基于核心素养的物理教学目标的定位与设计

李永伟

【摘要】核心素养的培养是“立德树人”总体育人目标的基本途径，本课教学要从学生物理观念的建立、逻辑思维的培养、物理模型的构建、科学方法的应用、实际问题的解决、创新能力培养、信息素养的提升以及数学工具的渗透等综合素养的要素展开教学.结合学生已有感性体验，分析大量的光现象研究成果和生活中应用的基础上，让学生体会到科学探究的魅力与成就。

【关键词】核心素养;科学思维;物理观念

按照物理学科核心素养要求，物理学科的教学重点要放在物理核心概念的建立上，通过实验探究丰富学生感性认识，运用对比、类比等科学研究方法，将物理理论与实际应用结合起来，提升解决问题的能力.本课的教学要围绕培养学生物理学科的物理观念，基于学生的已有认知，实现知识的进阶.对光的色彩、色散现象教学提供必要的知识储备，进入到光的折射、凸透镜成像等知识的具体运用中.《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》明确提出：“各级各类学校要从学校实际情况和学生特点出发，把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中”。

利用光现象是人类改造自然的基本手段，对光的本质的认识和光的规律的应用可以说代表着人类文明的进程：人们用火光吓退了野兽，小孔成像惊掉了古人的下巴，用激光测出了地球到月球的距离，平面镜成像端正了衣冠，激光准直使隧道更加幽深而平直，医用光刀使我们近视的眼睛恢复了清澈与明亮，光纤接入使视频更加清晰与流畅，而三D电影呈现的身历其境的震撼，是对光的偏振现象的完美应用，光影技术的大量使用让大唐芙蓉园更加五彩斑斓，如梦如幻。对事物的初步认识的将对事物的深刻认识产生深远的影响，《光的直线传播》就是物理学中对上述光现象认识的第一步，物理学科以事实为根据，研究自然界物质的运动的基本规律，教学中的大量事例与实验，使光的物理观念已经深入人心，学生原有的模糊的光的初步概念，杂乱无章的光现象被统一归类，光的概念得到了强化，光的物质观呼之欲出，那就是：光是什么？尽管本节课并未回答这个问题，但为未来对光的进一步认识扫清了障碍，积淀了事实。

物理“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性的认识方式，这是物理学科的个性所在，也是物理老师的与众不同之处。在这种个性的带动下，师生基于事实提出创造性的认识，构建出相应的物理模型。自然界发生的一切物理现象和物理过程，影响因素是多种多样的。如果不分主次的考虑一切因素，不仅会增加认识的难度，也不能得出精确的结果，还会导致对简单物理现象的分析无从下手。为了研究物理现象的规律性，需要把复杂问题转化为简单问题，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，这就是理想化方法。我们利用理想化方法将物理中的光，没有粗细的线，在模型中完美结合，创造性地提出了“光线”这一物理模型，使学生对抽象的光现象的感性认识能上升到理性认识，从而能形象而直观表达出来，轻而易举的解释了三点一线，激光准直，小孔成像的原理，使抽象问题直观化，复杂问题简单化，这正是物理科学思维的精髓所在。但物理不能因此而止步，物理学科的魅力还体现在科学思维的自我修正和批判，很多物理模型的建立都是有条件的，伽利略对自由落体运动的研究中，这位伟人就对自己建立的物理模型“轻重物体下落一样快”进行了修正：在地面附近高度不太大、阻力与重力相比可以忽略不计的条件下，轻重物体下落一样快。在钱羽管的实验中，这一结论得到了证实。同样，“光沿直线传播”这一物理规律模型也是有条件的，也必须有以下的修正：光在同一均匀介质中沿直线传播。通过以上分析可以看出，光沿直线传播模型的建立既体现了科学的严谨，又为学生打开了思维的另一扇大门：若不在同一均匀介质中，光的传播规律又是什么？光的折射规律及全反射现象自然地进入学生思维的最近发展区，学生的思维发展得到了进阶，为深入学习光现象做了必要的铺垫。学科核心素养的“科学探究”必须是基于事实而展开的探究，这些事实就是生活中现象，现象中蕴含的规律很多，不可能将这些现象都搬进有限的物理课堂，为突出主要矛盾，有时需要制造出事实作为物理规律建立的证据，这个制造出的“事实”就是物理情景再现，这个事实必须要有针对性，有说服力，需要物理老师来“智造”。本节课中“智造”了许多事实：手影、日食、月食、小孔成像，通过师生对这些事实提出问题，并对这些问题进行探究，交流，讨论，进而提出猜想和假设，得出光在同一均匀介质中沿直线传播的结论，并将这一结论在应用到生活生產中。在该环节教学中，教师利用科学抽象的纯化和简化作用，有意识的突出光的本质因素，并基于大量事实，运用逻辑思维和想象力，舍弃次要因素和无关的干扰因素，使光现象以理想化的纯粹形态出现，准确又简明的解释光沿直线的传播规律。这一连串的活动使科学思维的培养过程丰满而又充满活力，如果这一过程能不断的得到强化，会使学生逐步掌握终生有益的方法，对学生成长过程的影响必将是巨大而深远。

光现象应用的推动了社会文明的进步，课堂上的大量事实说明了这一点。然而科学技术的进步就像双刃剑，人们利用了光现象的好，就要承担光带来的危害，光的过度使用使光成为了四大污染之一。核心素养中“科学态度与责任”要求，学生在认识科学、技术、社会、环境的基础上，逐渐形成探索自然的内在动力，遵守道德规范，保护环境，形成可持续发展的责任感。从这个角度说，光就是一个矛盾的统一体，这就需要教师带领学生用科学的态度认清光的科学本质，用辩证的观点看待光现象，更好的利用光为人服务，还要扛起光的应用过程中的社会责任，不仅要育人有方，还要育人有责。

参考文献：

[1]人民教育出版社，中华人民共和国教育部，普通高中物理课程标准（2017年版）[M]北京：2018.2，5.

[2]王瑞旦，宋善炎.物理方法论[M]长沙：中南大学出版社，2002：29.