顾正玖

随着课程改革的深入，以学科知识结构为核心的传统课程标准体系逐渐向以个人终身发展、终身学习为主体的核心素养模型转化，核心素养成为课程改革深化的新目标，学生在高中学习阶段，学校教育应该培养学生物理的核心素养是什么？物理核心素养的培养与物理教学是什么样的关系？物理教学中如何转移到以培养学生核心素养为最重要的目标？这是值得我们在今后教学中认真思考和践行的问题。

一、对物理核心素养的理解和认识

物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。
1、物理观念：从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等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。

通过高中阶段的学习，学生应形成经典物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题；初步具有现代物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，能用这些观念描述自然界的图景。
2、科学思维：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。“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。

通过高中阶段的学习，学生应具有建构理想模型的意识和能力；能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题；具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新。
3、实验探究：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、反思的能力。“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。

通过高中阶段的学习，学生应具有实验探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用 各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。
4、科学态度与责任：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。“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等要素。

通过高中阶段的学习，学生能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。

二、培养学生物理核心素养存在的问题与对策

1、存在的问题：新课教学中存在“功利性”的弊端，高中物理教学不是为了培养学生的“物理核心素养”，而是为了实现学生考试高分的目标。例如：

（1）省略了探究概念和寻找规律的教学过程。在物理高考题目中，极少有考查概念的题目，因此很多老师就大量减少探究概念形成的过程及教学时间，仅仅要求学生记住几个概念，根本不考虑学生从初中感性认识到高中理性认识跳跃过程的困难，忽视了对学生进行抽象能力的培养。大量的时间让学生做大量的练习题，这种“功利性”的教学方法可以使学生在阶段性的考试中得到高分。阶段性的考试很少有原创的试题，基本都是常规的题目，只是考查学生会用公式而已。学生做了大量练习之后，熟练程度高，甚至考试的试题都有可能在练习中已经做过，所以也很容易得到高分。学生为了做大量的练习，学得非常辛苦，影响了身心健康，但是对于学科知识和研究方法却没有真正的理解。

（2）教学中减少分组实验和演示实验。由于高考和各种阶段性考试中，没有让学生现场进行实验操作、观察现象和记录数据的项目，所以很多老师并不重视实验教学。还有很多学校进行学生分组实验时，总是将几个实验合并在一起，一节课就完成。比如第一章第4节“用打点计时器测速度”和第二章第1节“探究小车速度随时间变化的规律”都是并成一节课完成的。实验教学是物理教学中重要的组成部分，是学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从而观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法，能够培养学生的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。但是在“功利性”思想的影响下，许多老师不愿意多做实验。因为实验课需要进行很多准备工作，包括器材的准备、耗材的补充、器材损坏后的维修，而且实验课相关的学生管理（尤其是安全管理）工作量也相对较大，所以一些教师总是尽量减少实验的次数，取而代之的是大量的实验题练习，实验教学变成了“纸上的实验”。

（3）高中物理教学的“荒谬性”：高中物理教学的“荒谬性”是指一些高中物理教学中出现的违背“物理规律”、不合“真实生活”的教学事件。物理教学强调“从生活中来，又回到生活中去”，可教师凭空臆造，脱离生活，造成很多“荒谬性”问题，让物理教学变成了“无理教学”。比如题目数据设置的“荒谬性”，在物理题目中，任何数据都应该符合实际，但是很多老师选题或者编题时忽视了这一点，经常为了套用公式而命题，而不是从解决实际问题的角度去考虑。违反科学的“荒谬性”解法，这一类型的问题，是一种本质上的错误，比语言叙述和数据上不合理要严重得多。学生做了这一类型的题目，不但能力得不到提高，反而会削弱其对基本概念、基本规律的理解和应用，甚至引起思维上的混乱。

