核心素养导向的初中物理教学实践策略

吴志明

(江苏省太仓市实验中学，江苏 太仓 215400)

基础教育改革已步入核心素养时代,物理教学实施过程中,如何深刻理解初中阶段物理学科核心素养的内涵?如何结合学科自身特点以及初中学生的年龄特点,推进落实核心素养的培育与提升?这需要我们物理教育工作者深入思考与积极探索．

1 核心素养导向的初中物理教学架构

1.1 初中物理核心素养的要义解读

核心素养是综合性、整体性的教育目标,课程实施中各分学科都具有相对的独立性,因此需要将核心素养总目标落实到具体的学科层面．核心素养导向的初中物理教学,要求结合物理学科特点、内容、定位和学段特点,将核心素养总目标在初中物理教学中具体化、明晰化,可以理解为初中物理核心素养．初中物理核心素养是指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征的品质．[1]初中物理核心素养包括“概括理解”、“实验探究”、“实践运用”和“求实创新”四个维度．“概括理解”是学生在进行物理知识学习的过程中表现出的能力;“实验探究”是指学生在观察、实验和科学探究过程中表现出的能力;“实践应用”是指在应用物理知识解释自然现象和解决实际问题过程中表现出的能力;“求实创新”是指学生在学习与问题解决中要有证据意识,能够合理地进行知识迁移以期有新的思考和发现,具有质疑和实证、知识迁移的能力．[2]四个维度各自包含相应的要素,共同组成初中物理核心素养体系框架,如图1所示．

图1 初中物理核心素养框

1.2 核心素养导向的初中物理教学架构图

初中物理课程作为科学教育的重要组成部分,具有丰富的学科教育价值．它综合反映了人类在探索自然、探索世界过程中取得的伟大成果,不仅含有探索大自然的知识成果,而且含有探索者的科学思想、科学方法、科学态度和科学精神等．[3]核心素养导向的初中物理教学就是立足于学科教育教学,深入挖掘物理学内在的科学价值,理解物理学蕴含的教育意义,以学科知识为学习活动载体,通过创设问题情境、建立核心概念、学习科学方法、应用方法知识、解决实际问题、体验科学精神等物理学习过程,培育学生的核心素养,使其逐步发展并形成认识世界的物理思维品质,研究问题的实验探究方法,解决问题的科学态度能力,对待问题的求实创新精神．其教学架构如图2所示．

2 核心素养导向的初中物理教学实践策略

2.1 创设真实问题情境,紧扣核心内容实施教学

问题往往产生于真实、具体的情境之中,产生于奇异的现象与引起矛盾的说法之中,产生于对现象的深刻思考之中．创设情境的目的在于通过生动的情境,让学生发现和提出问题,唤起他们的认知思维,激发学习内驱力,使学生进入探索者的角色,经历设想、体验、实践、反思等过程,运用物理知识和方法自主开展探究活动,尝试解决问题．初中物理教学的实施要围绕核心内容展开,包括核心知识、核心能力以及科学态度．

图3 实验操作

例如，苏科版物理“气体的压强”一课的教学,首先要解决的问题是如何让学生感知大气压强的存在?如果教师直接告诉学生:我们大家都无时无刻受到大气压强的作用,并且大气的压强很大．学生对此会毫无感觉,没人会信服．如图3所示,教师在易拉罐中注入少量水,放在酒精灯上加热,待罐口出现白雾时迅速将罐口堵住,撤去酒精灯让易拉罐慢慢冷却,不一会,伴随着一声声清脆的金属弯折声,易拉罐一下、一下地被无形之手压扁了．学生兴奋,惊诧,疑惑,思考…真实的情境,真切的体验,学生迅速进入了探索者的角色．

紧接着问题是:大气压强有多大?显然,直接告诉学生1标准大气压的数值,是一种无效的教学方式．解决这个问题分两步,第1步:模拟马德堡半球实验,请班上最强壮的两位男生上来进行演示实验,尽管使了最大的力,两位男生还是没能将抽了气的两金属半球拉开,学生们直观感觉到大气压强确实很大．第2步:设计实验估测大气压的值,实验原理是什么?研究的思想方法是什么?如何测量压力、受力面积? 如何选择实验器材?师生共同围绕着核心内容展开讨论,推进教学活动．测量大气压值的实验过程,涉及的核心概念是大气压强,培养的核心能力有分析与综合的能力,实验能力,利用数学工具解决物理问题的能力等,而兴趣、态度、合作等则是重要的科学精神．

2.2 强化实验探究能力,铸造学生终身受益的品格

实验探究教学的实质是使学生通过类似科学家科学探究的经历,来理解物理概念与物理规律的本质,培养学生的科学探究能力,铸造终身受益的品格与素养．探究学习重视知识的获得过程,把学习方法和科学研究方法的获取放在重要的地位．在实验探究的过程中,学生主动参与,动手动脑,相互协作,经历失败与挫折、成功与喜悦,在不断尝试的过程中,开拓了视野,发展了能力,不仅掌握了知识,更重要的是体验到了科学探究的乐趣,理解了科学的本质,养成了良好的科学态度．

例如在“光的直线传播”教学中,教师通常安排学生实验,用激光小电筒分别照射弥漫着烟雾的空气、滴有牛奶的水和透明玻璃砖,观察光在气体、液体和固体中的传播现象,在此基础上引导学生得出结论．若教师再追问两句,就能把探究活动引向深入,学生的体验与收获就完全不同了．

(1) 光真的是沿直线传播吗?

