培养和提升高中学生物理学科核心素养的措施分析

蔡玉平

培养学生核心素养的最终目的是促进学生全面发展，帮助他们更好地适应社会发展的需求，成为促进时代发展的优秀人才。传统高中物理教学模式注重知识学习和理解以及学生成绩的提升，新课标要求教学以培养学生核心素养为目标，关注学生能力和态度的养成，这就要求教师不断改进教学方法，突破传统物理教学框架，在实践中不断完善教学方式，为学生今后的发展打下良好基础。

一、传统高中物理教学模式中存在的问题

首先是思想上的认知差别。传统物理课堂上教师的主要职责是帮助学生快速掌握相关物理知识，逐渐拓展学习其他相关的知识内容，并通过大量练题的方式提升学生对知识点的理解程度，以测验分数评价学生的学习情况，重知识记忆，轻态度能力。

其次是实验教学形式化。物理学科与社会生活实践的关系较为紧密，物理实验是将物理知识的推导过程以实验的方式展示出来，使学生能够在观察中深入了解物理知识。由于高中课堂时间较为紧张，教师为了保障教学进度经常代替学生进行实验，致使学生丧失了实验的主动权，只是随教师的讲课思路进行思考和学习，实验教学的方式较为呆板僵化。［1］

再次是缺少师生互动。许多教师误认为提出问题由学生回答就是师生互动，但实际上师生互动应是相互讨论沟通的过程，教师根据学生对知识的掌握情况调节授课速度，学生在互动中向教师展示自己的思考方法，单纯的提问和回答仅是一种单向沟通，未能真正将师生互动的优势发挥出来。

最后是课堂氛围较为沉闷。新课改背景下的高中物理教学应让学生成为主体，教师只是课堂引导者，部分教师虽然意识到应该让学生成为课堂主体，但是由于缺少教学经验而未能真正地在课堂教学中贯彻这一理念，学生的学习活跃性较差，课堂氛围较为沉闷，学生未能真正参与到课堂教学过程中。［2］

二、高中物理教学培养学生核心素养的策略

其一是结合生活情境，内化物理规律。高中物理的公式和定理存在一定的抽象性，学生理解较为困难，为了帮助学生理解学科知识，深入思考公式定理蕴含的学科概念和规律，增加学科探究的广度和深度，教师应深入分析物理教材，借助生活情境帮助学生理解物理规律，在深入了解的基础上实现物理概念和规律的提炼和升华，帮助学生养成物理思维。

因课堂条件所限，教师可以积极借助信息技术的优势营造相应的生活情境，通过直观立体的动画和图片帮助学生迅速进入到情境当中。在营造情境的过程中，教师需要充分考虑学生的思维特点，将趣味性的内容融入其中，在课堂上营造积极的讨论氛围，引导学生结合情境感受进行讨论，在互动中完成知识的深化吸收。［3］

以鲁科版《普通高中教科书·物理》（以下简称“教材”）必修第一册第四章《力与平衡》教学为例，为了帮助学生理解力的分解的含义，并能够根据力的作用效果完成力的分解过程，教师可以充分发挥生活情境的作用，结合生活情境帮助学生观察和思考生活中可能出现的问题，引导学生学会用物理的思维和视角看待并解决生活中的一些问题，为其今后的学习和发展打下良好的基础。

例如，教师可以先播放两个壮汉拔河的视频，二人力气相当不分胜负，但此时一名女士加入其中，并在绳子中间拉动绳子，这时教师暂停视频，并提出问题：“同学们，你们觉得是壮汉的力气大还是女士的力气大呢？女士能否拉动绳子？依据是什么？”教师通过提问的方式引导学生深入观察视频中的内容，并在互动过程中引导学生说明所作判断的依据。随后，继续播放视频，视频中的女士轻松地拉动了两个壮汉，这是因为绳子作为受力的物体，在拔河中物体受到左右的拉力处于相对均衡状态，而中间拉力明显小于左右拉力，中间女士的拉力虽然较小，但实际上一个力的效果分解成两个沿着绳子的拉力。学生的判断可能符合也可能不符合实际情况，此时教师就可以将生活情境中蕴含的物理知识提取出来，实现从生活情境到物理知识的自然过渡，从生活情境中提取物理知识，引导学生思考，引导学生注意到分解力的作用。最后教师提出问题：“同学们，大家想一想，生活中还有没有类似的经历？”学生在猜想、思考、推理、尝试验证的过程中完成物理规律的总结，将物理知识与生活现象结合在一起，有助于形成科学的思维能力。［4］

其二是实验结合理论，验证物理猜想。清华大学宋心琦教授指出：在中学物理教学中应以帮助学生建立起牢固准确的基本物理观念为主。这要求中学物理教学应从知识为本转向基本物理观念建构，在体验和感悟中帮助学生将知识转化为观念，而体验和感悟的基本形式就是物理实验。在实验中教师应充分转变原有教学方法，落实学生的课堂主体地位，让学生通过实验的方式自主验证理论猜想，更好地掌握所学知识，使物理教学回归科学本质。

以鲁科版物理教材第五章《牛顿运动定律》教学为例，为了帮助学生理解并掌握自由落体运动公式，教师可以先从实验入手，提前准备好大小和材质相同的球体，学生尝试让两个球体做自由落体运动，根据肉眼观察发现二者的质量差别对物体下落速度的影响非常轻微。为了进一步研究可能会对球体最终下落速度造成影响的关键因素，教师还可以引导学生运用以往所学的控制变量实验法设计实验流程，并尝试依照实验结果总结规律。

