基于教材與核心素養(yǎng)驅(qū)動下的物理教學(xué)的思考

摘 要：倡導(dǎo)核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理教學(xué)，是體現(xiàn)物理課程價值的要求。物理教師應(yīng)該從教材出發(fā)，結(jié)合物理學(xué)的基本概念和規(guī)律、科學(xué)探究的思想方法等方面培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物理教學(xué)要求要重視物理核心概念教學(xué)、重視問題分步式輔助教學(xué)、重視學(xué)生體驗知識形成過程、重視學(xué)生動手做實驗的情感體驗，培養(yǎng)學(xué)生利用已有的能力解決實際問題的能力和意識，同時還要注重教師以身作則、言傳身教的力量。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);教材分析;教學(xué)策略

一、引言

怎樣的物理教學(xué)才能有效地促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升，是每一位從事物理教學(xué)工作的教師都值得深思的問題。通過近幾年的物理教學(xué)與各類教研活動，筆者對于物理的基礎(chǔ)教育理念與教學(xué)方法在不斷摸索中尋找最契合學(xué)生的方式與方法。

二、物理核心素養(yǎng)

《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃（2006—2010—2020年）》指出，科學(xué)領(lǐng)域課程應(yīng)以提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)應(yīng)了解必要的科學(xué)技術(shù)知識、掌握基本的研究方法、樹立科學(xué)思想、崇尚科學(xué)精神，并有一定的應(yīng)用它們處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力。物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成。

三、教材分析

教材有3種基本結(jié)構(gòu)：學(xué)科知識結(jié)構(gòu)、認(rèn)知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、教材總體結(jié)構(gòu)。其中，教材總體結(jié)構(gòu)是由教材學(xué)科知識結(jié)構(gòu)和知識運用結(jié)構(gòu)兩者交叉形成的，極具學(xué)科特點和較為固定的教學(xué)模式方法及其編排順序，在此之上融入相應(yīng)的教學(xué)策略而形成的教材總體結(jié)構(gòu)。

人教版物理教材整體結(jié)構(gòu)排序為：機械運動、聲現(xiàn)象、物態(tài)變化、光現(xiàn)象、透鏡及其應(yīng)用、質(zhì)量與密度、力、運動和力、壓強、浮力、功和機械能、簡單機械、內(nèi)能、內(nèi)能的利用、電流和電路、電壓電阻、歐姆定律、電功率、生活用電、電與磁、信息的傳遞和能源與可持續(xù)發(fā)展。而從宏觀分析，該套教材以物質(zhì)、運動和相互作用、能量三大主題構(gòu)成不同層次又相互聯(lián)系的有機機構(gòu)體系，從自然界和日常生活中的各種現(xiàn)象出發(fā)，總結(jié)提煉知識，并回到生活、社會中去，深刻體現(xiàn)了物理學(xué)科“源于生活，又高于生活”的學(xué)科性質(zhì)。

在教材的認(rèn)知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，深刻體現(xiàn)了探究的思路，在每章節(jié)優(yōu)先提出一種或者多種相似的物理情景，在情景中設(shè)問，利用各種引導(dǎo)式問題培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、問題遷移能力，在思考過程中逐步強化科學(xué)探究“提出問題、分析問題、解決問題”的應(yīng)用能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

四、教學(xué)策略

物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)要求教師精準(zhǔn)把握教材內(nèi)容、熟練運用各種教學(xué)方法、適當(dāng)進行知識拓展，這些對于促進學(xué)生能力發(fā)展的價值深遠(yuǎn)，關(guān)注學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。

（一）圍繞核心概念開展教學(xué)

核心概念是位于學(xué)科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等基本理解和解釋，這些內(nèi)容可以展現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科背景，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分。在物理學(xué)科教學(xué)中，核心概念可以幫助教師和學(xué)生從課堂中跳脫出來，站在更高的思維層面上有意識地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。這樣也便于教師從單一的知識陳述轉(zhuǎn)移到利用客觀事實佐證核心概念，切實體現(xiàn)物理的“源于生活，高于生活”。

例如，能量是物理學(xué)中極其重要的一個物理概念。筆者在教學(xué)過程中，對于能量的概念定義為：物質(zhì)的時空分布可能變化程度的度量。這是一個純理論的概念，僅靠教師講授是難以掌握的，只有創(chuàng)設(shè)特定的情景才會顯得形象生動且有意義。在講授過程中，提出思想實驗，描繪特定場景，即在真空環(huán)境下，一張鋪平的床單（表示二維平面），在此種情況下引入一個物體放置床單上，學(xué)生對比前后實驗床單（即二維平面）發(fā)生何種變化，源于何種原因，圍繞該問題開展教學(xué)，學(xué)生得出簡單結(jié)論：物質(zhì)的存在導(dǎo)致床單發(fā)生彎曲。由此提出，避開受力導(dǎo)致床單（即二維平面）發(fā)生彎曲，物質(zhì)的存在影響時空的狀態(tài)，而且物質(zhì)的質(zhì)量越大，床單（即二維平面）變化程度越大。由此提及現(xiàn)代物理學(xué)已明確的質(zhì)量與能量之間的關(guān)系，即E=mc2，并加以詮釋床單凹陷所伴隨的能量變化，這個過程又是一個做功的過程。輔以動能的情景理解，沖撞床單（即二維平面）的速度越大，床單（即二維平面）的變化程度更大，即在質(zhì)量一定的情況下，物理的速度越大，動能越大。