图4

师生共同讨论设计实验方案:让光线对准三个小孔照射,如果这三个小孔是一直线的,那么就证明光线是沿直线传播的．教师让学生在光路上随机放置几个带小孔的纸板,一束光线穿过这些小孔,再将棉线也穿过小孔并拉紧拉直,如图4所示,由此证明了光线真的是沿直线传播的[4]．教师继续追问下列问题.

(2) 光始终沿直线传播吗?

一石激起千层浪，迷茫、疑惑、质疑、反驳,学生的思维被有效激发起来,尝试着进行实验探究．师生互动合作探究,教师拿出一个盛有水的玻璃缸,里面的冰糖还没完全溶化,学生打开激光笔照射冰糖水,一条弯曲的光路轨迹清晰呈现在大家眼前．再搅动冰糖水使之变得均匀,光路变成了一条直线．

物理知识是学生学习活动的载体而不是终极目标,重要的是在获取知识的同时,学生经历反思、质疑、分析、论证、批判、评价等一系列思维活动,学习了物理方法,领悟了物理思想,这些经历真正可以使学生终身受益．

2.3 借力问题解决过程,学习运用物理思想方法

心理学研究认为,问题解决是由一定的情景引起,按照一定的目标,应用相应的知识与技能,经过一系列认知活动和思维操作,使问题得以解决的过程．学习过程中,学生经常会遇到各种各样、大大小小的问题,教师要主动为学生提供面对问题、分析问题和解决问题的机会,激发他们学习的热情,培养良好的思维习惯,尝试运用物理知识与方法,借助问题的解决,促进物理核心素养的形成．

例如在“测量小灯泡额定功率实验”的教学中,在教材“伏安法”实验方案的基础上,教师根据学情进行必要的拓展延伸．

如果电流表坏了,另外提供一个电阻箱,一个单刀双掷开关,如何继续完成该实验?

图5

师生互动交流,设计了如图5所示的实验电路．在这过程中,需要明晰实验依据的原理是什么?如何判断小灯泡是否正常工作?需要测量哪些物理量?如何测量小灯泡正常工作时的电阻?这些问题的解决,运用了科学研究中一些重要的思想方法:如转换的思想、控制变量的思想、等效替代法以及反思与评价的方法等．如果教师改变实验条件,提供的是滑动变阻器和单刀开关,该如何测量?如果换成定值电阻和单刀双掷开关,又该如何测量?如果是电压表坏了,情况又如何?

“测量小灯泡额定功率实验”这个问题的变化形态有很多,教师根据教学目标和学生学习情况,可以多角度、分层级实施教学．这一典型问题的解决,让学生像科学家那样“独立尝试用各种方法研究问题”, 有利于学生理解掌握科学研究的思想方法,促进学生终身发展的行为习惯与关键能力的养成．

2.4 紧扣现代生活实际,培养学生社会责任感

新课程标准强调，义务教育物理课程应注重与生产、生活实际及时代发展的联系,加强课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系,关注技术应用带来的社会进步和问题．教学中,教师应努力唤起学生对身边生活世界的细微观察和积极关注,把握物理与生活的结合点、交叉点,挖掘生活中的教学资源,关注时代发展,把所学的知识与方法迁移到实际问题的解决之中,体验物理学习的意义与价值,树立起正确的价值观．

例如在学习“能源与可持续发展”单元后,教师安排了一个综合实践活动“调查家庭生活能源利用现状及建议”．请学生在家长的配合下,对家庭主要能源的消费结构、节能措施等方面进行调查分析,并提出相应的改进建议．

首先,学生对日常消耗的主要能源进行分类,排在第一位的是家用汽车的耗油量,接着是家用电器的用电量、管道天然气,少数家庭使用太阳能热水器;其次,调查家庭中已经使用了哪些节能环保产品,如LED节能灯,能效1级、2级的家用电器等;再查看家庭成员平时在节能方面的一些生活习惯,例如是否让电视机通电待机,调节空调温度的高低等;最后有针对性地提出改进建议和措施．在调查的基础上,教师组织学生对这些数据信息等进行分析统计、讨论评估,提出可行的改进方法和建议．

这样将物理学习与学生生活、社会发展的热点问题紧密联系起来,实现物理知识方法的迁移应用与融合,体现了物理学科教育在立德树人中的积极作用,有利于培养学生的社会责任感．

培育学生核心素养的落脚点在日常学科教学之中，以核心素养为导向是教学发展改革的大方向,我们每一位从事物理教学工作的教师,都应转变观念,加强研究,积极探索落实核心素养的策略方法,担当起学生核心素养发展的转化者和促进者．