由于学生的思维能力处于发展阶段，因此对于实验流程的设计不可避免地会存在不完善的情况，为了解决这一问题，教师可以将学生分为不同小组，以小组为单位设计实验方案并完成整个验证过程。在实验中，教师应发挥好引导作用，对学生的实验流程进行适当指导：

学生：物体的下落速度与物体形状存在直接关系，我认为可以设计几组等重但形状不同的实验。

教师：这个思路非常好，我们知道物体会向下掉落是因为受到了重力的影响，重力的计算公式是G=mg，总结计算过程可以发现一千克的物体自由向下掉落时的受力情况是相同的，如果物体由于受到某些因素影响导致下落速度出现差别，说明了什么呢？

学生：说明有其他力作用在物体上，降低了它的下落速度。

教师在学生设计实验的过程中应充分发挥引导作用，适当引导以帮助学生深入思考，并能理解实验过程中所涉及到的物理知识。在回顾所学知识内容的过程中学生形成自己的猜想和假设，利用实验验证自己的猜想，并结合实验结果进行交流和反思，深化了所学知识内容。［5］

其三是小组交流学习，推动思维创新。物理知识和公式定律的推导是基于经验事实，然后构建理想模型的抽象概括过程，教师在授课中可以充分结合这一特点，引导学生结合相应的公式定律完成反向推导，使抽象化的物理知识被重新具象化为经验事实，并进行举例以验证定理的应用范围和可行性，在逆向思维的过程中培养学生的思维能力，推动思维创新，培养学生的学科核心素养。

大多数高中阶段的学生思维能力尚有待提高，且课堂氛围对其学习积极性的影响较大，为了拓展学生的思维能力，尽可能降低从公式定律到物理知识反向推导过程的难度，教师可以在教学中采用小组合作学习模式，在学习小组中引导学生结合所学知识进行讨论，在讨论中不断提出多种假设和可能，并深入思考满足各种假设的前提条件。在组内讨论结束后教师可以组织不同小组之间的比赛，让各组展示自己的讨论结果，并将讨论范围扩大到整个班级，在相互交流和竞争的过程中营造积极热烈的讨论氛围，推动思维创新，使学生真正成为推动教学进程的主体，实现培养物理学科核心素养的目标。

以鲁科版物理教材必修第一册第三章《相互作用》教学为例，为了帮助学生深入了解重力的物理概念和计算公式，教师可以先根据学生的实际能力，将其分为不同的小组，让每个小组当中都有能力较强和能力较弱的学生，然后教师提出问题：已知重力的求取公式为G=mg，大家结合公式思考下面的问题，重力公式有哪些作用？g值代表重力加速度，这个值是怎么求出的？g值通常情况下固定不变，在什么情况下需要考虑g值会发生改变？物体的重力是否仅与重量有关，还有哪些要素可能与物体的重力存在一定的关联性？是否能够举出生活中的实例或是设计出类似的物理实验来证明自己的说法？

接下来各个小组就可以结合问题进行讨论，在讨论中教师应积极鼓励学生调动以往所学的知识，并结合生活当中的物理现象佐证自己的想法。讨论中教师应注意控制时间，在学生讨论结束后由每组安排一个代表，说明本小组的讨论结果，然后逐步将讨论从小组范围扩大到班级，帮助学生从多个角度思考教师所提的问题，并对自己的讨论结果进行分析。随后由教师进行综合评价，将小组学习和评价环节结合在一起，在评价中帮助学生认识到自己存在的不足，培养其思考和解决问题的能力，帮助他们找到更符合自己实际的学习方法。［6］

其四是关联社会生活，正确看待知识。学生物理学科核心素养之一是认识科学的本质，正确把握社会和科学技术之间的关系，认识到科学技术给人们生活带来的积极作用，以积极的态度和高度的责任感参与到物理知识的学习过程中，让学生勇于追求真理，尊重客观规律，造福人类社会，积极促进社会发展，践行物理学科的育人作用。

以鲁科版物理教材必修第三册第六章《能源与可持续发展》教学为例，为了帮助学生了解到能源的储量与重要性，认识到能源与可持续发展之间的关系，教师可以从现实生活入手，举例说明能源的重要性，如小到家庭所用的电磁炉、电冰箱、洗衣机，大到汽车及工业生产都需要能源作为动力。目前主要能源有两类，一类是化石燃料燃烧之后释放的热能，如燃油汽车发动机的运转就是通过汽油燃烧实现的；另一类则是电能，电能看似与化石燃料相距甚远，但电能的产生也是通过化石燃料燃烧实现的，在教学中教师可以引导学生说明化石燃料的大量使用给环境造成的危害，引导学生思考如何才能做好社会发展与能源使用之间的平衡。其后，教师可适时提出新能源发电的概念，并指出物理研究能帮助人们打破发展困境，使学生以更强烈的责任心投入到今后的物理学习中，为实现社会的和谐发展不懈努力。

综上所述，在高中物理教学中培养学生的学科核心素养，需要教师从学生的认知能力和思维能力出发，积极改进和完善教学方法，帮助学生从多种不同的角度入手，去整合原有的知识内容，在学习中提升学生的思维能力，培养学生的核心素养，为其今后的发展打下坚实的基础。