借助信息化手段落实高中物理核心素养之科学思维和科学探究

任厚宝

信息技术已应用于社会生活的各个领域，信息化教育工具应用于物理教学，不仅能显著增强教学直观性、趣味性，还能有效提升学习质量，教师应该科学并恰当运用信息技术，从而发挥其强大的教育功能和作用，实现学生核心素养的培养与信息技术的有效融合。本文通过借助PPT演示文稿软件显化模型建构的过程及借助微课视频创设实际情境进而培养学生科学思维的素养，通过借助数字化实验室平台突破教学难点及借助新媒体技术开展高效的物理实验进而培养学生科学探究的素养。

一、传统教育下核心素养落实的困难分析

学科特点：高中物理知识抽象性、探究性、逻辑性很强，传统教育背景下，教师讲学生听，教师抽象性的语言将抽象性的物理知识变得更加抽象，学生理解起来有难度。而科学思维要求学生能够建立基本的模型，具有科学推理能力，具有科学论证能力，具有质疑创新能力，科学探究要求学生能够提出问题，寻找证据，对自己的想法进行解释，在探究过程中进行交流。学生学习起来吃力，所以渐渐地他们便失去了学习的兴趣，在学习中被动学习，只是接受教师的各种知识，缺乏提出问题、解决问题的能力。

教师方面：在传统的教育背景下，教师更强调学生学会知识，所以在学生综合能力的培养方面，缺乏一定的认识，并没有将核心素养的培养放在重要的位置上，在课堂上学生的主体地位没有明显地体现出来。教师简单地讲，学生简单地听，并没有给出学生质疑批判，提出创造性见解的机会，学生的思维处于被动，核心素养的培养更无从提起。

学生方面：物理这门抽象性、逻辑性很强的学科，学生学习起来本身就很吃力，教师在课堂上简单的讲解，以理论为主，学生听到的全是物理基础知识，提不起学习的兴趣，自然不会产生质疑和探究。另外，在传统教育背景下以及各地经济条件的限制，学生很少能够看到动画模拟、图片、音频、视频等趣味性因素，他们在课堂上参与的积极性、主动性不高，主观能动性并没有得到发挥，所以在核心素养培养的过程中不尽人意。

二、借助信息化手段落实高中物理科学思维和科学探究素养培养的教学实践与研究

（一）借助幻灯片演示文稿软件，显化模型建构的过程，培养学生科学思维的素养

高中物理知识点繁杂，遇到一些重难点的知识时，需要通过建模帮助学生解决，同时建模的过程也是学生思维发展的过程，为了真正培养学生的科学思维，教师应该通过信息化教学落实学生的模型建构的能力，進而培养学生科学思维的素养。

例如：在《力的分解》的教学中，教师可以利用幻灯片演示文稿软件首先展示一个小男孩自己拉着书包上学的图片，这时教师引导学生们观看这一图片，教师提出问题：小男孩拉书包的力是朝哪个方向的？以问题为驱动启发学生展开思考，同时，教师再提出问题：这个力我们能够进行合理的分解吗？将这个拉着的书包所受到的所有的力清晰地展示出来，这时教师将课堂交给学生，让学生建立物理模型，对这一例题进行有效的分解，以任务为驱动，让学生积极思考并进行小组讨论，让学生自主建立物理模型。当学生讨论完之后，教师利用幻灯片演示文稿软件给学生直观地展示物理模型，促进学生理解力的分解的相关内容，通过信息技术构建物理模型，更加直观，更加有效，同时还能够以图片、线段等等，使得物理知识更加明了有趣，有利于提高教学质量，促进学生理解知识，发散思维，促进学生科学思维素养的培养。

（二）借助微课视频，创设实际情境，培养学生科学思维的素养

物理知识与生活息息相关，为了促进学生更好地理解抽象的物理知识、物理概念、物理定理和定律，教师可以在课堂上借助微课展示一些生活中的实例引导学生。微课以视频为依托，在当代教学中发挥着重要作用，教师在课堂上通过动态的教学过程，将物理知识与生活的联系展示给学生们，促进学生理解，培养学生的科学思维。

例如：在《超重和失重》的讲解过程中，为了让学生真正理解失重在生活中的存在，教师在课前拍好视频。首先教师在电梯里放上一个体重秤，请一位同学站在秤上，这时让电梯开始运行，之后教师将镜头直接指向体重秤的示数。在课堂上，教师将这一视频展示给学生们，并且将这一镜头放慢，这时学生们仿佛身临其境，让每个学生在课上根据这一生活情景，谈一谈自己的想法。这时课堂在学生你一言，我一语的讲解过程中活跃起来，学生对于失重和超重的理解也更为深刻，他们的思维得到发散，思维能力也得到了有效提升，更促进了学生科学思维素养的培养。

