基于核心素养的高中物理教学研究

黄晓标

修订后的《普通高中物理课程标准》指出：物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。高中物理课程旨在促进学生“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”等核心素养的形成和发展。物理学科核心素养已成为中学物理教育的热点，也是落实立德树人、深化基础教育课程改革目标的关键要素。

培养学生的物理核心素养和关键能力，是今后一个阶段我国高中物理课程的价值所在。这些培养目标的实现，都依赖于基于核心素养的高中物理教学研究，只有在高中物理教学过程中，着力核心素养的有效培养，才能让学生真切感受物理的思想方法，才能真正提高高中物理教学质量。本文从以下六个方面谈谈基于核心素養的高中物理教学研究。

一、研究高中物理核心素养的构成和分解

高中物理核心素养由“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”等四个方面构成。课标中阐述其内涵为：

1.物理观念：从物理学视角形成的关于物质、运动、能量和相互作用等基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，是运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。

2.科学思维：从物理学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，对物理学中基础理论、理想模型和经验事实之间关系的理解；是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。

3.实验探究：具有科学探究的意识，能在真实情境中提出物理问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。主要包括问题、证据、解释、交流等要素。

4.科学态度与责任：在认识科学本质，理解科学、技术、社会、环境（STSE）的关系基础上形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任心。具有学习物理探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的探索精神，独立思考、敢于质疑和善于反思的创新精神，以及保护环境、推动可持续发展的责任感。能尊重自然、遵守科学伦理和道德规范，主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等要素。

上述物理核心素养应该合理分解到高中物理课堂教学的各个环节中去，才能逐步得到实现。

在物理教学中，不断地渗透物理思想及研讨问题的方法，使学生形成一个好的学习习惯，对学好物理将起到重要作用。在探究的过程中，要渗透物理思想的方法。如：建模方法、对称性原理、数量级估计、量纲分析、转换法、科学推理法、图像法、控制变量法、类比法、等效法等。

一个轻松愉悦的课堂，老师能不断地给学生创造展示的机会，并对学生的赞赏和鼓励毫不吝啬，最终达到的目标就是，在老师的引导下，学生通过自主的探究，不仅能完成常规的学习任务，还能找到新的解决问题的方法，最终体现学生的主体地位。通过适当的引导或者是指点，真正把学习和创造的空间留给学生，实现兴趣的延续，培养创新思维习惯。

想通过一节课就培养出学生的创新能力和创新精神是不可能的，但只要坚持每一节课都为学生创新思维习惯的养成做点滴的积累，这种能力和精神是可以逐渐养成的。

二、研究高中物理课堂教学高效率

高效的物理课堂，应该以尽可能少的时间、精力和物力投入，取得尽可能好的教学效果。尽可能好的教学效果可以从以下两个方面来体现：一是效率的最大化，也就是在单位时间内学生的受益量。主要表现在课堂容量，课内外学业负担等。二是效益的最优化，也就是学生受教育教学影响的积极程度。主要表现在兴趣培养、习惯养成、学习能力、思维能力与品质等诸多方面。

高效的物理课堂至少在教学时间、教学任务量、教学效果等三个要素方面有突破，概括为：轻负担，低消耗，全维度，高质量。其基本特征是自主建构，互动激发，高效生成，愉悦共享。评价课堂高效，一看学生知识掌握、能力增长和情感的变化程度；二看教学效果是通过怎样的投入获得的，是否实现了少教多学；三看师生是否经历了一段双向激发的愉悦交往过程。

高效课堂是有效课堂的最高境界，高效课堂基于高效教学。那如何实现高中物理课堂教学的高效呢？

首先，要想实现对课堂教学的高效管理，离不开课下的认真备课。这里所说的备课，不仅仅是备出一堂课的重难点，更为重要的是备出学生可能的反应及应对措施。

其次，重视课堂导入。教师先进入角色，让学生的情绪及时地从放松喧闹的课间转换到严谨安静的课堂教学上来。导入活动，可以引起和保持学生的有意注意，加深对学习目标的理解。对学习目标理解得越清楚、越深刻，后继学习的自觉性、主动性越强，完成学习任务的愿望越强烈。物理知识具有很强的实践性，与生活实践联系紧密，这些都能让教师通过巧妙的设计，将导入新课变得生动、有趣，激发学生强烈的求知欲。

