指向核心素养的高中物理课堂教学实施

何文明 徐琛

摘    要：为改变当前高中物理课堂教学中存在的问题，构建指向物理学科核心素养的课堂教学，教师应将核心素养落实在课堂教学的各个环节之中。教師应以学科核心素养为导向来设置教学目标并统领教学，创设符合学生认知规律、落点于学生“最近发展区”的生活实践、演示实验、学习探索情境，设置难度适当、层次递进、指向明确的问题串，围绕核心内容开展与学生的兴趣和经历相联系、具有可操作性的学习活动，并以多样的评价方式引领学生查缺补漏，帮助学生形成物理观念、经历科学思维活动、体验科学探究，进而提升科学态度和责任。

关键词：物理课堂教学;情境创设;问题设置;活动设计;学习评价

一、当前物理课堂教学的问题

随着课程改革的进一步深化，高中物理课堂教学发生了根本的变化：从知识中心向能力导向转化，从教为中心向学为中心转化，从单一的传授式教学向合作探究学习等多种模式并存转变。但也不可否认，改进中的物理课堂教学还是存在着诸多问题。

（一）知识技能过于碎片化

教师在教学中实行零打碎敲式的知识学习和技能训练，没有很好地引导学生建立前后知识间的关联。如此，学生虽然可以应对单一的知识应用，但由于概念规律间的相互联系被隔离，很难形成系统性和结构化的知识体系，一旦面对综合性问题便束手无策。

（二）问题情境高度模型化

教师在教学过程中使用的场景往往是已经建构好的物理模型，以模型化的物理问题代替实际情境，问题指向的规律和方法往往比较明确，学生无须经过多少分析便可解答。但实际上，从实际情境到物理模型的建构过程，是一个极其重要的科学思维过程。

（三）探究过程趋向程式化

教师过多地参与活动过程，在很多环节尤其是思维活动和探究活动中全面参与，学生只作为旁观者，或者按照教师既定的步骤进行虚假“探究”，学习主动性得不到发挥。

（四）知识应用囿于习题化

一到应用环节，教师就抛出一道习题，让学生用所学的知识作答。这对学生的思维能力训练有一定成效，尤其是在短时间内提高应试能力方面有一定效果，但长此以往，将不利于提升学生分析、解决问题的能力。这种单一的解题训练，会给人带来错觉，即认为学习物理知识的目的就是为了解题，以致忽略了物理知识的其他更多更重要的功能以及物理学科丰富的内涵和文化价值，不利于提升学生的物理学科核心素养。

二、构建指向物理学科核心素养的课堂教学

《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“《课程标准》”）指出：高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养。要解决物理课堂教学中存在的问题，教师必须顺应新课改和新课标的要求，用学科核心素养引领课堂教学，让学生将所学的知识不断纳入已有的知识体系，形成系统化和结构化的知识，进而上升为物理观念。教师要利用问题、实验等思维载体，让学生经历模型抽象、分析综合、推理论证、质疑批判等环节。教师要关注科学家在科学探索过程中所凝结的科学研究方法，搭建指向问题、证据、解释与交流等探究活动的平台，让学生学习、经历、体验科学家的研究过程。教师还要以与科学相关的科学态度与责任、价值观为基础，结合具体教学内容激发学生的学习兴趣，使其端正学习态度，并关注学生认知事物能力与价值判断能力的培养。

教师应以指向学科核心素养的教学目标为导向，创设情境引入课堂，用问题引导学生进行物理建模、思维活动，以实现自主学习、体验科学探究过程，然后对学生学科核心素养的达成程度进行评价，将核心素养落实于教学的各个环节（如图1）。

三、指向学科核心素养的课堂教学实施

实施指向核心素养的课堂教学，应将核心素养落实在课堂教学的各个环节中。下面以普通高中教科书《物理》的教学为例说明。

（一）目标构建

教师应以学科核心素养为导向来设置教学目标并统领教学，改变以往以知识为主线的教学目标设置方式。

1.以《课程标准》为依据

教师应按照《课程标准》的要求，整体把握高中物理的逻辑体系和设置机制，先解读内容标准、细化目标要求，再根据学生的学习实际明确所对应的学业水平标准，最后结合教学内容，合理设计教学目标。

2.以已有认知为基础

教师要了解学生已有的知识经验和学习能力，明确学生现有的物理学科核心素养水平和通过学习需要达到的核心素养水平，找出二者之间的差距，搭建好台阶，寻找恰当的方法，以最佳路径实现教学目标。

3.以教材内容为载体

教材为教学目标的设置提供了资源，教师要挖掘教材中模块、单元及每节内容中的核心内容，提取其中的物理核心素养，并在教学目标的设置中加以体现。

案例：《质点》（必修第一册第一章第一节）教学目标设置

《课程标准》：经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。

内容标准解读：让学生在生活情境中，体会描述整个物体不同部位的运动的复杂性，在能“忽略物体的形状和大小”的前提下，抽象出质点的含义，并且知道构建这个模型的可能性和必要性;知道物体能否看成质点是由问题情境决定的，学会判断并解释物体是否能视为质点;知道质点作为一个理想化的物理模型，是物理学发展过程中的重要研究方法。

