核心素养下高中物理教学设计优化的关键环节探究

黄子康

一、物理核心素养的主要内容

就《普通高中物理课程标准》（2017）的相关内容来看，对于物理学科的核心素养界定主要有四个方面，即物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。

1.物理观念 所谓物理观念就是培养学生以物理视角来对于物质、运动、相互作用、能量等知识能够获得更为专业化的认识，能够以物理的眼光来看待这些生活中的事物，物理概念和规律主要是在头脑中对于这些现象和相关知识进行提炼和升华，能够对于这些现象进行解释说明，也能够使用物理知识来解决实际生活中遇到的一些问题和疑惑，就物理观念来看，主要包括物质观、运动观、相互作用观、能量观等。学生掌握基本的物理观念是他们认识世界和其中的事物和现象的基础，而要使用物理知识来解决实际的问题，则需要更高层次的物理观念，这是物理课程教学的核心。

2.科学思维 科学思维是一种思维模式，是以物理学视角针对客观事物的本质属性、内在规律和相互关系的一种认识思维，是以事实为基础的，并在脑海中构建抽象概率的理想模型的过程，在科学思维中，主要应用综合分析和推理论证的方法来实现思维过程的建立，立足于相应的事实依据来对于不同观点和结论进行思考、质疑和论证，并提出有效的认识和间接，科学思维包含了模型构建、科学推理、科学论证以及质疑创新等要素。

3.科学探究 科学探究的主要定义是在相应的物理问题基础上，提出相应的猜想和假设，并设计实验和制定方案，获得有效的信息处理能力，根据事实依据来进行解释说明，通过探究过程和结果中的交流、评估以及反思等，解决问题，提出合理建议。在科学探究中，相关的组成要素包括问题、证据、解释以及交流等。

4.科学态度与责任 有一个科学的态度和责任是进行科学学习的关键，具备一定的科学态度和责任对于学生今后的问题认识以及工作态度和方法的采取等都具有一定的积极作用，就上述的物理核心素养的主要内容来看，相关的核心素养之间是相互关联的，物理观念形成一般是在学生科学思维以及科学探究中实现逐渐提高，随着对于科学本质的认识和了解不断深化，科学态度和责任也得以逐渐确立起来，养成科学思维是物理观念的进一步深化发展，对于促进科学探究能力的提升也具有重要作用。

二、核心素养下物理教学设计研究现状

现阶段，学科素养研究成为新时期课程教育的主流研究方向之一，目前，很多教学专家、教育研究工作者都在积极探索基于核心素养的物理课程教学研究的有效对策。针对物理核心素养的研究主要集中在以下几个课题上：物理和核心素养指导下不同课型的教学研究、核心素养下物理各要素的培养途径研究、物理核心素养在高考中的具体体现、物理核心素养中某一课时的教学设计等等。

针对物理学科核心素养的相关研究课题的研究中，相关学者进行了大量的研究，形成了很多有效的研究成果。比如华东师范大学陆永华针对物理核心素养为目的的电磁感应部分的教学策略，研究电磁感应教学设计和实施策略，四川师范大学庞茜针对高中物理教学中核心素养培养现状以及问题进行分析，根据高中物理的自习、问题提出和讨论、成果展示等进行教学设计分析，注重培养学生的学科核心素养。

综合相关学术研究中的研究成果来看，学者们关于高中物理学科的核心素养培养和研究主要是通过某一章节的物理知识开展教学设计研究的，以小见大，探究在章节物理知识的教学中，有效应用物理教学设计的对策，注重物理教学活动、教学设计、教学创新，切实提升教学实践水平。

三、核心素养下的高中物理教学设计要点

就高中物理教学的设计工作来看，教学设计的关键关节是要做好对于课程和素质教育的有效融合，强化核心素养在高中物理教学设计中的渗透教学，做到核心素养教育渗透到物理教学的方方面面，为培养学生学科核心素养奠定有效基础。

1.核心素养下的教师观 在核心素养的教育背景下，高中物理课程中，需要教师从知识本位转移到观念建构上，对于教师提出了更高的要求，需要教师自身首先进行相应的观念转变以及教学定位转变。

首先，教师要重新审视师生关系的构建，教师要注重将自己从知识的传授者逐渐转变为学生学习的引导者以及合作者，教师在物理课程教学中能够提出自己对于课程知识的理解，但是需要立足学生的角度思考分析，保证课程设计能够满足学生的学习能力培养需要，强化学生自主学习能力培养，注重激发学生学习潜能，提升物理课程教学水平。在相应的教学中还要做到因材施教，尝试应用不同的课程教学方法，促进对于相关教学问题的有效解决。教师还应该是教学的研究者，在物理教学过程中，教师需要兼顾各方面的问题，及时根据学生的反馈明确物理教学中存在的问题，并能够不断进行反思总结，不断优化教学设计，提升教学设计水平和质量。而在课程的具体实践中，教师又称为了课程建设者和开发者，在教学改革中要明确自身的主体作用，根据物理教学实际以及学生学习需要进行物理课程开发。教师要善于创新教学方法，真正帮助学生提升解题效率，如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，它的斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑。关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答，有如下四个表达式。要判断这四个表达式是否合理，你可以不必进行复杂的计算，而根据所学的物理知识和物理方法进行分析，从而判断解的合理性或正确性。根据判断，下述表达式中可能正确的是（ ）？

