关于学科核心素养的提升

颉琼

【内容摘要】物理学是一门抽象的自然科学，核心素养的培养是高中物理教学的重要内容，是教育界讨论和研究的热点，对学生的成长起着至关重要的作用。如何在抽象的高中物理教学中培养、提升学生的物理学科核心素养，促进教育的有效进行和学生的全面发展，本文就此方面做了如下探讨。

【关键词】高中学生  物理学科  核心素养

引言

早在2017版普通高中物理课程标准中就提出了物理学科核心素养。本课程标准明确指出核心素养和物理核心素养。“核心素养”是指学生在学习和教育过程中，逐步形成的适应个人特色的终身发展和促进当今社会发展需要的基本知识、必备品格、关键能力和立场态度等方面的综合表现。目前国内研究核心素养的人越来越多，主要集中在核心素养与课堂教育、核心素养与教学设计、核心素养与实验探究等。

高中生物理学科核心素养培养和提升：

一、物理观念外化，模型建构的培养

物理观念是指在懂得理解物理知识的基础上，能对生活中出现的问题进行解释，并解决实际问题，构建有优化结构的高中物理知识系统和强化物理知识与实践情境的关联，是物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。物理观念是物理实验和科学思维的产物，学生能否理解物理观念是能否学好物理知识的前提，也是衡量教师教学有效性的重要标准。物理观念有高度抽象概括而来，对学生物理学习的思维延展性和想象力要求较高，如物理学科中的圆周运动即指描述物理现象，惯性和内容即指反映物质内在属性，电阻即指反应物质客观性质，这三类物理概念特征具有层层递进的关系，教师引导学生理解三种不同的物理概念能使学生物理知识学习得更加系统，帮助学生真正理解物理概念的背后实质性的东西，以及蕴含的物理知识。模型建构是在物理观念的基础上，知识外化拓展的主要体现，是科学研究的常用方法。高中物理课程中的理想模型有：自由落体、简谐运动、质点、理想气体、弹簧振子、单摆、点电荷等。还有一类模型，建立在学生对物理知识物理概念良好的掌握基础之上，如行星模型是指卫星绕中心天体或核外电子绕原子旋转，都属于圆周运动，但涉及力与电的知识是高考必考内容。人造卫星的运动属于万有引力范畴，是宏观现象，核外电子绕核的运动属于电磁相互作用，属于微观现象，两者都是平方反比关系，具有物理公式中相似的性质，可以用同一种模型去处理。还有等效场模型，是高中物理中的高考热点和常见题型。物体仅在重力场中的运动是学生熟悉的最简单的一种运动，但是物体在复合场中的运动在综合性试题中高考中经常会遇到，而且此类题对学生来说直接处理有一定的难度，如果能将复合场问题转化为简洁的等效重力场问题，不仅达到知识迁移外化的作用，同时也起到柳暗花明的效果。使学生经历从物理情景能抽象出物理概念、物理规律体会到建模的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用，并能够对出现的较复杂的综合性问题进行判断和分析，揭示其背后孕育的物理实质。

二、创新思维能力的培养

创新思维是指用非常人、非主流、独具一格的思维方法解决问题的能力。创新思维的本质在于从新的角度、新的思考方法来解决已有问题。思维的形式是多种多样的，主要有：抽象思维、逻辑思维、形象思维、发散思维、逆向对称思维、极限思维、联想思维等。怎样在这些思维的基础上进行创新呢？这就要求教师尽量从多角度去引发启迪学生，以灵活多样的方式尽可能地提出开放性的话题去引导学生独立思考，启发发散创新思维。比如在讲到重力势能相对性的时候，老师抛出一个问题：一个小孩从20楼飘窗上跳下去，依旧安然无恙。按照正常的思维惯性一个人从20楼的飘窗跳到1楼，不可能会安然无恙的，物理情景没有指出零势能面。如果他从20楼的飘窗往里面跳肯定是安然无恙的，学会用发散思维去处理问题会别开生面。还有在讲到电磁感应的时候，奥斯特发现电生磁，法拉第逆向对称性的思考，磁能不能生电呢？汽车的刹车问题可以认为是一个匀减速直线运动，但是反过来可以认为是一个初速度为零的匀加速直线运动，这种逆向对称思维处理起来会更方便。还有这样一道题，请学生判断对错：一个物体受拉力作用向上运动，假设拉力做的功是10J，但物体重力势能的增加量不是10J。学生一的答案（满分），假设物体做匀速直线运动，忽略阻力f则物体拉力F=mg，如果拉力做的功是10J，那么重力势能的增加量也应该是10J，答案错误。学生二的答案（满分），假设物体做匀加速直线运动，忽略阻力f，则F>mg，则拉力做的功10J大于重力势能的增加量，答案正确。学生三的答案（满分），假设物体做匀减速直线运动，忽略空气阻力f，Fmg+f，如果拉力做的功10J，则重力势能的增加量小于10J，答案正确。学生六的答案（满分），假设物体做匀减速直线运动，不能忽略空气阻力f，F