学情分析：初中阶段学生并没有接触质点和理想化模型，但在解决某些物理问题时已在有意无意中接受这方面的渗透，如“匀速直线运动”忽略实际运动中的物体速度的变化、“真空”并不意味着完全没有空气等，这些知识经验为“质点”的学习打下了一定的基础。理想化模型是学生学习物理的一个非常重要的研究方法，学好本节内容有助于后续的物理学习。

教材内容及分析：

（1）在实际情境中体会“质点”概念的可能性和必要性：生活中随处可见物体的运动，例如踢出的小球、行驶的汽车、飞翔的小鸟……由于运动物体的复杂性，人们不得不根据研究的目的进行简化。

（2）物体看成质点的情形和条件：第一种情况是物体上各个部分或各个点的运动情况各不相同，但它对研究的问题的影响可以忽略;第二种情况是虽然不能忽略物体的大小和形状，但是物体各部分或各个点的运动情况相同，整个物体还是可以看成质点。

（3）说明质点是一种物理模型：在物理学中建立理想化的模型，将其作为研究对象，是科学研究中经常采用的一种方法，质点是理想化方法的一个重要体现。

目标设置（如表1）：

（二）情境创设

课堂教学中创设合理有效的情境，对学生物理学科核心素养的提升具有关键的作用，学生可在实际情境中获得分析解决问题的本领。情境的创设应符合学生的认知规律，落点于学生的“最近发展区”，贴近学生的现实生活，有利于学生进行科学探究。

教学情境的创设可以从生活实践、演示实验及学习探究过程的各个方面展开（如图2）。现实生活场景和现象，容易引起学生的共鸣。科技前沿及所取得的成就，容易激发学生的自豪感。演示实验现象或结果往往高于学生的认知，让学生产生一探究竟的欲望。沿着科学家探究科学真理的足迹，学生可以体验科学研究的过程和方法，学习科学家坚持真理、不畏艰难、实事求是等科学态度。

案例：《位置变化快慢的描述——速度》（必修第一册第一章第三节）情境创设

情境一（源于生活）：列举多种现实生活中的速度，如跑步、公交车、子弹、火车、飞机等。

本情境源于生活，是学生熟悉的场景或常识，既体现高中“速度”概念与初中“速度”概念的本质区别，又为后续学习平均速度、瞬时速度、速度的矢量性埋下伏笔。

情境二（源于实验）：展示前一节课所学内容《位移和时间的测量》所获得的纸带（图略）。

本情境源于实验，利用前面的实验结果，引导学生认识计算平均速度的时间间隔是由问题本身决定的（计算哪一段时间的平均速度），而计算瞬时速度的时间间隔是由瞬时速度的物理意义决定的（时间间隔尽量小）。这样的情境应用体现了学习的连续性，以及前后知识间的关联性。

情境三（源于活动）：画出纸带运动的速度—时间图像（图略）[1]。

本情境源于学生的学习过程，学生以直线连接各点，形成折线形图。课堂教学中，教师可在此基础上说明物理图像的画法受物理规律的制约，作图前应先观察其“趋势”，再用平滑的曲线连接各点，从而体现物理量的连续变化。

（三）问题设置

指向核心素养的教学应以问题引领课堂，引导学生进行思维定向，并在活动中积极思考、交流，从而得出结论、解决问题。

1.设置难度适当的问题

教师应在了解学生已有的知识经验和学习能力的基础上，设计出比学生现有经验水平略高的问题，让学生能通过适当的思维活动和探究活动得出结论。

2.设置层次递进的问题

单一的问题往往跨度较大，因此，教师应采取问题串的形式设计问题，搭建层层递进的支架，降低理解的难度，引导学生逐步深入思考，从而更有效地解决问题。在解决具有内在逻辑关系的问题时，教师还要提示寻找联系的路径，引导学生将新知纳入已有的知识结构，从而构建更完整的知识体系。

3.设置指向明确的问题

教师应设计表述清晰简单、指向明确的问题，让学生能比较直观地理解要求和方向，确保学生能有效地参与学习活动，而不会因理解上的偏差导致无从下手或无效学习。此外，所设问题还要具有一定的开放性，让学生可以运用不同的角度和方法、选择不同的方案和器材来解决。教师还应体现问题的分层性，让不同层次的学生都能参与其中，并有所收获。

