以知識(shí)溯源為抓手培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)

孫春成

摘 ? 要：以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律”教學(xué)為例，探討如何在引導(dǎo)學(xué)生探究知識(shí)源頭過(guò)程中促進(jìn)其掌握知識(shí)本質(zhì)，在引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑過(guò)程中顯化思想方法教育，在探尋公式意義過(guò)程中凸顯思維訓(xùn)練等，以實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生掌握知識(shí)、習(xí)得方法、領(lǐng)悟思想，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：知識(shí)追溯；知識(shí)本質(zhì)；物理學(xué)科核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2023）7-0073-3

新修訂的物理課程標(biāo)準(zhǔn)從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面凝練了物理學(xué)科核心素養(yǎng)［１］。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，需要在教學(xué)中重視夯實(shí)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，顯化思想方法的教育，重視在教學(xué)中凸顯思維訓(xùn)練。如何在教學(xué)中讓學(xué)生透徹理解知識(shí)，掌握知識(shí)的本質(zhì)？不同知識(shí)的教學(xué)，依據(jù)學(xué)情往往需要采用不同的教學(xué)策略，用不同的方法組織不同教學(xué)資源，例如相對(duì)抽象的知識(shí)需要設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)降低理解難度，化抽象為具體，搭建學(xué)習(xí)的腳手架；有些知識(shí)可能需要深入融合生活實(shí)例；有些知識(shí)需要給學(xué)生布置實(shí)踐性學(xué)習(xí)任務(wù)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中，透徹理解知識(shí)。此外，對(duì)一些理論性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)的知識(shí)，可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生探究知識(shí)源頭，促進(jìn)學(xué)生積極構(gòu)建知識(shí)，進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，從而使其掌握知識(shí)本質(zhì)、習(xí)得方法、領(lǐng)悟思想。

1 ? ?探尋知識(shí)源頭理解知識(shí)本質(zhì)

要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，要使學(xué)生通過(guò)物理課程的學(xué)習(xí)后具備必備品格和關(guān)鍵能力，就應(yīng)該要求學(xué)生掌握方法、領(lǐng)悟思想。知識(shí)是學(xué)生習(xí)得方法、領(lǐng)悟思想的載體。沒(méi)有高效的知識(shí)傳授，或者學(xué)生對(duì)知識(shí)理解囫圇吞棗，習(xí)得方法、領(lǐng)悟思想就成了無(wú)源之水。要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，首先應(yīng)該在物理教學(xué)中想方設(shè)法讓學(xué)生掌握知識(shí)的本質(zhì)，讓學(xué)生透徹理解物理知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生追溯知識(shí)的源頭，可以幫助學(xué)生厘清知識(shí)的來(lái)龍去脈，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)構(gòu)建，進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。

2 ? ?質(zhì)疑溯源顯化物理思想方法

物理思想的領(lǐng)悟是物理教學(xué)追求的更高目標(biāo)，領(lǐng)悟了物理知識(shí)背后承載的思想，才能更好地遷移物理知識(shí)和物理學(xué)科的研究方法，將其運(yùn)用到新問(wèn)題的解決過(guò)程中。新課標(biāo)要求通過(guò)物理課程的學(xué)習(xí)讓學(xué)生形成必備的品格和關(guān)鍵能力，養(yǎng)成物理學(xué)科核心素養(yǎng)。簡(jiǎn)單講，所謂素養(yǎng)就是當(dāng)有一天學(xué)生忘記了具體的物理知識(shí)，但還能留存在頭腦中的東西，是當(dāng)遇到新問(wèn)題時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)取的緘默知識(shí)，物理知識(shí)背后隱藏的方法、思想就屬于緘默知識(shí)。落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)需要重視思想方法教育，將其顯化出來(lái)，讓學(xué)生更好地掌握和運(yùn)用物理思想方法解決實(shí)際物理問(wèn)題。

在“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”這一章教學(xué)中，除了在推導(dǎo)位移公式s=v0t+at2時(shí)可以給學(xué)生顯化數(shù)形結(jié)合、極限的思想，還可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)公式進(jìn)行“質(zhì)疑”，在質(zhì)疑中顯化物理學(xué)研究中重要的對(duì)稱的思想。具體可以從如下兩個(gè)方面展開(kāi)：

