浅谈物理核心素养的关键能力教学

王志平

【摘  要】学科核心素养已经提出多年，从这几年的教育教学上看，多数的教学都只停留在表面，教师实际实施起来都很迷茫，无法落实立德树人的根本任务。最主要的原因就是教师没能突破核心素养的关键能力开展教学任务。因此，教师必须先明确物理核心素养的四个维度所包含的关键能力。初中物理教学就应以突破核心素养的关键能力为核心素养教学的切入点，让学生具备物理核心素养的关键能力。

【关键词】关键能力;大单元教学设计;物理教学

学科核心素养已经提出多年，但成效并不显著，最主要的原因就是教师没能突破核心素养的关键能力开展教学任务。因此，教师必须先明确物理核心素养的四个维度所包含的关键能力。物理观念在教学中要注意突破的关键能力：物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及将其应用于实际问题，注重训练学生应用相应能力解决相关物理问题;科学思维是物理核心素养形成的最为重要的思维能力，突破科学思维的关键能力是所有物理教师的首要任务，它包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新及各种能力之间的结合应用;科学探究是学生物理核心素养在实际问题中的应用能力体现，是核心素养服务于个体、他人以及社会的效果表现，其关键能力包括有针对性地提出问题、准确收集实验证据、对证据加以分析总结得出结论并加以解释、与他人交流合作，反思不足，提升探究能力;尊重科学本质是每位学生都必须具备的科学态度，培养学生养成严谨认真、实事求是、持之以恒、热衷探索科学的品格是“科学态度”教学的基本任务。培养学生勇于承担一定的社会责任是核心素养教学落实“立德树人”的最终目的。科学态度与责任包括科学本质、科学态度、社会责任。初中物理是学生物理学习的启蒙，应对学生的个人终身发展和社会发展需要负责，初中物理教学就应以突破核心素养的关键能力为核心素养教学的切入点。

物理核心素养的四个维度中，我认为科学思维是最重要的，它具备核心素养的基本思维动力，是各维度素养一体化的思维能力，因此，科学思维在物理核心素养中显得最为重要。下面就个人教学经验谈几点培养学生的科学思维能力的看法。

一、物理观念是科学思维的动力源

良好的科学思维是在物理观念形成的基础上建立起来的，培养学生的科学思维就要从物理观念入手，教学中应注重物理概念和规律的教学，对物理概念和规律现象的教学应深入到位，在学生头脑中达到升华固化，形成必备的物理观念。物理观念教学想达到较好的效果，就要注意各章节知识点的联系，从大单元的视角入手设计教学，突破各项关键能力，为学生科学思维的培养奠定良好的理论基础。

在初中物理教学中，应注意引导学生物理观念的整体形成，在相应的章节教学中应用大单元教学设计理念，如在运动相关教学中应注意运动概念、运动规律的教学，还应注意物体间的相互作用及运动与力相结合的整体教学。让学生明确什么是运动，运动的快慢，运动与否跟力的关系，力的作用与运动状态的关系。大单元教学设计是物理观念教学的重要手段之一，设计的难度较大，尤其在新课教学中，要求教师有较强的整体观，做出较为系统化的教学设计，这常常需要整个备课组或整个教研组的集体备课才能做好。中考复习备考中大单元教学设计显得更为重要。

在物理教学中检验学生的物理观念是否形成，就看能否用所学知识解释相关现象，在解决相关问题时知道是属于哪种物理观念并能提出相应办法加以解决，物理观念是其他各项素养能力的知识基础，是学生终身发展的知识储备。

二、突破关键能力培养科学思维

科学思维是物理核心素养形成的最重要的思维能力，突破科学思维的关键能力是所有物理教师的首要任务，它包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。科学思维能力最终要达到的目标是能从经验事实抽象建构理想模型、综合分析、推理、论证等方法的思维能力;通过科学推理对不同观点和结论提出疑问、提出创新性见解，形成自身独特的思维能力与品质。

初中物理教学中要注重培养学生的模型建构能力、科学推理能力、科学论证能力、质疑创新能力等四方面能力。这需要长期、深入的引导，必须在对知识系统的深入认知形成内在物理观念的基础上的深度教学才能进行。在教学中要注意以上四方面能力的培养是一体化的，使学生具有独特的科学思维能力。

下面以电路中滑动变阻器的电功率为例，阐述教学中学生科学思维能力的培养过程。

（1）模型建构。在串并联电路的相关知识基础上，列出滑动变阻器的电功率表达式。从串联电路入手，画出定值电阻与滑动变阻器的串联电路，并用规范的符号标出相应的物理量，分析发现滑动变阻器的电压变大时，电流是变小的，若用公式P=U变I，则出现双变量问题难以讨论，此时就要引导学生思考如何减少变量，让学生列总功率、定值电阻功率的表达式就会发现都有共同的变量I（电流），此时不难发现滑动变阻器的功率是由总功率减定值电阻功率，这样就建构出了滑动变阻器的电功率的模型P变=UI-I2R0。

在以上的教学中，对学生的能力要求比较高，又极其重要，是科学思维能力形成的首要任务，在初中物理教学中，要重视突破模型建构能力。对模型建构能力要做到能说出、应用、选用、转换物理模型等不同层次的要求。