在某地的高三模拟考试的题目中，命题者的答案为飞机的功率是用于自身上升的，其上升的动力和飞机的重力所做的总功，在数值上等于飞机动能的增加。这个认识是错误的，因为飞机螺旋桨的转动会使空气向下流动，空气也获得了一定的动能，这个动能也只能来源于飞机的做功，命题者根本没有考虑这个因素，其理解违反了能量守恒定律，导致了科学性的错误。

2、培养核心素养的对策：让学生重演物理知识的发生过程。波利亚说：“在教一个科学的分支(或一个理论.一个概念)时,我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那些最关键的步子,当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误,而仅仅是重蹈关键性步子.”在物理知识的学习过程中，哪些是关键的步子？我认为是物理中的核心概念形成过程，基本的规律发现过程，重要的物理实验设计、操作、数据分析、处理过程，分析物理问题的思维过程。于是在物理教学中，我们应该：

（1）、让学生体验核心概念的形成过程。物理的核心概念是物理学大厦的基石，要让学生建立物理知识体系，必须充分理解这些概念的内涵与外延，在教学中，通过实验器材演示、多媒体的展示、导学案的设计，营造生动、直观、具体的物理情景，让学生在具体的物理情景中去观察、分析、比较、概括、抽想出物理的概念，这要求在物理概念导学案的设计、预习课、展示课中要提供丰富的感性素材,引导学生重演物理概念的形成过程。

（2）让学生探寻物理规律的发现过程。物理规律，是物理学中的魂，是物理学大厦中的栋梁，物理学就是利用一个个规律去解决实际问题学科。在教学中，让学生重演重要物理规律的发现过程，对学生深刻理解物理规律、领悟规律发现过程中所用巧妙的方法，体验探索和发现的喜悦,感受科学家探究规律过程表现出来的恒心和毅力，产生科学情感、形成科学态度都是大有裨益的。在核心规律的教学中，尽可能要按规律发现过程设计规律教学，即：提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估,在导学案引导下,让学生经历这些规律发现的生动过程。

（3）、让学生参与物理实验的整个过程。物理学是以实验为基础的自然学科，物理实验推动着物理学的发展，因此物理实验是物理教学重要的组成部分。物理教学中，要通过物理导学案的引导，要让学生根据实验目的、设计实验方案，选择实验仪器，动手操作，记录分析实验数据，得出结论，最后评估交流。这样才能让学生在实验中充分动手操作、动脑思考和动情感受，才能逐步形成严谨的、事实求实的科学态度。另外，为学生提供实验器材，鼓励学生课外自主设计、完成一些小实验；课堂中的演示实验，也要通过教师精心设计让学生参与进来。
  （4）、让学生亲历物理问题的解决过程。解决物理问题，是学生物理思维的形成、发展、提升的重要环节。在习题课的教学中，要在导学案引导下，让学生从实际问题出发，确定研究对象、分析物理过程、建立物理模型、选择规律、建立方程、求解讨论；在展示课上，要求学生按上述程序展示问题的解决过程，让物理解决问题的思维方式在学生大脑固化下来，成为学生思维习惯。

三、物理教学中如何践行和落实核心素养

在教学中多方位培养学生的学习物理的兴趣，引导学生热爱物理学科，加强科学品质教育。爱因斯坦说：“兴趣是最好的老师”，有了兴趣，学生的学习就有了动力，学生就能全神贯注地积极思维，就能克服困难，探究科学的奥秘；有了兴趣，学习就可以不再成为学生的负担，而成为学生的责任。学习物理的兴趣为什么如此重要？人实际很奇怪，自已感兴趣学科，就愿意为他投入，即使没有回报，你也觉得值；自已不喜欢的学科，即使被迫投入，也会认为情非得已。从心理学角度来看，动机是个体行动的直接推动力，而情感是个体行动的第一推动力。在教学中，怎样提高学生学物理的兴趣？怎样提高学生的抽象思维能力？怎样培养学生的动手能力和解决问题的能力？怎样把感性认识（一些物理现象）上升到理性认识（现象的本质）呢？我做了如下尝试。