三、加强实验探究能力的培养

科学探究能力是学生物理学科核心素养的重要构成之一，教师在高中物理教学中加强学生实验探究能力的培养可以创设“以学生发展为本”的课堂教育情境。伟大的科学家爱因斯坦、贝尔纳曾提出“提出问题往往比解决一个问题更重要”，学生具备物理实验探究能力可以在学习过程中更好地发现问题，提出问题，探究问题，解决问题，强化学生猜想假设、设计实验、制定方案、获取处理信息、验证结论的能力，让学生以新的角度、新的思维去看待物理学科中的问题，激发学生物理学习的无限可能性。与此同时，实验探究过程能够有效培养学生的合作能力，实践能力，强化学生的科学探究精神与创新意识，真正凸显学生作为物理知识学习的主体性地位作用。让学生不再是“装物理知识的容器”，将物理课堂教学由“知识本位”转向为“学生本位”，让学生在发现，探索，实践，问题解决过程中掌握科学的物理学习方法，基于学生学习兴趣与自我发展需求展开物理探究活动。中国华为在5G核心科技方面领跑全球受到美国的遏制打压，美国恐慌的原因正是华为创新能力的不断突破使其地位受到威胁，由此可见，科学探究能力在当代国际社会中的重要性，没有探究能力下的知识将只能“纸上谈兵”。因此，现阶段高中物理教学的重要目标是培养学生实验探究能力。比如在教学平均速度这一课中，为加强学生对平均速度的理解，教师可以采用个人，小组，集体等多种实验探究方式引导学生自主构建知识，进行探究活动，让学生在探究过程中进行思考，质疑，表述，探究，讨论，探索物理规律，感受物理探究乐趣。教师给学生准备带滑轨的斜面、小车、小球、金属片、小木块、刻度尺、停表等实验器材，教师先给学生演示小车从斜面滑下的情境，让学生思考在物理学中用什么描述物体运动的快慢？小车在斜坡上滑下是做的什么运动？如何测量运动物体在一段时间内的平均速度？教师让学生自主阅读“实验：测平均速度”这一节内容，让学生依据v=s/t的原理测量小车通过路程所用的时间。在实验探究中，学生先用小木块支起木板的一端，让小车在斜面上做变速直线运动，一位学生负责记录小车起点到终点的距离，一位学生负责记录小车通过路程所用时间，利用v=s/t求出小车全程的平均速度v1。之后学生将金属片移到木板的中间处，分别计算出小车上半段路程所用的平均速度v2和下半段路程所用的平均速度v3，经过对比分析，学生发现所求得的v1，v2，v3并不相等。教师给学生指出平均速度不要求指定时间或路程，离开某段路程或某段时间的平均速度是没有意义的。在本次实验探究中，学生对测量工具的使用方法有进一步的认识，培养学生严谨缜密的实验探究思维，学生在实验探究过程结果的交流，评估，反思中提升发现问题，解决问题的能力。

四、科学精神的培养

榜样的力量是无穷的。在物理教学中引入物理学史，使学生理解真理发现过程的曲折性，更好地树立人生观、价值观、世界观。海王星的发现是由天王星运行轨道有偏差而发现的，若没有严谨的科学态度科学精神，是不可能发现海王星的。富兰克林冒着生命危险的雷电风筝实验，还有日心说的建立过程，哥白尼在违反罗马天主教《圣经》的压力下提出日心说，布鲁诺大力推行日心说，遭到了教会的打压，为捍卫真理为科学的进步和发展献出了宝贵的生命，最终被烧死在罗马鲜花广场。教师在高中物理核心素养教学中以榜样的力量培养学生的科学精神可以让学生更好地认识科学的本质。培养学生严谨的科学态度，坚定的信念感和强大的责任感，让学生认识到科学探索的道路并不是一帆风顺的。在科学实践过程中应保持执着的探索精神、分析精神、创新精神、理性精神、求真精神等，继承前辈科学家优秀的科研品质，不断进行独立的探索活动，揭示物理学科的规律与奥秘。也许过程中掺杂着失败与痛苦，成功与喜悦，但探索科学，寻求真理的脚步应永不停息。

五、开展合作教学，提升高中生探究能力

实践探索是分析物理现象和规律的重要方式，只有在实践中，我们才能找到解决问题的办法。因此，高中物理教师应自觉地培养高中生的探究能力，促进高中生全面发展，但是，由于高中生的兴趣和个人能力的差异，他们在学习期间有许多不同的想法。因此，教师应有效利用高中生的个体差异，积极鼓励他们通过合作学习模式进行合作与互助，这将有助于增强学生的情感，促进他们产生一些新的想法，从而对物理知识有深刻的理解。

结束语

综上所述，通过模型建构的培养、创新思维能力的培养、科学探究能力的培养、科学精神的培养，将核心素养教育引入到物理课堂，是育人价值在物理课堂教学中的具体体现，是提升学生全面发展的体现。

【参考文献】

[1] 付豪. 高中生物理學科核心素养培养策略及应用研究[D]. 西华师范大学.

[2] 中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准（2017 年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2018.

[3] 罗大龙. 高中生物理素养培养策略研究[J]. 物理教学探讨，2019.

（作者单位：甘肃省天水市第一中学）