探索培养学生物理核心素养的途径

周为煌

【摘要】核心素养教育是新课标背景下高中物理课堂的重点教育任务.在高中阶段培养学生物理核心素养，能达到为学生塑造正确发展观与理性精神的教育目的.本文以提升学生物理核心素养为目标，以物理课堂为教学的主阵地，结合鲁科版高中物理教学案例，简要分析在高中物理课堂教学中落实核心素养教育的意义、原则和有效策略，旨在优化高中物理课程建设，提升整体课程品质.

【关键词】核心素养;高中物理;课堂教学

物理核心素养教育是学生在物理学科学习探索过程中逐步萌生科学发展观念，塑造物理学科品格与能力的重要过程.培养学生学科核心素养是新课标背景下师生的全新刍探方向与学习诉求.学生学科能力的发展取决于其物理核心素养教育的程度.因此，教师在物理课堂上需将培养学生核心素养作为教学的首要目标，精准定位每课教学中核心素养的教育要素，启迪学生素养思考，助力学生全面发展.

1 培养学生物理核心素养的积极意义

1.1 树立科学发展观念

在高中阶段培养学生物理核心素养，有助于学生树立科学的发展观念，促使学生以科学的眼光看待问题.核心素养中的物理观念是解释生活物理现象规律的客观概念.科学探究、科学思维等能力培养则以学生科学观念的建立为前提.落实核心素养教育，能有效带动学生认真思考，促使学生自觉形成科学发展观，正确看待生活中的科学现象，借助物理科学造福生活.

1.2 培养学生理性精神

培养高中生物理核心素养能促进学生理性精神的塑造.理性精神是驱使学生在价值选择和问题面前立足实际、集体利益展开考量，减轻个人偏见或情绪对行为的影响.物理科学属于客观存在的自然规律，其知识求索的本质在于客观论证.学生能在科学探究、科学思考、学习物理观念的过程中逐渐形成理性的精神品格，对事物的发展保留客观的判断.

1.3 助力学生全面发展

学科核心素养是中学生六大核心素养的细化分支，是独具学科特色的，学生成长与发展必备的能力品质.物理核心素养是学生全面发展的重要构成部分.因此，落实物理核心素养教育能为学生全面发展提供先决性条件，能为学生长远发展提供不竭动力.

2 课堂上培养学生物理核心素养的基本原则

2.1 可视化原则

物理核心素养教育需遵循可视化原则.可视化主要体现在抽象物理观念的可视化、实验探究步骤的可视化、实际问题解决思路的可视化等.物理自然规律具有一定抽象性，而科学探究步骤具有一定流变性.将观念规律、探究步骤可视化，能有效减轻学生理解负担，增强学生理解能力，帮助整合学生的探究思路，便于学生生成学科知识体系，促进核心素养内化.因此，可视化原则能使核心素养教育产生事半功倍的效果，是核心素养教育中不可或缺的教学原则.

2.2 主体性原则

主体性原则要求学生在核心素养教育中占据课堂的主体地位.学生是受教育主体，学生的课堂参与、配合程度将对核心素养教学效率产生直观影响.调动学生主观能动性，使学生在课堂上拥有更多主动学习、主动探究的机会.如此，能有效锻炼学生物理能力品质，助力学生积极学习情感的萌生，促使学生素养教育得以深度落实.为达此目的，教师在实际教学过程中遵循主体性原则，强化学生学习主体意识，以主体性原则为首要教学设计原则[1].

3 高中物理课堂培养学生物理核心素养的策略

物理学科核心素养涵盖物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任共四个教学方向.四个教学项目既相对独立，又和谐统一.教师在实际教学中可以结合课堂教学内容分层探究四维课堂素养的教育策略，构成完整的课时核心素养教育目标整体.