1、课前问与答—激发学生的兴趣

在讲授新课前，首先复习提问或自问自答，是传统教学的一个重要方式，在这一环节上，学生是被动地答老师提出的问题，就很难达到使学生主动思维的目的。我国古代教育家孔子“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”，美国教育心理学家布鲁纳认为：“我们十分强调主动学习，学生亲自探索事物，即重视的是主动发现事物，而不是被动地接受知识。”基于这种思想，既要培养学生的学习兴趣，又要培养学生主动参与学习的能力，在每节课后，利用智慧课堂布置学生根据本节或本章知识，自编一至两道概念辩析题，在下节课上课前几分钟进行概念辩析问答，由学生提出，学生回答，教师加以点评，对编的好，答的好或有创造性发现问题的同学，要及时表扬，同时要兼顾上、中、下三个层次。这样做，大大提高了学生学习兴趣与主动性，为编题、找题，学生积极查找资料有关杂志或学生指导用书，从而扩大了学生视野，活跃了思维，还能逐步提高学生语言组织能力，表达能力和演讲能力，使课堂气氛活跃，为了新课创造了良好的情景，教师及时点评也体现了在教学环节上的主导作用。例如讲到平均速度和瞬时速度时，有同学分不清。有一位同学利用智慧课堂视频下载了刘翔创造110米栅世界记录的视频图象，他探究了刘翔的起跑速度，前两拦速度，中间几栏的速度，冲刺速度和过终点的速度，结合探究结果，给刘翔提出合理的训练计划。由于电脑有暂停和记时功能，刘翔的动态过程就变成一个一个静态过程。由数据很容易计算结果，这一设计新鲜刺激，同学们在轻松愉快的情况下就能轻松自然地掌握知识，区分了概念。

2、思考与讨论——培养学生思维能力和合作精神

孔子云：“学而不思则罔，思而不学则殆”。根据教材提出的问题，让学生有目的地去思考，从而使学生积极参与到数学活动中去，要求学生，仔细思考，尽量独立完成，这样能培养学生善于思考的习惯。例如在《用打点计时器测速度》一节中，有这样两个问题：1、怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？2、如果纸带上的点迹分布不均匀，那么，点迹密集处表示运动的速度较大还是较小？在力合成与分解中，合力大还是分力大？两者关系如何？力的分解有哪几种可解类型？问题通过争辩，就会更加明析。因此让学生前后四个组成一小组，针对提出的问题，各抒已见，发言交流，争论反驳，形成信息的多向传递，充分发挥“共振效应”，让学生扬长避短，相互促进，共同提高，从而培养学生的团结互助精神，增强集体主义观念。在小组讨论的基础上，请部分小组代表发言，交流讨论结果，我结合掌握的情况，进行相应的启发和点拨，补充订正，把问题引到一定深度，并根据需要不断穿插读、议，讲，完成教学的重点，突破教学的难点。在师生共同讨论学习完成重、难点的基础上，我再归纳小结，使学过的知识系统化、条理化，让学生新旧知识联系起来。

3、小实验，小制作——培养学生分析问题和解决问题的能力。

陆游曾说过：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。学习物理也是一样，学生不仅要学到书本上的知识，还要能用学过的知识解实际问题。例如《自由落体运动》学完后，布置学生思考：怎样测定你的反应时间？你家新买了照相机，你能用学过的知识测定它的曝光时间吗？能用DV连动功能测当地重力加速度吗？给你一把尺子，一个秒表，一个盘子能测重力加速度吗？这样由学生亲手做出来的，学生会记得更牢，同时也锻炼了学生动手能力，激了学习物理的兴趣。懂得了学以致用的道理，培养了分析问题解决问题的能力，体验了学习的成就感。俗话说：“一朝被蛇咬，十年怕井绳”。原因何在？因为有“一朝被蛇咬”深刻的体验，才会有“十年怕井绳”的意识，意识的形成来源于体验，通过小实验，让学生体验到了物理知识能解决很多问题，自然就增加了学生学好物理知识的意识。

