张俊敏
深圳市 光明区 光明中学 518107
摘要：新课改要求培养学生核心素养，高中物理教学同样如此。本文根据笔者二十多年的高中物理一线教学经验，阐述核心素养下的高中物理教学方法的培养的实践探索，以供同行们借鉴。
关键词：核心素养；融入；物理；教学；探索
《中国学生发展核心素养》是新一轮高中课程改革的指导思想，它科学地回答了教育“培养什么样的人”这一根本性的问题。物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中，通过学习物理知识与技能、思想与方法逐步内化形成的适应个人终身发展和社会需要的，具有物理学科特征的必备品格和关键能力。它充分体现了物理教学育人价值，指向物理教学的根本目标，指导物理教学过程的有效实施。在高中物理学科中，核心素养包括四个维度：第一、物理观念和应用；第二、实验探究和交流；第三、科学态度与责任；第四、科学思维和创新。
显然，随着时代的变化与发展，现代教育理念也逐渐发生了相应的改变。在高中物理中，对学生核心素养的培养更加重视，以便所培养出来的学生具有较强的科学精神与态度，有着较强的实践探究能力等等。基于高中物理学科特点及高中学生的认知发展水平，参考已有研究成果，高中物理课程标准从“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”四个维度界定物理学科核心素养，这一界定既体现了物理学科本身属性所特有的物理观念、科学精神的追求，又呈现了物理学科对培养学生的学习能力与思维能力品质的具体要求。
本文是我根据自己多年的一线教学经验，就物理学科核心素养下教学模式与方法的转变，就如何将核心素养融入到高中物理课堂教学中谈谈自己粗浅的看法。
一、培养学生的物理观念
?物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动、相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华。物理观念包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。也就是说，物理观念是学生在学习物理知识的过程中，逐步内化的从物理学角度出发对客观世界的概括性认识。通过高中阶段的学习，学生应初步形成物理观念，能用其解释自然现象、解决实际问题、描述自然界的图景。
研究表明，物理观念是在精心组织和真实开展的活动中形成的。通过物理概念和规律等内容的学习，才能逐步形成物理观念，才能逐步实现系统反思和迁移应用，才能使学生们的物理观念不断发展，进而用这些物理观念去解释自然现象，解决生产和生活中的实际问题。
爱因斯坦指出：在建立一个物理学理论时，物理观念起到最主要的作用。物理书上虽然有太多复杂的数学公式，但是所有的物理学理论，都起源于物理思维和观念，而不是公式。物理观念的培养和形成是个长期的工作，但如果学生们一旦养成了好的物理观，对以后的学习和工作所起的作用是潜移默化的。要培养学生的物理观念，我觉得可以从两个方面入手：①教学中融入物理学史，让学生感受物理学发展历程中物理观念所起的作用；②加强学生的知识学习，促进物理观念的形成。在教学过程中，引用物理学史料，能使学生经受物理观念变革的洗礼，深刻领会物理学思想方法的真谛和内涵。
例如：我们在讲授自由落体运动的基本规律后，接下来讲授伽利略对自由落体运动的研究，教师可以将一些课外阅读资料以及教参或通过其他渠道得到的有关物理学史丰富完善，从而把这一节枯燥甚至晦涩难懂的内容转变为一堂精彩的故事课，极大提高学生的学习兴趣。教学中，教师可以将学生带回伽利略时代，体验伽利略的研究过程：提出问题——逻辑推理——大胆猜想——实验验证——结论外推。这还可以帮助学生们把握正确的自由落体运动规律，从而树立正确的运动观和物理价值观。
再比如：现在很多人都认为国外的东西比国产的好，尽管价格不菲，还是有不少人趋之若鹜。说难听点这叫崇洋媚外，本质上讲其实是价值观的问题。我在深圳市好课程《物理探秘》中就以“电饭煲真的需要国外进口吗”为专题，讲述了电饭煲的结构、工作原理、常见的故障及维修方法，电饭煲的保养常识和选购技巧等，为了让教学更有真实性和说服力，我特意挑选了几款不同的电饭煲（包括日本和韩国某两知名品牌价格不菲的各一款商品，国内一千左右和一百元左右电饭煲各一款，通过外观、材质、价格、功率、尤其是煮饭的口感等多项对比，几乎所有学生都认为国内一千元的电饭煲高端大气上档次，且煮出来的米饭口感最好（为了显示公平，在让学生品尝米饭之前，我和助手特意将米饭从各个电饭煲里舀出来装在不同盘子里，做上标记，让学生品尝后投票）。事实胜于雄辩，当下课时，我问学生：“如果现在父母或亲戚朋友还想到国外买电饭煲时，你们会怎么办呢？”，学生们几乎异口同声的说：“我会劝他们不要去┄”。
二、培养学生的科学思维
