学生物理核心素养的提高方法

【摘要】新修订的《义务教育物理课程标准（2022年版）》要求中学物理教学必须以核心素养为纲，强化物理课程育人导向。文章通过推进实验探究和跨学科实践创新育人方式，把以“知识为本”的教学转变为以“核心素养为本”的教学，帮助学生将所学知识迁移建构成自己的能力，培养学生的创新能力与解决实际问题的能力，让学生成为一个全面发展的人才。

【关键词】物理教学；核心素养；教学观念；实践探究；跨学科实践

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2023）01—0046—04

新修订的《义务教育物理课程标准（2022年版）》指出物理学科要“注重落实物理课程的育人价值，培养学生适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力”。物理学科核心素养是学生通过物理课程学习内化的带有物理学科特性的品质，是物理学科育人价值的集中体现，是学生科学素养的重要构成，主要包含物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面[1]。

但受应试教育的影响，在当下的中学教育教学中仍存在一些极端的育人方式，学校尽可能地压缩非必要的实践活动，最大限度地延长学生的学习时间，教师则通过海量练习、频繁考试来强化学生的基础知识。这些做法对提升学生的应试能力也许是有效的，但是否有利于学生的身心健康和全面发展是值得我们深思的。当前，促进学生核心素养发展已成为中小学教育改革的重要突破口，这就要求中学物理教学必须以核心素养为纲，强化物理课程育人导向，发挥实验教学育人功能，通过推进实验探究和跨学科实践创新育人方式，把以“知识为本”的教学转变为以“核心素养为本”的教学，帮助学生将所学知识建构成自己的能力，培养学生的创新能力与解决实际问题的能力，让学生成为一个全面发展的人才。

一、转变教师教学观念，推进物理教学改革

物理教师要用核心素养来引领、指导教学，要准确理解“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个基本要素内涵，从根本上改变课程观、学生观、教学观，重新审视自己的课堂价值观，反思课堂教学中普遍存在的重知识传授轻知识探究、重学习结果轻学习过程等问题，积极开展课堂教学改革，提高物理课堂的育人价值。

教师要深刻理解《义务教育物理课程标准（2022年版）》内涵，积极践行核心素养教学要求，既要落实好课标知识点的要求，又要注重培养学生的核心素养，力争做到在教学过程中坚持以传授科学知识、培养实验技能、形成物理观念为基础，以培育科学态度、情感与价值观为主导，以发展学生科学思维、培养科学探究和创新精神为重点，以了解科学、技术与社会的关系为背景，渗透科技意识，促进学生对科学、技术、社会、环境关系的理解，增强学生的社会责任感。这也要求物理教师必须做到与时俱进，不断学习新的教学理念和物理学知识，从新知识中获得更广阔的教学视野，从新知识中获得更多的启发，给物理课程改革带来创新，给自己的课堂教学注入新的活力。

二、重视实验探究，培养学生的关键能力和必备品格

物理学习的方法和科学思维的培养是物理核心素养的主要要素，支配着物理知识的获取和应用，能促进物理知识体系的建构与智力的同步发展，是学生离开学校后学习与工作最有力的工具。然而，这仅靠课堂上知识的讲授和习题的演练是很难完成的，学校必须为学生提供更为广阔的学习探究、实践创新的平台，让学生在实验探究和跨学科实践中去融合。

物理学是在观察与实验研究的基础上，研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，体现了科学探究的本质特征。新课标将“科学探究”上升为核心素养的一个方面，直接归入课程目标，新增“实验探究”和“跨学科实践”两个主题，凸显了物理学科教学的特点。其中，“实验探究”主题明确学生必做测量类实验9个、探究类实验12个，并通过“学业要求”和“教学提示”，对物理课程提出“新教学”要求[2]，由“教”转向“学”。由原来教师的“教”为主，转变为今后学生的“学”为主，教师的“讲授”必须让位于学生的“探究”，变单一的“教学”为全面的“育人”。

1.重视测量类实验教学，培养学生的动手操作能力。学校要认真贯彻落实物理课程标准，重视物理实验教学和实践活动，物理教师要按照教学计划中的课时安排，定时足额地组织学生到实验室开展实验教学，教师的演示实验要突出操作规范，强调注意事项；学生的分组实验要人人参与、个个动手，确保每个学生都能熟练操作，完成实验任务。