4、习题课—培养学生的科学方法，科学素质和竞争意识

习题课是对所学知识的巩固，对解题方法的指导和对知识体系的建立，解题方法要以感情认识为基础，而不是抽象的条文对个例中共性的抽象，贵在让学生自觉应用，并不断参透，拓展到灵活应用于新情况，即个例→抽象→应用→拓展提高。例如“如何测定玩具手抢的水平初速度？”；先出一个平抛运动的习题让学生板演，针对出现的情况教师及时讲评，再思考如何用平抛规律求初速度，要测哪些物理量？再让学生自动手实验，测高和水平距离，通过操作体验，学生对平抛运动的规律自然就会深入理解。

习题课有助于学生科学素质的提高。例如万有引力定律的建立过程就可构造很多习题，通过历史足迹了解开普勒定律，用动力学推导关系式F与m/r2成正比，导出F与M1·M2/r2成正比后，检验—月地检验，检验结果重力，引力是同一性质的力，推广—万有引力定律，卡文迪许测出引力常数—万有引力定律真正使用价值。定律中比例关系推导，月地检验，测引力常数等都是很好的习题，通过习题讲解也为学生构建一个良好的知识结构。在高一四个班教学中，通过习题方式构建万有引力定律，取得良好的教学效果。

习题课可采取多种方式进行，比如根据教材的内容和重难点，精心拟定题型多样，新颖而富有启发性的题目，或课本上例题、习题的变型和拓展，先打印出来，人手一份，然后采用或抢答，或讨论，或点将等多种形式进行竞争，也可将学生分几组，然后让学生相互进行考查，一组出题，一组回答，最后我定性。这种方法有助于调动学生思维的积极性，使学生竞相出题，答题，从而愉快而激烈地去掌握知识，巩固知识，增强了对知识的理解和记忆，同时我可能直接得到反馈信息，及时做到查漏补缺。
    5、对高一新生，介绍本学科的时候，一方面要介始物理学科的重要性、另一方面更要介绍本学科的趣味性。介绍学科的重要性，触动的是学生理性的认识，不一定产生行动；而介绍学科的趣味性，触动的是学生的情感，更容易推动学生行动起来。让学生在学习中获得成就感，将学生对学科的兴趣引向深刻与持久。 学生在考试中取得好成绩，学生易获得成就感，但并不是最重要的；学生在学习中最大成就感来自于知识本身。比如学生在解决问题中的奇思妙想、对一个小实验创造性设计，如果能得到同学、教师的肯定，他会感到更为自豪。教学中对于学生创造性的想法、设计要及时给予表扬与肯定，激发、强化他们成就感。

四、课外小组—因材施教

成立课外学习兴趣小组，丰富第二课堂。将爱好物理，喜欢动手的同学组织起来，做些小实验，小制作，小发明，小创作或课题研究，锻炼这部分学生的动手能力，解决问题的能力，激发学生的兴趣，让学生体会到学习不公有趣，更有用处。给他们推荐一些好的网站，借阅相关书籍，开拓他们的视野，增长他们书本以外的知识。叶圣陶先生曾说过“教师讲课的真谛不在于全盘授于，而在于相机诱导”。

即引导学生动手动脑，通过自己的思维的实践去掌握知识。增强了学生学习物理的兴趣，变被动的“听”为主动的“学”，由“学会”转变为“会学”，提高学生动手动脑和解决问题的能力，真正发挥学生的探究精神，锻炼学生自己发现问题和解决问题的能力，克服学生某些消极定势，消除对物理概念定律的模糊乃至错误的认识。增强学生的多种能力，培养学生良好的心理品质，为他们学习物理打下了良好的基础。学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，真正体现以学科知识结构为核心的传统课程标准体系逐渐向以个人终身发展、终身学习为主体的核心素养模型转化。