（三）借助数字化实验室平台，突破教学难点，培养学生科学探究的素养

实验室物理教学的基础在信息化时代背景下，培养学生的科学探究素养，借助数字化实验室教师要积极研究并依托信息化技术开展物理教学，让每个学生真正地融入科学探究中，提升创新创造能力。同时，在不断的探究中，也真正让学生认知物理概念，建立物理模型，在不断推理中提升综合能力。实验是物理的基础，但是有些实验不易测量，或是效果不明显，处理数据的过程过于繁杂，不但影响了上课进度，还影响了实验的效果。通过数字化实验室的运用，能够帮助学生们更好地进行数据的分析和整理。例如可以通过传感器将其转换为电信号，融入到电脑系统中，最后通过系统的一系列的处理，以表格和图像的形式将实验结果显示出来，这样既能够简化实验过程，还提高了课堂效率，同时还能真正实现学生科学探究能力的培养和实验能力的提高。

例如：在《牛顿第三定律》的教学过程中，本节课的教学重点及难点就是让学生真正体会并理解作用力和反作用力，大小相等、方向相反的规律。方向相反，这一特点其实很好理解，学生也更容易接受。在大小相等这一知识的讲解中，倘若教师用传统的弹簧秤对拉，这样数据不准确，还可能会导致错误。在数字化实验室中，教师可以让学生自主操作，通过两个传感器进行对拉，这两个传感器，无论是静止匀速还是加速减速，都能够让学生在计算机屏幕上了解这两个力的变化的图像，这时作用力和反作用力两种力大小相等、方向相反的特点一目了然，同时，学生们的记忆也非常深刻，有助于增强学生的科学探究能力，让他们自主操作、自主将两个力的大小进行改变，让他们在不断观察中了解实验，获取知识。

（四）借助新媒体技术，开展高效的物理实验，培养学生科学探究的素养

科学探究是核心素养的重要组成部分，教师在教学过程中应该引导学生掌握科学探究的方法，让他们提出问题，发现问题，寻找实验证据，从而真正了解物理学理论。小组合作已经成为学生学习知识、发展能力的重要模式，在信息化教学的过程中，教师可以借助新媒体技术让学生结成小组，小组成员自愿建立QQ群或是微信群，实现跨越时空的小组合作。在小组合作中，一同探究物理现象，了解物理问题，从而提高每一位学生的探究能力。

例如：在教学牛顿第二定律的过程中，教师可以让学生在课下研究出F=ma的关系，让他们通过小组建立小组群，小组成员根据自己的设想，自己动手探究，研究合力F和加速度a以及质量m之间的关系。通过建立小组QQ群和微信群，学生之间进行密切的交流，及时发表自己的看法，总结自己的实验结果。在学生们动手探究和实验的同时，学生建立在自己的理解之上，进行物理实验的动手操作，自行设计，自行探究，自行总结物理规律，有利于提高他们的自主学习能力，同时还能够真正实现创新思维的有效培养，让每位学生在活跃的思维和动手操作中了解物理概念，获得物理新知，真正实现科学探究素养的培养。

三、教学效果的评价与思考

信息化手段在落实高中物理核心素养方面发挥着重要意义。借用微课视频、幻灯片展示、数字化实验室、新媒体技术等平台为学生的学习、思考、实验、探究、交流、合作提供了平台和机会。同时，信息化教学手段的应用，也使得日常教学耳目一新，充满活力。当课堂融入图片、音频、视频、动态化实验时，能够让学生感觉到物理学习的趣味性，当知识性和趣味性有效结合时，能够让学生获得更多的快乐体验，学得更多的知识。信息化教学是一种手段，是一种工具，也是一种教学辅助。教师在教学过程中，应该科学合理地运用，有针对性地运用，以实现教学任务为目的，以学生的綜合发展为前提，科学设计，优化运用，真正发挥信息化手段的教学价值，引领学生核心素养培养，促进学生终身发展。

社会在发展，人才在进步。日常教学的根本任务不再是让学生学得多少知识，更在于学生综合素养的培养。在高中物理教学中，教师应该将培养学生的核心素养放在重要的教学位置上，巧妙运用信息技术融入更多的教学情境，优化日常教学模式，将核心素养培养与信息技术的应用深度整合，真正实现学生对知识的深刻理解，思维更具创新创造性。信息化手段不仅使得课堂大放异彩，更能够切实将物理核心素养中的科学思维和科学探究素养的培养贯穿在物理课程的设计和实施中。