在初中物理教学中丰富教师学科素养的策略

摘要：物理教师的专业能力与课堂教学高质量发展之间存在着必然的联系，物理教师要从物理观念的视角研究课程，具备课程开发能力;要细致把握物理课程内容，具备课程设计能力 ;要努力提高实验技能，具备实验能力。通过能力的习得与发展，不断丰富自身的学科素养，提高课堂教学水平。

关键词：物理教师;课程标准;学科素养;课堂教学

《义务教育物理课程标准（2011年版）》中明确指出，物理学是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。它一直引领着人类探索大自然的奥秘，深化着人类对大自然的认识，是技术进步的重要基础。作为教师，要不断丰富自身的物理学科素养，提高课堂教学水平。

一、从物理观念的视角研究和开发相关课程

物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华，是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。基于此，教师应不断深入探究物理学科的历史、成果和发展，基于课程标准的要求，从物理视角研究物理教学的主要知识内容。

（一）理清初中物理学科的知识结构

《义务教育物理课程标准（2011年版）》是物理课程的基本纲领性文件，是国家对教育课程的基本规范和质量要求，是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是国家管理和评价课程的基础。根据物理学的内涵，课程标准中将“物质、运动与相互作用、能量”作为教学中一级主题，对学生应该掌握的物理知识内容提出了要求。每一个主题下包含了若干项的二级主题，在二个主题下又包含了若干的三级主题。在三级主题中，对每一个具体内容都有详尽的说明，以“知道、了解、会、掌握”等这样的行为动词的方式提出。教师在课堂教学中，必须站在物理观念的视角，按照课程标准要求，对教学内容及素材觀而有选，取而有择、唯真是取。只有这样，教学才能有的放矢。

如“压强”一课的教学，课程标准中对压强的要求是：通过实验，理解压强;知道日常生活中增大和减小压强的方法。由此可见，对于压强的概念教学的要求是比较高的，属于“理解”水平，注解它的行为动词有：理解、分类、计算等。所以，在课堂教学中，从物理观念的视角高质量地达成学习目标，需要达到三方面的要求：一是要通过实验来学习;二是能定量分析简单的、与压强有关的问题;三是要与生活、生产实践相结合，知道增大或减小压强的办法。

（二）建立物理知识与实际情境的关联

课程标准对初中物理课程提出了五个方面的理念要求，其中就包括“从生活走向物理，从物理走向社会”的内容。要求教学要贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，让学生通过学习和探索掌握物理学基础知识与基本技能，并能将其运用于实践，为以后的学习、生活和工作打下基础。所以，教师要教会学生“会用物理观念解释自然现象和解决实际问题”。要做到这一点，就必须具备物理知识与实际情境进行关联的能力，具备建立物理知识与实际情境关联的能力。具体地，可以建立如图1所示的内容关联体系。

以能量观的认识为例，如机场有“严禁携带额定能量超过160 W·h的充电宝搭乘飞机”的规定，这里160 W·h的含义，是指一般充电宝（移动电源）的规格标注的都是电荷量。但我们知道，一般充电宝（移动电源）的规格标注的电荷量单位是mA·h，而不是W·h。之所以规定以W·h为单位，从物理观念的视角来看，是因为机场限定的不是充电宝的电荷量，而是充电宝的能量。要清楚这个原因，需要在物理知识与实际情境之间建立起关联。W·h的含义是瓦小时，160W·h相当于57.6 t的重物由静止下落1m所具有的动能 ;若要判断随身携带的锂电池充电宝的能量是否超标，只须把它的电荷量乘以标注的额定电压（如3.7 V）就可以了。如果教师具备这样解决问题的能力，并在教学中引导学生思考，就能在促进物理观念的形成过程中提升课堂教学的高质量。

二、依托物理课程内容准确设计教学

物理学是人类科学文化的重要组成部分，是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。它一直引领着人类探索大自然的奥秘，深化着人类对大自然的认识，是技术进步的重要基础。在初中物理的教学中，教育部颁布的《义务教育物理课程标准（2011年版）》，对初中物理的课程理念、课程目标、课程内容以及课程评价都做了详尽的说明，是一线教师课堂教学重要依据。所以，物理教师要细致把握物理课程内容，具有准确设计教学的能力。