2.1 ? ?沒(méi)有公式缺失初速度v0

勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律及推論的公式、包含的物理量、缺失的物理量如表１所示。由表１可知，總共４個(gè)公式、５個(gè)物理量，每一個(gè)公式都對(duì)應(yīng)一個(gè)物理量的缺失，但是唯獨(dú)沒(méi)有公式缺失v0。

教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)上述公式中有４個(gè)公式分別缺失一個(gè)物理量，然后根據(jù)對(duì)稱思想質(zhì)疑：是否應(yīng)該有第５個(gè)公式，缺失物理量v0？

2.2 ? ?尋找缺失初速度v0的公式

有了疑問(wèn)就需要去探究質(zhì)疑是否有道理。如果有道理，則將缺失v0的公式找出來(lái)，如果找不到，則應(yīng)該探尋沒(méi)有這一公式的原因。表１中（1）（2）（3）（4）式中都含有物理量v0，要找尋缺失v0的公式，根據(jù)對(duì)稱思想，只要任意選取兩式，消去v0化簡(jiǎn)即可得到。理論上有六種推導(dǎo)的方法。基于這樣的判斷，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展推導(dǎo)。具體如下：

3 ? ?追溯公式物理意義，凸顯科學(xué)思維

物理是思維的藝術(shù)，物理教學(xué)只有重視思維訓(xùn)練，將學(xué)生思維水平的提升放在突出位置，學(xué)生才能通過(guò)物理課程的學(xué)習(xí)，形成全面的必備品格和關(guān)鍵能力。學(xué)生具備高品質(zhì)的思維，在遇到實(shí)際物理問(wèn)題時(shí)思考才會(huì)嚴(yán)謹(jǐn)、深刻，提出的解決方案才會(huì)周密，也才會(huì)對(duì)問(wèn)題的解決提出有針對(duì)性、創(chuàng)造性的方案。學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要貫穿整個(gè)物理教學(xué)的始終，需要教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中將思維培養(yǎng)的目標(biāo)凸顯出來(lái)。通過(guò)追溯物理公式的意義，學(xué)生需要將公式和函數(shù)圖像有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)他們?cè)谕笍乩斫庵R(shí)的基礎(chǔ)上更加深入地思考。

在解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)用逆向思維，將一個(gè)勻減速直線運(yùn)動(dòng)看成反向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，或者將一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)看成反向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。公式s=vt-at2可以利用逆向思維理解，將0到t時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)看成t到0的“倒退”，進(jìn)一步等效為0到t的速度-時(shí)間圖像為ＥＢ的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。通過(guò)上述分析，有效培養(yǎng)了學(xué)生思維的深刻性，“深刻性是思維的重要品質(zhì)，要求能夠全面、深入地思考問(wèn)題，要求能夠透過(guò)表面現(xiàn)象洞察到事物的本質(zhì)。”［2］

4 ? ?結(jié) ?語(yǔ)

充分認(rèn)識(shí)知識(shí)教學(xué)的重要性，凸顯其落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的地位，需要教師設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)重視學(xué)生構(gòu)建知識(shí)的過(guò)程，讓學(xué)生明晰知識(shí)的來(lái)龍去脈，不僅能使其深刻理解知識(shí)的本質(zhì)，也能更好地構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。知識(shí)溯源是在物理教學(xué)中凸顯學(xué)生知識(shí)構(gòu)建過(guò)程、讓學(xué)生“知其然，知其所以然”的重要策略，可以為學(xué)生習(xí)得終身發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)其物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

參考文獻(xiàn)：

［１］中華人民共和國(guó)教育部．普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０修訂）［S］．北京：人民教育出版社，２０20：４－６．

［2］晏廷飛．在習(xí)題教學(xué)中精準(zhǔn)設(shè)問(wèn)提升學(xué)生的思維水平［Ｊ］．課程教學(xué)研究，２０２１（４）：７4-78．

（欄目編輯 ? ?李富強(qiáng)）