又例如，功的概念定義為：力對物體作用的空間累積的物理量。在講授過程中，讓學(xué)生隨意列舉生活中涉及力的10個例子：推小車、捏橡皮、拿起書、搬起凳子、推墻、梳頭發(fā)、背起書包、拿起石頭、玩手機和捏皮球。在以上例子中，尋找普遍的共性。學(xué)生通過思考很快就可以得出在羅列例子中第一個共性：有力的作用。教師此時通過引導(dǎo)，學(xué)生思考得出：每個情景對象都在力的方向上移動了一段距離。其中，“推墻”這個例子要特別強調(diào)一下：在力的作用下，石頭有極其微小的形變，即在力的方向上移動了一段距離，只不過太過微小，人眼識別不出來，不過可以通過理論分析得出。那么這個時候我們就說，這個力做了功。此時再通過調(diào)動學(xué)生去總結(jié)這個共性，其實就得出力對物體作用空間的累積。

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理教學(xué)要求教學(xué)活動不能僅僅停留在生活中的物理事實，而是要關(guān)注通過司空見慣的物理事實通過抽象分析、理性總結(jié)、精確概括從而得出核心概念。這也充分開發(fā)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力，對于學(xué)生的成長起到了重要作用。

（二）通過設(shè)置問題分步輔助教學(xué)

設(shè)問是每一位教師都會采用的教學(xué)方法，合理的問題鋪設(shè)可以在嚴(yán)密的邏輯推理下逐步引導(dǎo)學(xué)生獲取知識，同時也將較為困難的知識分割為不同階段的問題“分而治之”。這便于引導(dǎo)學(xué)生對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的構(gòu)建認(rèn)識，是基于經(jīng)驗事實構(gòu)建理想模型的抽象概括過程，培養(yǎng)了學(xué)生分析綜合、推理論證等方法的應(yīng)用能力。

例如，筆者在講授初三《單電表測電阻》專題的過程中，利用設(shè)問分步思考的方法，將學(xué)生抽離普通的學(xué)習(xí)思路，感受分布思考的妙用：

A.測電阻的實驗原理是什么？

B.實驗過程中我們可以使用的實驗器材有哪些？

C.該實驗器材可以直接測哪些物理量？哪些物理量無法直接測量？哪些物理量可以計算？

D.通過以上分析，如何巧妙地利用串并聯(lián)電路的等量分析來解決問題。

通過以上4個遞進式問題，逐步讓學(xué)生明確該實驗的重點突破口在于電路的結(jié)構(gòu)，將原本難度系數(shù)較大的問題分割成幾個問題進行講解，在降低知識點難度的同時，又培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的分析推理能力，提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）通過體驗知識的形成過程開展教學(xué)

課堂是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的主要陣地。在物理教學(xué)過程中，并存著3種思維活動，即物理學(xué)家的思維活動、教師的思維活動以及學(xué)生的思維活動。在物理的常態(tài)教學(xué)過程中，要盡可能多的讓3種思維活動產(chǎn)生互動，尤其是學(xué)生的思維活動與物理學(xué)家的思維活動。教師的思維活動在講授過程中要不斷演繹物理學(xué)家的思維活動，盡可能好地引導(dǎo)學(xué)生的思維活動和物理學(xué)家的思維活動實現(xiàn)同步，從而讓學(xué)生在思維活動中和物理學(xué)家產(chǎn)生思想上的共鳴，使他們水乳交融，形成一個和諧互補的有機整體，從而使學(xué)生體驗知識的形成過程，有效培養(yǎng)學(xué)生思維能力。

例如，筆者在講授人教版八年級上冊第一章第三節(jié)《運動的快慢》時，首先提出生活中我們對于不同物理的運動有“快”與“慢”的描述，在物理學(xué)的研究過程中也涉及了快與慢的衡量問題。此時引入物理情景：在秋季運動會的百米賽跑中，我們作為觀眾看到了有人跑在前面、有人跑在后面，此時我們通過生活常識判斷出跑在前面的同學(xué)跑得快，跑在后面的同學(xué)跑得慢。結(jié)合已學(xué)知識，挖掘隱含信息，分析推理發(fā)現(xiàn)：作為觀眾我們定義相同時間，跑得越遠(yuǎn)，跑得就越快;跑得越近，跑得就越慢?？墒亲鳛榘倜踪愒u委，他手中的電子停表在同學(xué)依次越過終點線時也確定了先到達終點線的同學(xué)跑得快，后到達的跑得慢。結(jié)合已學(xué)知識，挖掘隱含信息，分析推理得出：作為裁判定義相同路程，跑完全程需要的時間越少，跑得越快;時間越多，跑得越慢。整理思路發(fā)現(xiàn)，人們在日常生活中判斷快慢的方法不一，物理學(xué)為了統(tǒng)一，引入速度概念“路程與時間之比叫做速度”，比值越大，速度越大;比值越小，速度越小。在提及此概念時，可問及學(xué)生“可不可以用‘時間與路程之比定義速度，為什么？”體驗一下生活中的“速度快”與重新定義下的“速度快”是否一致，從而感受物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的本質(zhì)，是不能否定客觀事實的正確物理觀。