（一）正确制定教学目标

美国诗人莉莱说：“赢得好射手美名并非由于他的弓箭，而是由于他的目标。”所以，教学目标对一堂课来说是很重要的。一节课教学目标的制定要从“知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观”三方面入手，而这三方面的具体要求又都在课程标准中进行了详尽的阐述。熟读课程标准有利于教师提高自身制定教学目标的能力。只有这样，课堂教学才能从无序走向有序，从有效走向高效。

在讲解安全用电知识时，我们不能随意将一些家庭用电常识进行无目的地阐述讲解，而应对教学素材分析后，依据课程标准要求制定好“三维目标”，有章法地进行授课。依据教学内容，我们可以这样设计教学目标：知识与技能目标是安全用电知识;过程与方法目标是对信息的客观性做出判断;情感、态度与价值观目标是将科学知识应用于日常生活，要有尊重科学安全用电、珍爱生命的意识。以此开展的教学，学生在接受知识时，会感觉清晰、系统，能够有一种“学有所用”的感受。

（二）合理选择教学策略

物理课堂教学高质量发展的重要指标之一，就是学生物理学科能力的提升。物理学科能力是指学生顺利进行物理学科的认识活动和问题解决活动所必需的、稳定的心理调节机制。其内涵是系统化、结构化的物理学科知识技能对学习行为的定向调节和执行调节。要达到这一点，在影响物理课堂教学高质量发展的众多因素之中，教师的教学策略是不可或缺的因素。要想合理选择教学策略，需要教师依据课程标准中的“知道、了解、理解、掌握”等行为动词的要求，准确把握课程要求，根据学生的已有经验，实效地选择教学策略。

如“密度概念”的教学，课程标准中对密度概念的定位是在“物质”这个一级主题下，规定了物质的形态和变化、物质的属性、物质的结构与物体的尺度、新材料及其应用四个二级主题，在二级主题“物质的属性”下又安排了四个三级主题，密度概念的内容就是四个三级主题之一。具体要求是：通过实验，理解密度;会测量固体和液体的密度;解释生活中一些与密度有关的物理现象。由此可见，对于密度概念教学的要求是比较高的，属于“理解”水平。物理课程标准对于“理解级”概念内容的界定是有别于我们日常认知的，主要包括把握概念的内在逻辑关联;与已有知识建立联系;进行解释、推断、区分、扩展;提供证据;收集、整理信息等多角度的能力要求，一般对“理解级”的内容可用区分、说明、解释、估计、理解、分类、计算等行为动词进行“注释”。一般要求教师在教学过程中，通过合理的手段与策略，让学生能够掌握所学内容的知识结构，并具备解决问题的相应能力。正如宋朝文学家苏轼在《众妙堂记》记载的：“庖丁之理解，郢人之鼻斲，信矣。”也就是顺着脉理或条理进行剖析的意思。所以，在“密度”的教学中，应按照课程标准做到以下三点：

一是“密度概念”的建立一定要通过实验完成。如通过测量若干个体积不同的物质（铁块和铝块）的质量和体积，发现同种物质的质量与体积的比值是恒定的，这个比值（密度）反映了物质的一种属性，从而建立密度的概念。在以此为基础，引导学生归纳密度的概念、公式与单位、物质的特性等知识内容，让学生通过实验体会物质概念形成的全过程。

二是对测量物质的密度必须要进行实验教学，这是对实验技能的要求。课程标准中指出：会测量固体和液体的密度。一般“会、学会、测量、选用、使用”等行为动词往往是对技能要求中“独立操作水平”的界定。所以，该能力必须是在学生的实验的操作与理解中体现。

三是要将密度知识与生活中的一些物理现象紧密联系起来。如前所述，课程标准中“解释生活中一些与密度有关的物理现象”的“解释”也是在“理解”的范畴内。这就要求教师必须以生活中的物理现象为素材进行教学，达到“学以致用”的效果。

三、以丰富的实验技能完善物理实验教学

初中物理教学中，教师要能够顺利完成物理实验，并达到实验的目的，这就要求我们需要重视用实验来验证理论观点，获得新认识。实验技能包括实验的观察能力、操作能力、思维能力、数据处理能力、故障排除能力等主要内容。在物理教学活动中，应基于物理学科的学科特点，在教学活动中以完成学习目标和实验结果为前提，关注学生的情感，不断以丰富的实验技能来完善物理实验教学。