物理教师要通过9个测量类实验教学，让学生掌握各种常用测量工具、仪表的使用方法和操作技能。如，会用托盘天平测量物体的质量，会用天平、量筒等测量固体和液体的密度；会用秒表和刻度尺测量物体运动的速度；会用电流表测电流，会用电压表测电压，会用电流表、电压表和滑动变阻器等测量电阻等。物理教师要通过这些测量类实验教学，帮助学生理解实验原理，掌握实验方法，指导学生观察、分析实验现象，记录、处理实验数据，教育学生遵守实验室守则，养成良好的实验习惯，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。

2.加强科学探究类实验教学，培养学生的实验探究和实践创新能力。新课标将12个探究类学生实验作为落实“科学探究”素养目标对应的载体，要求学生必须会做。教师要加强对探究类实验教学的研究，提前做好实验教学设计，准备好实验器材和场地等，规划好教学时间。要注重学生探究活动的安排，尽可能地创设学生亲身体验、主动参与、师生互动的情境，引导学生去发现问题、提出问题，启发学生作出猜想与假设，培养学生的创新精神和实践能力。

例如，教学“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”时，教师启发学生大胆猜想：感应电流的产生与哪些因素有关？与磁场强弱、磁场方向、电路是否闭合、导体在磁场中运动的快慢和方向、闭合电路在磁场中的面积大小等有关。在验证猜想的过程中，指导学生针对问题设计实验，画出电路图，选择实验器材，组装设备，连接器材。实验时，要明确分工，让每个同学都能带着任务，分工合作，有序探究实验；评估时，学生真实地反馈实验现象与猜想或定律的差距，小组讨论，认真思考提出修正或改进实验方案。整个学习过程，要充分调动学生思维的活跃性，体现“以学生发展为本”的思想。这种探究类实验教学关注的不仅仅是实验的结果，更重要的是关注学生主动探索问题的过程。教学过程要注重学生独立思考能力的培养，着眼于创造性思维的培养，充分发挥学生学习的主动性。这种教学方式不仅使学生能真正理解和掌握知识、技能，还能引发他们思考，促使他们思维开放，自主学习，培养探究能力和创新、合作意识，为他们的终身学习和发展奠定基础。

3.注重物理方法、数理思维和科学推理的训练，强化学生的关键能力和必备品格。在进行测量类实验教学时，要让学生懂得使用多次测量求平均值的方法来减小误差；在探究类实验教学中，要让学生掌握控制变量法，通过保持几个量不变，而只改变某一个量来进行研究，从而将受多因素影响的复杂问题转化成单一因素来研究。

如，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关？探究液体压强与哪些因素有关？探究浮力大小与哪些因素有关？探究电流与电压、电阻的关系？此外，常用的物理方法还有：转换法、等效替代法、科学推理法、理想模型法和类比法等。在教学中要有意识地训练这些方法，特别是要重视对学生进行抽象、概括和科学推理能力的培养。又如，在教学“牛顿第一定律”时，让学生体验感知伽利略的“理想斜面实验”，由物体在越光滑的平面上运动的距离越远的事实推理出，运动物体在绝对光滑的平面上将会永远做匀速直线运动的结论。让科学推理架起事实与猜想之间的桥梁，给学生的科学思维插上智慧的翅膀。

另外，在物理教学中，还要注重数学工具的运用，数学是学习物理的基础，数学知识可以对物理概念及规律进行定量描述，是建立物理概念的有效工具。教师要引导学生用数学的方式来描述物理量，学会用数学语言揭示物理的本质特征，帮助学生构建概念与规律的数学模型，培养学生的数理思维能力。

如，在学习“速度”的相关内容时，如何描述一个物体运动的快慢，到底是用“通过相同的距离，比较所用时间的多少？”还是用“在相同的时间内，比较通过距离的长短？”通过实例计算分析得知，前一种方法描述比值大的反而表示物体运动得慢，不符合我们的常规认知逻辑，所以物理学上引入“速度”这个概念，即用“运动物体在单位时间内通过的路程”来描述运动物体的快慢。接着引导学生思考，怎样运用数学语言表达运动物体的这种特征？让学生自己思考总结，经过讨论分析建立v=s/t的数学模型。同样的，在“密度”“压强”“功”等概念的教学中也都能引导学生用数学语言来表达，通过学生自身的思考感悟，数理思想就能逐步得以形成和发展。

