注重学以致用 培养核心素养

何汇川 王晓璐

(贵州师范大学物理与电子科学学院，贵州 贵阳 550025)

在物理教学中知识的应用是不可或缺的重要环节，知识应用对知识的巩固、理解有着重要作用，大多数教师都是通过习题课达到使学生应用知识、复习知识的目的。《普通高中物理课程标准(2017年版)》指出:学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。[1]显然物理学科核心素养的培养已经成为物理课程目标，所以物理知识的综合应用也应该不断创新，引导学生将自己所学的物理知识应用于实际问题的解决，为物理学科核心素养的培养发挥更大的作用。

1 在课堂教学中布置物理小制作任务

教师在完成了知识的教学与总结之后，需要引导学生应用知识解决问题。在传统的物理教学中，教师通常会给出与所学知识相关的习题，让学生解答以达到使学生应用知识的目的。针对这一环节，为培养学生的核心素养，可以增加学生动手操作、运用知识自主探究的机会，开展课堂小制作等活动。在单元总结复习的课堂上，教师同样可以推出综合应用这一章知识的小制作。

在物理知识应用环节进行课堂小制作，有利于学生深入理解知识，学生在制作过程中可积累感性认识，形成物理观念。同样在制作过程中，学生通过对制作中出现的实际问题解决、自主思考与探究，可培养学生的科学探究能力。

案例一：在“法拉第电磁感应定律”的教学中，学生学习了导体切割磁感线产生动生电动势的知识，教师可以提供器材，引导学生制作“人力小电灯”，学生利用磁铁产生磁场，连接电路，运用电磁感应知识，由人提供动力使导体棒切割磁感线产生感应电流，从而点亮小灯泡。在小灯泡被点亮的瞬间，学生将会受到鼓舞，学生对于物理学的学习热情将会进一步得到激发，同时在实际制作过程中，学生通过解决制作过程中遇到的问题，培养了他们的科学探究能力。在制作完成后，教师可以提出如下问题，引导学生讨论、交流。

师:在使“人力小电灯”发光的过程中经历了怎样的能量转化？

生:由机械能转化为内能和光能。

在此问题中，通过提问，使学生再次回顾制作过程，初步形成能量观念。

师:如果点亮的不只是这一只小灯泡，而是千家万户的灯泡，那人力提供的机械能还够用吗？应该怎么办呢？

生:不够用，如果需要大量电能，可以用水力或风力代替人力。

师:利用水力和风力发电有什么优势呢？

生:利用水力与风力发电可保护环境，而且水能和风能是可再生能源。

通过这些问题，使学生认识到科学、技术、社会、环境之间的关系，培养了学生的科学态度与责任。在物理教学中开展小制作活动，不仅能培养学生的创新思维、创造能力，还能使学生灵活运用物理知识。[2]

2 通过课外活动丰富学生的知识应用

物理知识的应用不应局限于课堂之中，课外活动、物理设计创新赛等同样可以给学生运用物理知识的机会，有效培养学生的物理学科核心素养。

2.1 课外活动

将对于一节课知识的应用，可扩展为对学生已有物理知识的综合应用，更能有效地培养学生对于物理的学习兴趣，同时也有利于自身知识体系的进一步梳理与整合。在教学安排中，教师可以引导学生参与课外活动，以实践为载体，促成学生物理观念的凝练、科学思维的养成、实验探究能力的提升和科学态度与责任的形成，这是物理教学的改进思路之一。[3]通过活动可以激发学生学习兴趣，深化学生对知识的理解，培养学生的核心素养。在学校科技展馆中放置物理模型，播放解释其物理原理的视频。此外，划定特定区域，提供器材，供学生进行物理小制作，同时配备指导教师，为学生提供指导，保证学生的操作安全。学生通过观察模型与观看视频，眼前的学习内容与自己脑海中的物理知识形成共鸣，激发了他们运用物理知识动手制作的兴趣。学生通过动手制作，运用相关物理知识解决制作中遇到的实际问题，可加深他们对相关知识的理解。这一过程提高了学生的动手能力，更重要的是在该过程中学生积累了大量的感性认识，有利于核心素养培养目标的落实。

案例二：在科技馆内摆放蒸汽机模型，同时播放蒸汽机的历史介绍和原理讲解。学生观看了模型和原理视频之后，再提供场地与器材，供学生自己动手制作简易的蒸汽机，蒸汽机工作需要的内能可以由酒精灯提供，气缸可以用易拉罐代替，传动装置和活塞可以用注射器和钢丝改装代替，飞轮用光盘代替，底座可以用木块粘合而成。在教师的指导下，学生组成小组，运用物理知识进行简易蒸汽机的组装与试验。一方面，试验的成功直接给予学生以鼓励，使学生对于物理的学习兴趣得到进一步激发；另一方面，学生直观地体验了内能转化为机械能的过程，对于能量转化积累了新的感性认识，有利于学生能量观念的形成。

2.2 物理创新设计大赛

可以由学校主办“科学创新节”，在各个年级中分别开展“物理创新设计大赛”，旨在让学生联系生活实际，学以致用，将学到的物理知识与生活实际联系起来，进行创新设计，把知识应用、环保等作为重要的评价内容。由教师指导，各个班级先进行内部评选，之后进行校级评选。这种方式将会在全校范围内营造出创新的氛围，学生的创新潜能会被极大地激发出来。学生基于所学物理知识，联系生活实际，进行设计制作，根据大赛主题，自主选择设计方向，制定方案、自主制作、解决实际问题。在这个过程中，提高了学生综合运用知识的能力，培养了学生的创新意识，利用生活中随处可见的塑料瓶、吸管、气球等物品进行制作，增强了学生的环保意识，提高了他们的动手能力。同时，通过活动的体验，学生深化了对物理知识的理解，对其物理观念的形成、科学探究能力的培养会起到很大作用。以“学以致用”为大赛要旨，以设计的作品可应用于社会为目标，也将对学生科学态度与责任的养成起到很大作用。

案例三：在教师的指导下，学生运用“温度和温标”的知识，利用小玻璃瓶、橡皮塞、墨水与吸管制作温度计,将它放在教室内显示温度，在制作温度计的时候，学生应用了“热胀冷缩”“冰水混合物的温度为零摄氏度”“沸水温度为一百摄氏度”等物理规律与知识。

案例四：有学生觉得夏天教室内十分炎热，影响大家学习，在任课教师的指导下，学生决定组装太阳能电风扇为教室降温，在项目设计与组装制作中，学生利用头脑中电路的相关知识解决实际问题，在这一过程中学生对能量转化也能够积累更多的感性认识，培养了他们能量观念。在教师的指导下，学生制作的目的都是为了服务老师和同学，同时所用的器材考虑到了废物利用，所利用的能源也是优先考虑环保的、清洁的能源，以在此过程中也培养了学生的科学态度与责任。

3 结语

物理知识的综合应用对于学生核心素养的培养至关重要，学生在动手制作等过程中，对相关物理知识进行了回顾、梳理，加深了理解，在解决实际问题的过程中体验了科学探究过程。动手制作是培养学生核心素养的有效路径，教师应注意在知识应用环节增加学生动手制作的机会，让学生在实际的问题情境中，自主思考、动手制作，增加感性认识，提高学生的物理学科核心素养。