（一）实验观察能力

实验观察能力是指为了解决物理问题或学习物理知识，使用仪器或感觉器官，基于实验目的与计划，对研究对象进行观测并得到结果的能力。在物理教师的学科素养中，实验观察能力很重要，它直接反映了教师的专业素养与专业功底。如在长度测量的实验中，对于刻度线位置的观察就直接影响了测量结果。

当然，实验的观察能力还反应在整体观察、局部观察、现象观察、过程观察、特点观察等方方面面，这些都是物理教师应具备的最基本的学科素养。

（二）实验操作能力

实验操作能力是指在解决物理问题、学习物理知识和科学创造中，运用物理知识、借助实验器材、通过实验手段，按计划完成实验方案的动手过程。它在反应教师动手能力的同时，也反映了教师物理学科的基础素养。如在初中物理教学中天平、弹簧测力计、电流表、电压表等量具的正确使用。

实验的操作能力主要包括：实验仪器的使用能力，实验设备的组装能力，实验设备的调试能力、手眼耳脑的协调配合能力、故障的排除能力等。在操作中还应注意养成这样的能力：操作知识与操作技能的有机结合，操作方式的准确、稳定等。

（三）实验思维能力

实验思维能力是指在解决物理问题、学习物理知识和科学创造时，通过完成实验方案的过程中，人的大脑对实验仪器，实验对象，实验过程，实验现象，实验数据等本质属性及内部规律的间接概括和能动反映，它是实验质量的核心部分。

如在初中物理教学中，我们通过实验得到数据，并基于数据分析等到结论的过程就是实验思维的体现。在实验的交流评估与分享过程中，也体现了实验的思维能力。因此，物理教师在设计实验方案和进行实验操作时，应具备实验思维能力。

（四）实验数据处理能力

一般来讲，初中物理实验主要表现为三个方面的作用，即在课堂或实验室再现物理现象、对物理量进行测量和处理、寻找物理规律。不管是哪一方面，任何实验，都离不开对物理量的测量与数据处理。如在初中物理实验中常见的测长度、测质量、测体积、测密度、测力、测电流、电压、电阻、电功率等实验。因此，物理教师应具备在实验中进行数据处理的能力。

（五）实验设计能力

提高实验设计能力，需要教师具备解决物理问题的能力、傳授物理知识的能力和促进科学创造的能力。要根据一定的目的、任务，合理运用已有的知识和经验，选择适合的实验方法;要依据所需要的实验器材，进行可行性方案设计，并通过实验操作来实施。它主要包括实验器材的选择能力，实验方案的设计能力，实验数据的处理（表格的设计）能力，实验仪器改进与设计等多方面的能力。在初中物理教学中，经常与实验探究进行整合，能全面体现物理教师的学科素养。

在初中物理测电阻的设计实验中，可以通过这一个内容的设计，体现物理教师学科素养的四个要素。

一是在物理观念方面，可以基于“运动与相互作用”部分对电流与电压、电阻的关系的知识要求，通过一个情境的设置，引发对电阻和测电阻实验的理解，完成相互作用观念及其要素的认识。

二是在科学思维方面，可以基于学生的经验事实，训练建构理想模型的抽象概括过程，将分析综合、推理论证等科学思维方法进行内化。

三是实验探究方面，通过实验设计、获取和处理信息、基于证据得出结论并做出解释，并以开放性的设计，体现对实验过程和结果进行交流、评估、反思。

四是科学态度与责任方面，它可以激发学生对科学探究的求知欲，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，带着克服困难的信心和决心，积极参与观察、实验、制作等科学实践活动，体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。

综上所述，通过提升物理学科素养，增强初中物理教师的专业能力，能够促进课堂教学高质量的发展。教师要在不断加强自身学习的基础上，基于学情去研究教学，有效设计、实效开展教学活动，提升自身专业能力，提高教学质量。

参考文献：

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[4]郜建辉.依标扣本：初中物理深度学习的有效切入点[J].基础教育参考，2020（12）.

[5]李春密，中学物理实验教学研究[M]. 北京：北京师范大学出版社，2018.

（责任编辑：杨强）

作者简介：郜建辉，天津市红桥区教师发展中心特级教师，正高级教师。