三、重视跨学科实践，培养学生创新能力和解决问题的能力

在以核心素养为导向的新课程改革中，要求学校教育要突出实践育人价值，强调综合性，突出实践性，将“学习”与“发展”的视点从“垂直维度”转向“水平维度”。学校教育不再是单纯的知识传递、个人的知识“存储”，更多的则是借助“有效思维、有效行动、有效建构、有效达成”的跨越学科边界的课程与教学的设计与实施[3]，来培养促进学生创新能力和解决问题能力的提高。

《义务教育物理课程标准（2022年版）》课程内容框架中，最大的变化是新增了“跨学科实践”主题，对学生学业的要求是能用物理及其他学科知识解释健康、安全等日常问题，探索一些简单的工程、技术问题，分析与能源、环境有关的热点问题，初步具有运用跨学科知识解决简单问题的能力。这就要求学校必须研究与“跨学科实践”主题相匹配的“怎么学”的方式问题，倡导物理教师要有意识地把新课教学与跨学科实践融合在一起，通过以主题、项目或活动组织课程内容，以“任务导向”引导学生融合各学科知识开展跨学科综合实践活动，并推动教学内容与学习方式的转变。

如，在进行“能源与可持续发展”的教学时，可结合本地实际情况，组织学生到水电站、热电站、核电站，光伏、风力发电基地和新能源研发企业开展项目学习。教师根据课程目标，让学生自主选择感兴趣的活动主题，调查了解国家对水能、风能、光能等清洁能源的开发和利用情况，对新能源在开发和利用中取得的成果，为应对气候变化，实现“碳达峰”“碳中和”中长期目标，我们应该为执行国家制定的保障措施作出哪些努力？指导学生设计项目实施方案，组织学生在真实的问题情境下积极参与、合作探究。实施过程中，教师要根据项目的进展灵活地调整计划，将新生成的内容与之前预设的内容进行整合、取舍。引导学生运用不同学科的知识论证、解决现实问题，从而边应用边学习，实现跨学科实践。最后，要求小组成员共同合作完成项目研究报告，并用多元的方式汇报展示项目成果[4]。在进行“家庭电路”学习时，可组织学生开展家庭、校园安全隐患排查整改活动。组织学生排查家庭、校园中存在的安全隐患有哪些，针对不同的隐患问题提出不同的解决方案，并在教师和专业人员的指导下整改、排除隐患。另外，也可组织学生开展一些科技创新活动。如，在学习“物体的浮与沉”后，可组织学生设计制作能演示“潜水艇”工作原理的模型；在学习“电流的磁场”知识后，可安排学生自己动手用漆包线绕制电磁铁，引导学生分组设计并制作能演示“磁悬浮”原理的实验装置，同时集中进行展示、讲解、交流和评价。

总之，要全面深化新课程改革，在物理教学中有效落实核心素养，就必须转变教师的教学观念，树立“以学生发展为中心”的教学理念，积极推进物理课堂教学改革，变单一的“教学”为全面的“育人”；必须倡导推广多样化的教学方式，强调综合性、突出实践性，通过推进物理实验探究和跨学科实践来创新育人方式，让学生在“做中学”“创中学”，在实验中验证，在探究中创新，这样才能将物理学科核心素养落实到日常教学中，潜移默化地将书本知识转化为学生解决问题的技能。

参考文献

[1]教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2022：04-05.

[2]汤清修.把握物理课程改革新方向——解读《义务教育物理课程标准（2022年版）》的主要变化[J].全球教育展望，2022（06）：75-84.

[3]钟启泉.基于“跨学科素养”的教学设计——以STEAM与“综合学习”为例[J].全球教育展望，2022（01）：03-22.

[4]郭洪瑞，张紫红，崔允漷.试论核心素养导向的综合学习[J].全球教育展望，2022（05）：36-48.

编辑：张昀