? 科学思维是以物理学视角认识客观事物本质属性、内在联系的方式；是基于经验事实的抽象概括，具体运用推理论证等科学思维方法的过程；是基于事实证据和科学推理进而提出创造性见解的能力与品质。主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。
在进行一些问题型实验教学时，可以对学生进行创造思维的教导和培养，如果引导得好，对学生各方面能力和素养的培养是十分有益的。因为问题性实验教学的内容和教学方向都十分清晰、明确，对学生的要求也非常直观。在这过程中如果学生完全按照教师的设计思路，可以将该实验成功完成。但如果他们能另辟蹊径，提出一些巧妙地解题方法或思维模式，就证明学生对于这一类问题具有创造力或创造思维。若学生没有好的解题思路或方法，此时，作为教师如果发挥自身的引导作用，与学生一起进行分析，帮助学生掌握该类问题的解题思路和方法，培养学生的建模能力，从而提高学生针对该类问题的解决能力，体现出实验教学的积极性。
例如：在进行感应电流的产生条件教学中，传统教学中，我们教师一般都按照课本上安排的几个演示实验的顺序，依次为：向线圈里插入磁铁，把磁铁抽出来；模仿法拉第实验，断开或闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，使大小线圈发生相对运动等，最终归纳得出结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。这样做的好处是让学生觉得很有条理，教学任务比较容易完成，但不足之处却是限制了孩子们的想象力，不利于培养学生们的科学思维，难道改变磁通量的方法就这几种吗？既然老师们都说：“无论使用何种方法┄”，那何不放开手脚，让孩子们自由发挥呢？也许，下一个诺贝尔奖得主很快就在他们中间产生了，哈哈！
再如，在用油膜法估测分子直径数量级的实验中，因为学生从来没有接触过相类似的问题，因此，很多学生在开始时都感觉无从下手。这是因为该问题已经超出学生的知识范围。但这是一个非常典型的问题，主要利用单分子油膜法进行实验。将配置好的油酸酒精溶液覆盖在水面上，由于酒精的挥发，使水面上形成油膜，再利用读取的油膜面积计算出分子直径所占有的数量级。该实验就具有非常积极地教学作用。
首先，它可以帮助学生对测算分子直径数量级有一个大概的认识和了解；其次，它可以加深学生对分子直径数量级的记忆，在以后进行分子直径数量级估算时有一个明确的参考作用；第三，该种测量法对学生的创造能力具有一定的启迪作用，利用液体体积不变原理，可以为学生以后处理很多相似问题时提供了解题思路和思考方向。教师通过对该实验的解题方向和思路的讲解，让学生达到举一反三的目的，提高教学质量。
三、培养学生的科学态度和责任
科学态度是指在认识科学本质，理解科学、技术、社会、环境（STSE）的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等要素。?它包含两层含义。一层是指能认识科学是基于证据的解释，随着证据的不断更新迭代，科学随之动态发展，树立正确的科学本质观，形成应有的科学态度；另一层，科学态度与责任是在理解物理与技术、社会、环境关系的基础上形成的科学态度和社会责任感。物理学与日常生活联系紧密，推动着现代技术的发展，极大的改善人类的生活，但也随之带来了一系列如温室效应，能源危机等问题。通过高中阶段的核心素养的学习，我们要培养学生正确认识科学的本质；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威；在进行物理研究和物理成果应用时，能遵循普遍接受的道德规范；理解科学、技术、社会、环境的关系，热爱自然，珍惜生命，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
在教学过程中，教师要明确提出并说明每一节课题的内容、意义和重要性，还可以通过生活实例，知道学习到的知识能解决什么实际问题，让其感受到物理知识体现在生活中每个角落，体验物理学习的重要，从而激发和培养孩子们正确的学习动机。学会用正确的思维方法解决生活问题，还可以再进一步，将生活问题提炼成物理问题并分析解决，掌握科学思维方法。
基于学科核心素养的物理教学要围绕实际问题进行，引导学生利用科学思维方法解决问题以提高科学思维素养。如：实验“探究加速度与力和质量的关系”教学时，可以给学生设置一个具有一定挑战性的问题：划分学习小组，利用所给出器材分析物理加速度与所受合外力及质量间存在的定量关系。学生根据这一问题，通过独立思考、小组分析及全班交流明确实验思路。
教师可提示学生，研究三个量之间的关系时，应控制一个量不变，才能研究另两个量的关系，这种方法叫控制变量法。这个实验要分两步进行：第一步、控制小车质量不变，改变小盘中砝码的质量，得出加速度与合外力间的关系；第二步、控制小盘与砝码质量不变（即控制小车所受合外力不变），调整小车质量，分析得出加速度与小车质量的关系。随后各学习小组根据测量的数据设计实验方案并分组配合完成，从而验证“牛顿第二定律”。整个过程中学生既掌握了控制变量法的精髓，又学会了利用图像研究数据关系，很大程度上培养和提高了学生的科学态度和责任。