（四）通過學(xué)生動手實驗鮮活教學(xué)過程

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實驗在物理學(xué)的發(fā)展過程中一直起著十分重要的作用。2000年，教育部《關(guān)于初中畢業(yè)、升學(xué)考試改革的指導(dǎo)意見》中明確指出要“切實加強與實驗有關(guān)內(nèi)容的考核，有條件的地方可以進行實驗操作能力考核”，這些都充分體現(xiàn)了物理實驗在教學(xué)過程中的地位與作用。在學(xué)生實驗的過程中，動態(tài)的實驗過程會給教學(xué)帶來很多獨到的教學(xué)意外，也讓學(xué)生在實驗過程中感受物理的樂趣。

例如，筆者在講授人教版八年級上冊第三章第四節(jié)《升華和凝華》時，采用實驗教學(xué)方法。在學(xué)生實驗過程中，部分學(xué)生獲取到了完全不同的實驗現(xiàn)象：在圓底燒瓶中沒有看到紫色氣體出現(xiàn)，反而看到了流動的暗紫色液體。這個環(huán)節(jié)筆者在講授過程中充分利用實驗進行精講：固體物質(zhì)在吸熱的過程中，如果溫度迅速上升至熔點，我們會觀察看到固體受熱熔化現(xiàn)象，看不到升華現(xiàn)象。由此強調(diào)在對圓底燒瓶加熱的時候要均勻搖動燒瓶，使固體的碘受熱均勻且溫度緩慢上升。類似現(xiàn)象還有：在冬天，結(jié)了冰的衣服晾干了，可是在衣服正下方的地面上并未看到有水跡;在夏天接了冰的衣服晾干了，在地面上可以看到水跡。這兩個實驗可以得出的結(jié)論是：當(dāng)固態(tài)物體在自身溫度低于熔點的情況下受熱會發(fā)生緩慢升華現(xiàn)象;若自身溫度迅速上升至熔點，在受熱的情況下回發(fā)生熔化現(xiàn)象。

（五）注重教師的言傳身教

物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的教學(xué)不僅僅要求一線教師改變教學(xué)的側(cè)重內(nèi)容和教學(xué)方式，還要求物理教師具備良好的物理核心素養(yǎng)，通過言傳身教，潛移默化地促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升。

學(xué)生在自我探索世界、建構(gòu)認(rèn)識、形成能力的過程中，離不開教師對事物的剖析、示范;離不開教師在教學(xué)活動中對學(xué)生的啟發(fā)、引導(dǎo)，這些環(huán)節(jié)中都融入了教師個人高于知識以外的理解，教師的人格精神，教師的情感、態(tài)度、價值觀。教師作為教學(xué)過程參與的核心要素，具備扎實的專業(yè)知識、熟練的學(xué)科研究方法、深層次的專業(yè)見解及獨到的專業(yè)理解，從而深入淺出地對知識點進行講解、信手拈來地給學(xué)生指導(dǎo)學(xué)習(xí)活動。有時候教師在不經(jīng)意間對知識點的概括就可能給學(xué)生造成極大“沖擊”。

例如，在筆者講授人教版九年級全一冊第十三章第一節(jié)《分子熱運動》內(nèi)容時穿插講解過兩個知識點。①我們生活的宇宙包含了物質(zhì)和能量。如果從物質(zhì)的角度可以劃分為銀河系和河外星系，今天我們學(xué)習(xí)感知到的是分子原子，從物質(zhì)的角度由大到小來看就是宇宙、銀河系、太陽系、地球、分子、原子、原子核和核外電子、質(zhì)子、中子、夸克等。②學(xué)習(xí)到一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動，可以推理設(shè)想一下，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)在相互轉(zhuǎn)化的過程中分子原子的運動情況。學(xué)生通過理性分析與思考逐步認(rèn)識到我們生活的世界，從宏觀到微觀，從物理到生活，從形態(tài)到意識，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，會不斷去探索自己生活的這個世界，用科學(xué)的研究以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去面對生活中遇到的各種問題。

為了更好地以身作則、言傳身教，教師應(yīng)加強專業(yè)理論學(xué)習(xí)，深化教學(xué)研究，努力提升自我的科學(xué)素養(yǎng)，從而在新時代做好教育教學(xué)工作。

基于教材與物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的新型物理教學(xué)是體現(xiàn)物理課程價值和教師個人價值的必由之路，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生的核心素養(yǎng)提升為目標(biāo)，改革教育教學(xué)方法和過程，關(guān)注學(xué)生的知識構(gòu)建以及知識運用，為新時代的中國特色社會主義貢獻屬于教師隊伍的力量。

作者簡介：馬鵬（1989—），男，漢族，湖北隨州人，中教二級，本科，研究方向：物理教學(xué)。