案例：《圆周运动》（必修第二册第六章第一节）描述運动快慢的物理量

问题1：在匀速摇动脚踏板（图略）的过程中，你认为自行车大、小齿轮边缘上A、B两点哪个点运动得快？（经观察，多数学生答：小齿轮边缘上B的点运动快）

问题2：你认为B点运动得快的理由是什么？（学生：观察可见，小齿轮转得快，B点绕中心转得快）

问题3：绕中心转得快，你比较的物理量是什么呢？（学生：在相同时间内通过的角度大小）

问题4：那么A、B两点在相同时间内通过的长度大小关系如何呢？（学生通过讨论得到结论：大小齿轮边缘上的点速度大小与链条速度大小相同，在相同时间内通过的长度相等）

问题5：我们可以从哪两方面描述圆周上的点运动的快慢？如何定义物理量？

上述教学过程并没有直接给出线速度和角速度的定义，而是在具体的情境中，在学生对描述运动快慢的物理量的已有认知基础上，以问题串形式引导学生从不同角度比较两点运动的快慢，得出不同的结论，造成认知冲突，从而逐步引出从不同角度描述圆周运动快慢所需的物理量。

（四）活动设计

教师应根据教学内容和教学要求，围绕核心内容开展学习活动，并使之与学生的兴趣和经历相联系，具有可操作性（如表2）。

指向核心素养的课堂教学要求：学习活动的主体从教师向学生转化，展示内容从静止的图片向视频、实物转化，活动形式从教师演示向学生操作体验转化，让学生经历创造性解决实际问题的过程。

案例：《摩擦力》（必修第一册第三章第二节）“测量滑动摩擦力的大小”活动设计[2]

情境：提供木块、木板、铁架台、弹簧秤、砝码、细绳。

学习活动1：讨论测量滑动摩擦力的方案，要求木块在弹簧秤拉动下在木板上匀速运动。教师或学生按照方案组合器材并演示，观察并读数。

结论：弹簧秤示数很不稳定，很难获得准确的读数。

学习活动2：学生讨论其他方案，教师给予一定的引导。重新组合器材，学生操作演示，观察并读数。

结论：弹簧秤读数稳定，能较好地读数。

本活动以学生为主体，让学生自主设计实验，在操作体验中对实验方案进行优化，创造性地解决问题。本活动注重科学思维过程和科学探究能力，对物理核心素养的提升有明显的效果。

（五）教学评价

教学评价应指向多个维度，关注过程。课堂教学评价可用以下方式进行。

1.课堂问答

课堂教学中设置有针对性的问题，引发学生的思维活动，依据学生的回答情况评价学习活动的成效。这是最为直接的过程性评价，教师依据评价结果决定继续或调整教学。

2.展示点评

教师通过巡视对学生活动中的表现或过程进行展示和点评。学生可以对自己或同伴的学习行为进行检查和反思，对自己或同伴的结论或作品作出评议;也可以通过课堂讨论环节或合作学习，对同伴的行为表现作出评价，肯定进步，指出问题，明确进一步学习的方向。

3.课堂检测

教师可以在课堂结束前进行随堂测验，评价学生是否达成相应的核心素养目标。课堂检测要求具有针对性，能够客观、及时、有效地检测学生的学习情况。教师必须及时反馈结果，让学生第一时间了解自己的优点和不足，以便在课后及时弥补。

案例：《自由落体运动》（必修第一册第二章第四节）“研究自由落体运动的性质”评价内容

（1）设计能记录自由落体运动过程的方案。（说明对实验器材和装置的要求，如重物、电火花计时器的选择等）

（2）安装实验器材并进行实验。（打点计时器是否竖直，是否离开地面足够的高度;手持纸带的位置和方向是否正确，纸带是否竖直;是否先开电源然后释放纸带）

（3）实验数据处理。（能否合理选择时间间隔，能否科学读数，是否用图像的方法直观地处理数据，是否会合理选择坐标并规范地作图）

（4）得出结论。（能否依据图像得出规律;能否用精确的语言描述结论，并与他人交流）

本案例主要涉及的评价方式是课堂问答和展示点评，教师以课堂问答的方式解释选择器材的原因，其中“阻力相对于重力可以忽略”一条，可以评价学生对自由落体运动物理模型的认识，体现对物理观念和科学思维的评价。教师以展示点评等方式，对学生实验设计的可行性、实验操作的规范性、实验数据的处理、得出结论并用精确的语言描述、与他人交流与合作的意识等作出评价，肯定其优点，指出其不足，并加以修正和优化，落实对科学探究活动以及科學态度与责任的评价。

在指向核心素养的课堂教学实施过程中，教师应关注学生已有的知识经验和学习能力，创设简单精练的教学情境，实施问题导向的教学活动，引导学生形成自主探究的意识。如此，可有效落实学生自主建构的教学过程，让知识生成，让素养落地。

参考文献：

[1][2]梁旭.指向学科核心素养的普通高中课堂教学设计案例丛书·物理[M].杭州：浙江教育出版社，2019：23，63.