四、培养学生的探究能力
科学探究是学生在类似于科学家探索自然规律的探究行为过程中形成的综合性能力，因而其表现在学生进行探究活动中，并在活动中的到发展。科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。也就是提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思。
苏霍姆林斯基说：“一个孩子到十二三岁还没有自己的兴趣和爱好，做老师的要为他担忧”。要培养孩子们的探究能力，我们物理教师首先要做出改变：从物理教学到物理教育。物理教学通常是以知识为线索展开的，这就容易导致教师把教学重点放在知识的讲授上，而忽视物理课程的育人功能。为了防止这种倾向，设计和开展教学时必须以物理核心素养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要求，自始至终贯穿在教学活动之中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。因此，如何在高中物理课堂教学中培养孩子们的学习兴趣和探究能力一直是我在教学中不断思考的问题。
在学习“牛顿第三定律”时，传统以知识为本位的教学流程为：教师先列举一些课本上的实例，证明物体间作用力确实是相互的；然后利用两个弹簧秤为学生演示对拉实验，让学生观察弹簧秤的示数变化，得出相互作用的两个力大小、方向之间的关系；最后，让学生总结得出牛顿第三定律。这种教学方法主要靠教师个人讲解，学生没有主动参与到教学过程中，缺乏对知识的深入探讨和切实掌握，与探究教学的本质相违背，对学生科学思维和探究能力的培养极为不利。
我设计的以核心素养作为教学主旨的“牛顿第三定律”教学流程如下：首先，要向学生证明两个物体间相互性的问题，安排学生进行实验观察：①两同学拔河；②汽车在路面行驶飞机；③鸡蛋碰石头；④螺旋桨在空中旋转等，归纳分析：两个物体间的作用一直是相互的。其次，证明相互作用力间的关系。猜想假设：这两个力大小相等，方向相反。为证明这一猜想（可提供适量的实验器材，比如：让一个同学带上拳击手套，用适度的力去击打另一个的肩部学生，两位同学各自谈论一下相互作用后的体会等），交流讨论后设计的实验方案为：两只弹簧秤对拉，以读数证明猜想。很多学生将弹簧秤水平放置，也有学生突发奇想采用竖直或斜向摆放进行实验，结果两个弹簧称读数都相同。在我肯定学生的做法之后，问“现在你们可以得出作用力和反作用力的关系吗？”，有一个成绩好的学生质疑：“现在的实验结论都是在平衡状态下进行的，若在非平衡状态下会怎样？”这个问题出乎我意料之外，迫使我与学生一起在非平衡状态下（加速运动、减速运动）重新进行实验，读数虽然有些困难，但我们想到了利用传感器，最终还是证明读数相同。通过这种教学模式，不仅学生，连我，也在教学中收获满满，师生的探究学习能力都获得极大提高。
结束语
综上所述，要培养学科的核心素养，高中物理教学应侧重在以下四个方面作出努力：①物理教学要把身心健康放在首要目标；②物理教学要培养学生终身学习的能力；③物理教学要为学生打下走向社会的基础；④物理教学要在知识建构的过程中下工夫。
由于核心素养具有综合性、跨学科的特点，所提出的关键指标通过各学科教学都可以育成，也是学生的发展中最重要的东西。因此高中物理所提出的核心素养的各个要素，实际上也都是服务于学生发展的核心素养体系。同时，核心素养体系中的各项指标也不是彼此孤立地发挥作用，它可以在一个学生的身上整体表现出来。还有，核心素养的形成不是一蹴而就的，需要在整个教育阶段中慢慢形成。
高中物理教学应综合反映人类在探索自然规律过程中取得的成果, 以提高学生科学素养为目标。高中阶段的物理教学不仅要注重科学知识的传授和技能的训练，更要注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。
总之，核心素养培养模式下需要教师改进与创新教学方法。只有充分发挥教师与学生的主观能动性，才能体现出物理学科的价值。希望通过本文论述，为各位同行的教学以及同类研究提供借鉴。
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［5］高中物理教学如何培养核心素养 中国民族教育，2017.第五期
［6］董友军 物理观念的构成和培养策略 个人图书馆 2017.9
作者简介：张俊敏（出生年月1975-11-14），男，大学本科学历，中学物理高级教师，主要研究方向：高考，物理教学方法，物理学科核心素养，物理知识与生活应用等。湖北省黄冈市骨干教师，黄冈名师，全国物理竞赛优秀辅导教师，所教学生很多在全国物理竞赛中获国家一二三奖，在全国各类专业报刊杂志发表论文多篇，多次参与黄冈市高三复习资料的编写和校对工作。著有《中学物理易错题典例分析》、《高中物理名题新题详解新题典》、专著有《身边的物理》等，2016年主持的《物理探秘》获评深圳市好课程。现任教于深圳市光明区光明中学。