哪個(gè)物理量的變化？

生：條形磁鐵的方向是磁場方向，插入和拔出的過程實(shí)際上是螺線管中磁通量增加和減少的過程。

師生共同總結(jié)：感應(yīng)電流的方向與磁場方向及磁通量變化有關(guān)。

師：下邊請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，分析感應(yīng)電流方向究竟有何規(guī)律。

教師巡視并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)表格。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中記錄表格如表1所示。

師：同學(xué)們，通過實(shí)驗(yàn)我們得出的現(xiàn)象并不能總結(jié)出感應(yīng)電流方向的規(guī)律，還需我們進(jìn)一步深入分析思考。比如，我們記錄了引起磁通量變化的磁場方向及磁通量變化，需要對(duì)比分析的卻是電流，那么電流和磁場本身就有關(guān)系。

生：磁生電，電生磁。

師：對(duì)了！也就是說產(chǎn)生的感應(yīng)電流也會(huì)感應(yīng)出磁場。那我們是不是應(yīng)該分析感應(yīng)電流的磁場和原來磁場及磁通量的變化就可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論了呢？

學(xué)生受到一定啟發(fā)。

師：請同學(xué)們進(jìn)一步研究感應(yīng)電流在螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)磁場方向，將實(shí)驗(yàn)表格完善，再對(duì)比分析。

學(xué)生得出新的實(shí)驗(yàn)記錄表格如表2。

教師巡視并引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)。

學(xué)生結(jié)論：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

以上教學(xué)案例主要運(yùn)用了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探索的教學(xué)方法，教師邊實(shí)驗(yàn)邊教學(xué)，邊教學(xué)邊引導(dǎo)，把引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的過程，最大限度地激發(fā)學(xué)生，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性并發(fā)展學(xué)生的探究和創(chuàng)新能力，體現(xiàn)了重視和培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、歸納、總結(jié)的能力。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，通過讓學(xué)生參與物理規(guī)律的形成過程，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究熱情和學(xué)習(xí)自然科學(xué)的興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神。

3.4 利用大事件或是物理學(xué)新理論進(jìn)行高中物理教學(xué)擴(kuò)展，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——物理核心素養(yǎng)的靈魂

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科從價(jià)值層面要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，是物理核心素養(yǎng)的靈魂，主要指對(duì)待科學(xué)的態(tài)度與價(jià)值觀。在這一層面需要學(xué)生在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)、理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）的關(guān)系的基礎(chǔ)上逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感。此環(huán)節(jié)需要教師走在科技的前沿，時(shí)刻學(xué)習(xí)新的科學(xué)理論，關(guān)注熱點(diǎn)新聞?dòng)绕涫强茖W(xué)界的重大事件。

案例4：在進(jìn)行動(dòng)量守恒的教學(xué)時(shí)，引入2016年物理學(xué)界的大事件。

師：據(jù)英國《每日郵報(bào)》12月20日報(bào)道，中國已開發(fā)出低軌道太空測試設(shè)備，目前在天宮二號(hào)上進(jìn)行了安裝測試。預(yù)計(jì)，如果EM引擎能夠成功投入實(shí)際運(yùn)用，人類將能在10個(gè)星期內(nèi)抵達(dá)火星。而目前根據(jù)美國國家航空航天局（NASA）估計(jì)，目前使用的傳統(tǒng)火箭，從地球前往火星的單程“旅行”大約是6到7個(gè)月。相比起來，美國的設(shè)備目前還只能待在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究，毫無疑問，中國目前在此方面處于領(lǐng)先地位。同學(xué)們，我們國家的領(lǐng)先科技離不開科學(xué)的探索精神和堅(jiān)持不懈的努力。青年興則國家興，青年強(qiáng)則國強(qiáng)。同學(xué)們，祖國的未來肩負(fù)在你們的身上！

學(xué)生感到自豪和激動(dòng)，紛紛有一種想要投入科研事業(yè)，投入祖國建設(shè)的熱情。

師：但目前關(guān)于EM引擎還存在很多的爭論，有人認(rèn)為EM引擎違反物理學(xué)的動(dòng)量守恒定律，是不可能實(shí)現(xiàn)的。那么，EM引擎的原理是什么？究竟能否為人類所用呢？這一問題留給同學(xué)們課下了解，下節(jié)課我們一起交流探討。

通過大事件或物理新理論對(duì)高中物理教學(xué)進(jìn)行擴(kuò)展，可以幫助學(xué)生形成探究與創(chuàng)新意識(shí)，改變對(duì)物理的學(xué)習(xí)態(tài)度，幫助學(xué)生形成用心學(xué)物理、懂物理、愛物理的學(xué)習(xí)態(tài)度。在教學(xué)中引入科技前沿的科學(xué)大事件，不僅能讓學(xué)生了解國家發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情，更能將情感、態(tài)度與價(jià)值觀深入到教學(xué)中，使學(xué)生更深刻地理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境。

4 小 結(jié)

綜上，體現(xiàn)物理課程價(jià)值的主要途徑是教師將物理核心素養(yǎng)融入課堂教學(xué)中。這就要求高中物理教學(xué)要將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作為教學(xué)重點(diǎn)，關(guān)鍵是要培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣，提升學(xué)生的思維能力，以增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)與創(chuàng)新能力；引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)與實(shí)際生活結(jié)合起來，體驗(yàn)物理理論與思維在實(shí)際生活中的積極作用，領(lǐng)悟到物理貼近于生活并應(yīng)用于社會(huì)。這就要求我們教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、理念和方法，以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為核心目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生個(gè)體知識(shí)的構(gòu)建和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展；要求教師具備物理核心素養(yǎng)能力，通過語言和行為潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)；要求教師更加深入地研究課程，清楚所授課程中所蘊(yùn)含的科學(xué)思想和方法，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)鮮活、真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略物理學(xué)的價(jià)值，通過體驗(yàn)研究物理問題的科學(xué)精神，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

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