这里就可以采用特殊值代入法进行计算，当θ=0时，压力为mg，AB错，当m远大于M时，压力趋于零，非为负，C错。通过特殊数值的带入，能够快速计算出正确答案，把握相关物理状态在特殊状况下的变化情况，大大节省了解题时间，这是基于学生解题需要传授的一种有效的解题方法，在教学中，针对哪些试题可以采取特质代入来降低难度和节省时间，教师可以为学生讲明。

此外，教师的教学行为也需要进行改编，在师生关系的处理上，教师要做到平等对待学生，注意给予学生充分的尊重和民主，要学会欣赏学生、鼓励学生，营造一种积极向上的学习氛围，强调教学相长，不断完善自身的物理教学能力，构建有效的课程教学体系，促进教师之间的竞争合作。实施高中物理课程对于学生核心素养的培养，也需要学生不断强化信息素养、跨学科素养以及创新素养的有效培养，才能保持自身教育的先进性。

2.核心素养下的学生观 在高中物理教学中培养学生的核心素养，要求学生在学习中要成为成长的、发展的人，教师要明确学生身心发展的特点，意识到学生巨大的内在学习潜能，并且有信心每一位学生都能够获得身心健康发展，都能成功，在具体的教学中也能够按照学生的身心发展规律来进行课程教学设计。

教师更要明确学生之间是有差异性的，因此，作为基础和前提的学生基础教学就需要教师能够重视差异性，因材施教，在教学中要体现个性化教学，促进学生个性化发展。在学习中，教师要善于引导他们积极自主的去获取知识，进行独立思考，能够提升学习主动性，让知识的传授和灌输过程变成学生自主的知识获取过程。

3.注重教学方法和形式创新 在核心素养背景下，高中物理课程教学要注重不断进行课程改革和创新，积极推动课程的创新发展，以新型的教学形式和方法来激发学生学习兴趣，促进学生自主进行探究学习，提升物理课程教学成效。在具体的课程教学中，教师可以利用思维导图法、情境创设法、小组合作学习法、实验法等进行教学实践和创新，通过有效的教学方法和形式创新，让学生能够在教学中获得知识积累和能力提升，培养学生核心素养。例如，根据核心素养要求，需要培养学生的科学思维能力，教师要帮助学生构建完善的课程教学框架，就需要不断在课程教学中进行思维导图应用，引导学生构建完整的思维框架模型，如下图1所示，为电磁感应章节的思维导图，通过有效的思维导图构建完整的知识链和框架，能够让学生构建比较完整的思维模型，培养学生学科核心素养。

四、核心素养下高中物理的有效教学策略

1.注重课程教学改革推进，体现理论联系实际 作为高中物理教师，应该对于学生核心素养发展的教学目标体系构建有比较前沿的信息和深入的思考。并积极从课程改革的核心问题出发，从体现素养发展的课程教学目标体系，教学组织方式与学生素养发展层级的关系，高阶能力作为目标的教学等三个方面进行探究，并结合实际教学案例解读教学目标体系的构建与实施。

例如，在《电动势》课程教学中，物理老师从播放一段广告视频开始，通过不同种电池的图片，让同学们观察电池上标注的电压各有不同引入新课。通过两次探究活动，帮助学生了解电源的作用、电路中能量的转化、电源的功能是什么。通过类比和对比的方法，得出电动势的概念。接着以实验为基础的物理学科特点，通过发电机、抽水机模型，原电池等实验的展示突出学科特点，展现了物理学科核心素养和科学思维，通过推理，论证，类比等思维方法逐步建立起电动势的概念。通过有效的教学环节处理，注重细节教学，充分考虑到学生理解的层次问题，步步推进，例如：电容和电源的对比、电源和抽水机的功能对比、原电池和水果电池电压的对比探索。

2.优化教学设计，注重教学创新 在高中物理教学中，教师要紧紧围绕物理学科的核心素养，精心设计教学案，教学目标明确，重点突出，针对性强。通过细致分析或者系列演示实验，引导学生进行自主、合作、探究，培养学生的动手操作能力和严谨的科学态度，真正体现学生主体地位；在选题上注重层次，能够引导学生由浅入深、层层递进进行分析，扎实掌握课堂内容。通过对课堂教学模式、课堂教学内容的选择、课堂教学手段的使用等方面进行有效探索和实践，可促进今后课堂教学的不断完善，同时让学生在参与中获得自身学科核心素养培养。例如，物理教师就高中物理选修3-1《闭合电路欧姆定律》为教学内容进行授课。课上，教师首先对于相关的教学内容进行了演示，并积极组织学生进行小组划分，让学生也进行实验的动手操作，小组成员要相互配合，共同完成任务，整节课上，教师实验演示得当，使教学直观了当，具体形象。自主实验更是激发了学生探索的激情，学生实验能科学合理地进行分工合作，合作交流共同解决问题。通过合理的时间分配，详略得当，重点突出，难点攻破。学生们通过合作学习更深刻的掌握了相关的物理知识，学生课堂参与度高，课堂氛围活跃。此外，在课程整体过程参与中，学生的合作意识、动手能力、协调能力、创新能力、交际能力等等都能够得到不同程度的培养，对于进一步提升课程教学的有效性，培养学生核心素养具有重要作用。

总结：现阶段，高中物理课程也是高考的主要科目之一，物理课程相对于其他课程来说，其对于学生逻辑思维、逆向思维、空间思维、抽象思维等思维能力要求比较高，在具体的课程教学实践中，必须要进一步加强高中物理课程教学设计工作，切实提升整体课程教学中对于学生核心素养的培养和锻炼，不断提升高中物理课程教学质量，促进课程教学改革创新和发展。