随后，教学内容的设置和教学速度的控制。课堂教学的内容是教师讲授的主旨。传授的多寡，要符合学生的认知结构，完整地构建新知纳入旧知的阶梯，言简意赅地阐述知识的精华。教师在讲授教学内容时，在驾驭和处理教材时，要做到突出重点、抓住难点，做到有放有收、详略得当。要引导学生去主动探索和概括知识的规律，并在思维的训练和能力的培养上，既有知识的连贯性与覆盖性，又有内容的阶段性和章节性，做到有层次、有章法、有主次、有坡度、有创新，不断激发学生的积极思维和强烈的求知欲望。在讲授教材内容时，还应有一定的感情色彩和“节拍”，声应抑扬顿挫，神应庄重典雅，使声神融会，相得益彰，做到随境而迁、因人而异。如讲到重点时，加强语气声调，满腔韵致激情；讲到难点时，缓和语气声调，言词委婉清晰；阐述成功经验时，语气宜庄重、生动、铿锵有力；解剖失败教训时，语气应严肃、沉稳、诚然有理。这种声情并茂、师生共鸣、教学相长的氛围场景，无疑会将知识的甘泉自然和谐地注入学生的心里。

最后，重视课堂的收尾。教师要充分注意最后几分钟的教学效果。为巩固课堂已讲授的内容，教师应抓住一个适当的机会，向学生提出几个简单扼要的问题，或是梳理、归纳，或是加深、加宽，或是配置一些临时的课堂练习。

当然，也要教学生学会课后反思。孔子曰：“学而不思则罔，思而不学则殆。”学生在学习中完成这一主动建构的重要方式是学习反思。反思既是一种思维形式，更是一种学习习惯。从学习方式上看，学会反思并非一朝一夕所能达成的，它需要教师的耐心培养，以学会真正意义上的更深层的反思。

三、研究高中物理教学提升核心素养的策略

著名心理学家布鲁纳指出，对所学知识有浓厚的兴趣是学习的最好动机。物理教学过程中，教师只有努力创设促使学生积极顺应的物理情境，设法激趣，才能诱发学生对概念和规律的探究动机。如：导入概念和规律，可以疑“激”趣，也可以情“激”趣，还可以奇“激”趣。

“能力”基于“行为”，能力的提升一定是和相關行为联系在一起的。学生探究能力的培养不可能只通过理解就能实现，学生必须经历探究的过程，“实验探究”是高中物理核心的学习行为，学生在这一行为过程中建构概念，发现规律，解决问题，提高能力。建构概念，探索规律，培养学生的科学思维和实验探究能力。

对物理概念和规律要有比较透彻的理解，就要通过具体问题的分析、解决，做到学以致用。理解、巩固物理概念和规律，要循序渐进，逐渐深入，在不断反复、不断探究的过程中逐渐建立概念，形成规律，巩固掌握概念和规律，并通过实际的运用来发展、增强学生的思维能力、分析问题和解决问题的能力。联系实际，应用概念和规律，培养学生的建模能力和解决实际问题的能力。

物理观念的建立，需要多运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题来进行。科学思维的培养，需要内化科学思维方法，多质疑，多进行批判思考，进而提出创造性见解。科学探究意识的形成，需要多在真实情境中提出物理问题，敢于猜测和假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论，养成对实验探究过程和结果进行交流、评估的习惯。科学态度与责任的养成，需要努力开发探索自然的内在动力，在学习过程中多培养严谨认真、实事求是和持之以恒的探索精神，独立思考、敢于质疑和善于反思的创新精神，以及保护环境、推动可持续发展的责任感。

四、研究高中学生探究学习的方法

最精湛的教学艺术，遵循的最高准则就是让学生自己提出问题，自觉学习。在高中物理教学过程中，要用科学的方法去指导学生的学习，把学习科学知识的方法教给学生。实际教学中情景导趣法、多维讨论法、辨析交流法、问题反思归类等方法的应用收效不错，不仅兼顾了新理念的落实，还提高了学生的能力和成绩。

学会保持学生学习物理的兴趣，培养乐思好问习惯为思维迸发奠定情感基础。教学是一种长效的劳动过程，少则半年多到两三年才会显现效果。所以构建基于核心素养高效物理课堂，我们的首要认识就是：学会保持学生学习物理知识的兴趣，为提高学生学习的效果奠定情感基础。学生在学习过程中都有疲劳期，即便实验较多的物理学习也不例外。