（2）科学推理。在科学推理的环节中，不仅要关注推理得出的结论，更要重视推理的过程。以上滑动变阻器的电功率模型建构出来了，就进行数学演绎推理，应用函数知识归纳总结滑动变阻器的电功率随电流的变化规律，从而得出其最大功率、最小功率，还要归纳推理绘出函数图像，由电功率与电流的关系进而推导出与电阻的关系，能绘出电功率与电阻的大致函数关系图像。在这一环节中需要较扎实的数学功底，平时教学中要注意数学、物理的结合，要加强公式推导演绎的训练。要形成较强的科学思维能力，應让学生明确演绎对象、物理条件，演绎方向以及对结果的解释。

（3）科学论证。对于以上科学推理，在教学中要注意进行科学论证，通过实际问题进行演练，让学生对滑动变阻器的电功率的变化有深度认知，变成一种内化的科学思维能力。还应让学生将以上科学推理的规律结论应用于一些物理现象的解释中，如实际生活中遇到干电池快没电时，由于电池内部电阻很大，它的输出电压很小，以至于输出功率很小，最终完全没有功率输出。通过科学论证引导学生知识迁移，如称重计、测温计、测高计的原理都与滑动变阻器电路有联系。科学论证是对模型建构、科学推理的正确与否的检验及应用，是科学思维固化的关键能力。9D6DC1B7-B2E7-49BD-BCC1-76EF1042FC68

（4）质疑创新。在物理教学中要不断引导学生质疑问题、质疑老师、质疑教材、质疑权威，最终学生才能不断创新。在新课教学中可以多设疑、多设错，让学生发现疑问、发现错误，促使学生解决疑问，纠正老师设计的错误，达到创新的目的;在练习教学中可以让学生针对相应知识点自己设计练习，改造已有练习，自己解决練习或让同学解决，并让学生做出设计练习的意图，让学生获得独立创新的喜悦，形成独立判断真理的能力。

以上是科学思维的四个维度的关键能力，是一体化的，教学中既要注意分维教学又要整体教学。科学思维能力的形成不是一时之功，是伴随整个初中的物理教学的，不断地引领学生从比较低级的科学思维走向高级的科学思维的深度学习的过程。

三、科学探究是科学思维的能力表现

科学探究是在物理观念和科学思维的基础上，自主提出问题、探究问题、处理问题、解决问题的至关重要的能力，是学生走向社会、面向未来，适应自身终身发展的关键能力。科学探究应包括提出科学问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。在科学探究的过程中，必须有科学思维的指导，科学探究的过程还可以促进科学思维的提升，是科学思维达到更高层次的升华。在学生走向社会面向未来时，探究活动是常有的，但不一定每次探究活动都是规范的科学探究，但如果学生具备了较强的科学探究能力，对其终身发展是非常有益的，学生会拥有更加美好的前途。在我们的物理教学活动中必须注重科学探究的培养，提供更多的科学探究实验，在课堂教学中注意以下三方面要求：①设计符合逻辑的自主探究过程;②从“素养”的视角观察科学探究目标;③创设科学探究的真实情境，在探究中提升学生的科学素养，形成自主探究的能力。

在教学中应以科学探究的基本要求，以教材科学实验为本，多进行科学探究教学，使学生具备独立的科学探究能力，在实际生活中，能独立提出探究问题，独立进行探究实验，独立处理和解决问题。

四、用严谨的科学思维认识科学本质

科学态度是科学本质的具体表现。科学本质是什么，需要较强的科学思维以及对真理的不懈追求，从而形成严谨认真、实事求是、持之以恒、热衷探索的科学态度。在认识科学本质的过程中，要尊重客观事实，实事求是，追求真理，同时应负起一定的科学责任和社会责任，让科学服务于社会，服务于人民，促进社会发展，促进世界和平发展。

科学态度与责任的教学目标是落实立德树人的根本任务。因此，在物理教学中应做好以下三个方面的工作：①活跃物理课堂气氛，注重联系生活，激发学生学习物理的兴趣，多进行科普知识的教学。②进行分层、分级挑战物理问题的教学，让学生保持学习物理的兴趣，培养学生热爱科学的优良品质。③注重爱国教育教学，完成物理教学的最终使命，推动社会、世界可持续发展。

最后，反思一下我的教学设计思想：①从生活、自然、科技角度出发，设计符合学生认知水平的有趣教学，激发学生学习物理的兴趣。②对学生的学情进行充分了解，从学生已有的认知入手展开循序渐进的教学设计，注意跨学科了解学情，尤其是了解学生配套版本的数学知识的学习进度，让学生保持深厚的学习兴趣。③创设各种真实情境，引领学生质疑，增强学生进行科学探究的欲望，进行有针对性的核心素养实验教学。④引导学生体验各项素养的过程，有计划地设计“进阶式的深度学习”的教学模式，从而训练学生的相应能力。⑤创设回归自然、回归社会的教学机会，引导学生解决真实的物理问题，感知物理现象，让物理服务自然、服务社会，让学生从中认识物理学的价值，激发学生的科学热情和对美好生活、和谐社会、和平世界的向往。

五、结束语

物理核心素养的四个维度是一体化的，教学中应注意整体融合，注重学生科学思维的培养。它是一个长期的学教一体化的过程，是以学生终身学习、适应终身发展为目的的，从而最终让每位学生都具备相应的基本核心素养。9D6DC1B7-B2E7-49BD-BCC1-76EF1042FC68