3.1 活用信息技术，培养学生物理观念

物理观念可以解释为：人立足物理学科角度，对物质运动、作用、能量转化产生的科学认知.换言之，物理观念由物理知识概念和自然科学规律构成，是学生学习物理的基础性常识.掌握正确物理观念的学生能在科学探究、学习过程中生成正确的预测、计算或判断.物理观念素养具备一定抽象性特征，为使学生突破理解困难，教师可以选择信息助学工具融入课堂，以图文并茂的方式生成物理模型或思维导图，借此帮助学生建立形象思维，深度理解物理概念或科学规律.教师可以选择微课程视频，借助视频动态展现物理物质之间的动态变化，帮助学生理解过程性内容；教师可以借助电子化思维导图、图文教学材料辅助教学，以平面、点、线、位置等方式表达物理观念要素的内在联系，借此帮助学生理解概念性内容.如此，学生能轻松解读物理观念，树立科学认知，切实落实核心素养教育，为其他素养教学打下坚实的认知基础[2].

例如 在鲁科版高中物理必修一“位移变化规律”教学活动中，本课涉及物理观念为“匀变速直线运动的时间关系s=12v0+vtt”，旨在通过前期实验数据的变化对比帮助学生发现匀变速直线运动中各个变量之间的变化规律，促使學生理解本课知识概念，为后续教学打好认知基础.教材内容在解释位移变化时采用位移数字生成的条形统计图和折线统计图来展示物质位移的变化规律，供学生参考、理解.教师可以借助信息技术展现同一物体匀变速直线运动的变化过程.教师因此找到“打点计时器与小车实验”微课程视频，视频中以慢动作播放的形式向学生清晰展现小车匀变速的运动过程，学生能借助动态物体运动中生成的数据轻松转化为教材中较为抽象的统计图变量，进而提升学生读图识图、抽象理解能力.借助信息辅学工具，学生能轻松理解本课物理知识，落实核心素养教育.

3.2 优化课堂任务，培养学生科学思维

科学思维是一个抽象概念，是人在科学探究过程中累积有益经验，最终形成的抽象性、客观性思维，是基于科学事实和客观证据对事物发展形成的观点或结论.科学思维在物理学科中又可以分化为模型思维、推理思维、论证思维、质疑思维等.在高中物理课堂，教师可以巧设课堂任务，助力学生多元思维得以充分锻炼.教师可以设计模型、设计任务，请学生将脑海中建立的科学模型以绘图的形式简单表达出来，并相互对比讲解，比较差异并达成共识，提升学生对物理思维的整合能力；教师可以为学生设计推理类问题，请学生大胆猜测实验结果、鼓励相互质疑、实验探究，生成实验结论并以实际结果进行对比，验证个人观点.如此，能落实科学思考素养教育，使学生多维科学思维得以充分培养[3].

例如 以鲁科版高中物理必修二“科学验证：机械能守恒定律”一课教学为例，本课教学重点在于：让学生借助实验验证机械能守恒定律，接受“机械能守恒”这一客观事实.教师为锻炼学生科学思维，可以在课前阶段为学生布置课堂任务如下：

（1）假设一个物体落地后回弹，这一过程中机械能会转化为哪些能量？尝试通过绘图的方式解读.

（2）以小组为单位展开实验探究活动，实验前讨论：预测实验会出现哪些结果？预测的依据是什么？

（3）分别记录预测观点，展开科学实验探究，记录实验结果并进行对比分析.借助前后对比分析实验误差的因素、观点的正误，最终达成小组共识.

上述教学问题分别对应学生模型思维、推理思维、论证思维与质疑思维品质的培养.在课堂任务的辅助作用下，学生能轻松落实科学思考素养吗，助力科学思维发展.

3.3 布置实验活动，培养科学探究能力

科学探究能力可视为学生在物理学科学习过程中独立解决学科疑问的一系列过程，包括提出问题、做出假设、寻找论据、实验操作、汇总思路、解决问题、协同学习等.科学探究具有简化、有效的流程与步骤，能直击问题的本质，帮助学生快速打开学习思路，解决实际问题.科学实验是高中物理课堂教学中科学探究能力培养的主阵地.教师可以借助教学中的实验探究课程培养学生科学探究能力，促使学生掌握完备的科学探究思路，能独立设计科学实验探究步骤.教师可以将学生分为若干学习小组，请学生以组为单位展开探究流程设计，以集思广益的方式完善小组科学探究思路，逐步形成固化探究模式；教师可以为学生小组设计探究任务，请学生自主分工，合作完成实验步骤，记录并汇总实验结果，分析实验结论.如此，能缩减学生实验所用时长，减少实验疏漏，提升课堂探究的有效性.实验活动能为学生提供丰富的科学探究契机，助力学生科学探究素养得以进一步发展[4].