抓住课堂这个主阵地，构建培养学生自己探究思考的学习能力。思维比知识重要，但凡新知识学生能直接看懂的内容不讲，只留重点标注痕迹；能提示思考完成的只提示，一定让学生自己的大脑主动转起来，养成自己思考问题的思维方式；能让学生板演展示、辨析讲解的不代劳。

构建基于核心素养高效物理课堂，教师角色是课内外的清障者，是帮助学生达成学习目标及时排除障碍，这是提高实效性的有效手段，清障要准确就要关注实效演练，这是我们构建物理高效课堂中的重要环节。学生的日常作业多数是熟悉性训练，涉及知识少，面也窄，相对比较容易，还有的学生偷懒抄作业，作业成了孩子们每日撞钟的活计，无法全面发现学生学习能力上的问题。所以，作业的设计与布置需要认真研究。

五、研究开发新的高中物理实验

物理实验在概念和规律的建立过程中具有习题不可替代的作用。利用实验的直观性，可加深对物理概念和规律的记忆；利用实验的可操作性，可培养学生的创新思维；利用实验的可信性，可检验和肯定对概念和规律的认识；此外实验还可以培养学生的实验技能及学习的兴趣。利用实验，建立和巩固概念，活化和运用规律，培养学生的科学思维。

在平时的实验教学中，我们要在现有实验仪器的基础上尽可能做到一物多用，当然，这包括对现有仪器和实验进行改造，以创设出新实验。同时教师更要留心收藏一些趣味玩具，制作精美教具，以充实实验库，并在教学中加以应用。

我们身边的物品和器具是重要的实验资源。比如，利用头发和塑料尺研究摩擦起电；利用人体手臂模拟三角支架感受分力作用效果；一张纸可以研究摩擦力，研究惯性实验，研究流体压强与流速的关系；利用旧牙刷摩擦力中的对阻碍相对运动的理解等等。

只要我们用心去想用心去观察和思考，生活中处处都是物理实验室。如：夹砖中怎样巧妙抽纸条、用饮料瓶研究完全失重现象、可乐瓶乐器、用注射器演示气体实验定律、利用玩具小人上升下降研究电源电动势等等。物理实验的高境界：关注学生的好奇心，让学生激动起来。

将小球叠放在大球上，一起从高处自由下落，结果学生容易发现，小球弹出的高度竟大大超过小球自由下落的高度。通过实验研究，学生会自然感慨动手实验的好处：一样的碰撞问题却有不一样的结果。惊喜总是出于实践中，这就是学习物理的妙处。

多问为什么，避免教条主义。物理实验的探索还会产生额外的美学反响。生活中处处是物理。师生是实验资源共同开发和利用的主人，大胆地交给学生去玩实验，学生才能在诸多生活实例中发现真知，发现学习的乐趣，当好学习的主人。

六、研究高中物理评价方式的变革

根据教育部“探索基于统一高考和高中学业水平考试成绩、参考综合素质评价的多元录取机制”的精神，开展普通高中学业水平考试和综合素质评价，是今后一段时间考试招生制度改革的重要内容。

从高中学业水平考试改革内容来看，高中学业水平考试将正式被纳入普通高校招生选拔体系。高中学业水平考试分为合格性考试和等级性考试，合格性考试涵盖所有科目。因此，高中物理学业水平考试命题以及复习备考策略的研究就势必得到重视。

到2020年为止，现行高考方式仍将延用。高考理综考试试题以及复习备考策略的研究必须照常进行。研究发现，现行高考理综物理命题趋势有四个特点：突出基础性，加强思想方法的考查；注重综合性，丰富试题的呈现方式；加强应用性，注重理论联系实际；体现创新性，增强开放性和探究性。理解、推理、分析综合、应用数学、实验等五个方面的能力是考查的重点。结合题型功能，突出能力考查。选择题着重考核理解能力、推理能力；实验题着重考核实验能力、分析综合能力；计算题着重考核应用数学能力、分析综合能力。选择题增加容易试题的比例，注重基本概念、基本规律的考查，增加定性或者半定量的试题，减少和降低数学运算的要求。实验题选材注重基础性实验和探究性实验相结合。情境新颖的计算题注意设问的层次，由易到难进行设问，给不同水平的学生发挥的空间。注重基础知识，全面考查学科能力；基本概念和规律、物理过程、思想方法。

基于核心素养和关键能力的评价理念，势必融入高中物理教学过程的各个环节，包括高考和高中学业水平考试、综合素质评价等。

（作者单位：江西省教育厅教研室）

□责任编辑 吴俊军

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