例如 在鲁科版高中物理必修三“科学探究：电容器”教学活动中，本课教学重点在于回顾历史著名的费城实验“莱顿瓶”结构，分析生活中常见电容器的充电、放电原理.教师可以将学生分成若干学习小组，请学生小组借助电容器、直流电源、电压表、单刀双掷开关等实验工具展开电容器充电、放电实验，借此探究电容器充电、放电规律.学习小组可以借鉴教材中的实验流程，自主进行小组分工、实验步骤设计、器材整理、结果预测、实验探究、汇总数据、分析成果等过程，亲历实验探究的完整步骤.完整的实验操作能予以学生科学探究方面的启示.学习小组在实验中相互补充，交流经验，能进一步开发学生科学探究能力，提升核心素养.

3.4 拓展物理文化，培养学生科学态度

科学的态度与责任是学科教育对于学生情感层面的要求.该核心素养要求学生能在了解知识内容的基础上形成理性求真、严谨务实的科学态度，促使学生能正确看待客观规律，遵守科学道德规范，产生学习物理、造福世界的责任意识.科学态度与责任是学生学科精神品质的构成部分，教师可以借助物理学文化及其发展史增强课堂的情绪感召力，促使学生解读物理发展史，认识到物理发展对于人类社会发展的重要推动作用，进而对物理学科学习产生使命感与责任感，能尊重物理科学成果，严守科学道德底线，形成求真、持恒的科学态度[5].

例如 以魯科版高中物理选择性必修一“弹性碰撞与非弹性碰撞”一课教学为例，本课教学内容旨在探究弹性碰撞与非弹性碰撞产生的能量变化特点（如：弹性碰撞公式为v1′=m1－m2v1m1+m2，v2′=2m1v1m1+m2）.为调动学生课堂探究兴趣，培养学生良好的科学态度与责任，教师为学生细化讲解教材中出现的“牛顿摇篮”的原理及其创造背景.学生经教师科普后得知：牛顿摇篮始创于1960年，其创作者伊丹·马略特的初衷为清晰展现弹性碰撞的桌面演示道具.教师从牛顿摇篮的名称出发，细数牛顿为物理科学领域做出的贡献.学生从中获得学习认同感，能以先进科学家的探索精神为榜样，在学习中保持积极的质疑、求索态度，将学好物理与推进社会发展联系起来.拓展物理文化能有效增强学生科学情感态度，促进学生核心素养的培养.

4 结语

综上所述，高中物理课堂蕴含着丰富的核心素养教育契机.教师可以结合课堂内容与教学目标分层提炼有益信息，实施教学计划，逐步落实四维核心素养教学目标.通过信息技术、课堂任务、实验活动、物理文化的微调寻找核心素养教育的切入点，使学生核心素养与知识目标得以同步落实，切实推进学生学科核心素养的发展.

参考文献：

[1]王志红，赵琦，李青，等.核心素养视野下高中物理不同课型的课堂观察研究[J/OL].西华师范大学学报（自然科学版）：1-9[2023-01-30].

[2]邹正娟.基于高中物理学科核心素养的教学策略探究[J].科学咨询（教育科研），2022（11）：215-217.

[3]杨乐天.核心素养下高中物理信息化教学策略探究[J].中国新通信，2022，24（21）：227-229.

[4]魏晓东.物理核心素养中科学态度与责任的培养路径研究[J].天津师范大学学报（基础教育版），2022，23（06）：62-66.

[5]张树彧.基于物理学科核心素养的高中物理单元教学设计探讨[J].西部素质教育，2022，8（17）：119-121.