基于物理核心素养的课堂教学思考

武汉  杨 熹

【摘要】物理核心素养导向下的教学是体现物理课程价值的必经之路，物理课堂应该成为培养学生物理核心素养的载体，本文从教学观念的改变和教学策略的转变两方面来思考培养学生物理核心素养的途径。

【关键词】物理核心素养；物理教学；教学策略

德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯•劳厄说过：教育给予人民的无非是当一切已学过东西都忘记后所剩下的东西。物理课程是初中阶段必修科目，教师希望学生能学会什么、毕业之后剩下什么？物理学的原理和结论可能被学生忘记，但物理学研究问题的思想方法、探索未知的科学态度一定能够长久地支持学生今后的学习、工作与生活，这些被学生终身保持的，成为他们行为习惯的就是一个人的基本素养。

关于如何进行物理课堂教学才能有效促进学生科学素养的形成、让物理课堂真正成为培养学生核心素养的课堂，笔者进行了如下思考，希望能通过日常的课堂教学给学生留下对其终身发展有价值的东西。

一、物理核心素养的构成

中学生物理核心素养，主要是指学生在学习物理课程过程中应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。物理作为自然科学领域的基础课程，培养学生的核心素养体现在科学知识、科学方法、科学精神与态度、科学应用四个方面。

1、认识世界的物理学核心概念

义务教育物理课程综合反映了人类在探索物质、相互作用和运动规律等过程中的成果。学生通过物理课程的学习，能够了解并掌握“物质”、“运动和相互作用”、“能量”的基本知识，认识到自然界构成的变化性、多样性、复杂性和统一性，具有应用科学知识解决自然现象和实际问题的能力。

2、研究问题的科学思想和方法

学习终身发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法；经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识。物理学家为了更好的探索自然界，探索出了很多研究问题的方法，例如控制变量法、转换法、模型法、实验推理法。作为物理学科的起始阶段课程，初中学生通过物理课程的学习，应该能够了解物理学中研究问题的思想和方法，并能够将这些方法应用于解决实际问题中。

3、对待问题的科学态度和精神

保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新。学生通过物理课程的学习，经历探究过程，去感受科学探究过程中尊重事实、实事求是的探究态度，去领悟科学探究过程中反复钻研、无畏挫折的探究精神，并能在以后的学习、工作和生活中秉承求实创新的精神。

4、解决实际问题的意识和能力

关心科学技术的发展，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的世界观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。学生通过物理课程的学习，不仅要能够解析理想模型中的物理试题，更要有利用已有知识解释实际物理现象的意识。此阶段的物理课程应关注学生的认知特点，加强课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系，关注技术应用带来的社会进步和问题，培养学生的社会责任感和正确的世界观。

二、核心素养导向的教学观念转变

要体现物理学科在中学生核心素养中的教育价值，需要教师转变教学的观念，认识到物理教学的目的不是知识的记忆和重复，而是掌握方法后知识的应用，在解决实际问题的过程中逐步形成科学核心素养，并在其一生中不断完善。

1、“生本”的物理课堂

以学生终身发展为本，以提高全体学生科学素养为目标，为每个学生的学习与发展提供平等机会，关注学生的个体差异，从讲台“走下去”，对学困生“俯下身”，使每个学生学习科学的潜能得到发展。

2、“生活”的物理课堂

让物理课堂贴近学生生活，例如在教室中“就地取材”，例如用教室内用电器的排列讲解家庭电路的组成、用窗帘被吹动时的形变方向来分析流体压强与流速的关系、以吹风机为教具来讨论影响蒸发快慢的因素，以此激发并保持学生的学习兴趣。引导学生关注生活，让学生通过学习和探索掌握物理学的基础知识与基本技能，进一步关注科技发展，并能将所学运用于实践，为走进社会打下基础。

3、“生动”的物理课堂

在教学中，根据教学目标、教学内容及教学对象灵活采用教学方式，提倡教学方式多样化，例如用“对话式”代替“讲授式”，用“探究式”代替“灌输式”，偶尔请学生走上讲台、教师倾听。在物理教学中合理运用信息技术，用PPT、同屏仪、播放教学短片等方式让每一位学生能够学有所思、学有所得。

4、“生命”的物理课堂

教师应认识到物理学科的知识是学生活动的载体，而不是终极目标。知识教学的目的是将科学知识转化为学生的个体知识，使之能够客观的认识和分析物质世界。课堂上要注重采用探究式的教学方法，无论是演示实验还是学生实验，都让学生共同经历科学探究过程、学习科学研究方法，培养其创新精神、观察分析能力、实践能力、交流合作能力。

三、核心素养导向的教学策略转变

学生物理核心素养是一种行为习惯，更是一种思维习惯，习惯和能力的培养离不开学生日常的学习体验和自身实践。核心素养导向下的物理教学以学生终身发展为目标，在教学中应不断为学生提供发现问题、分析问题、解决问题、反思问题的机会，在此过程中不断激发学生学习热情，以养成乐学善学的学习习惯，不断启发学生深度思考以养成严谨务实的思维习惯，在主动学习与科学探究中逐步发展核心能力。

1、从日常生活走向核心概念

以物理核心概念为中心展开物理教学，可以帮助学生理清物理概念之间的联系与区别，从纷杂的题海中解脱出来，站在提纲挈领的位置培养学生的科学素养。对于初中学生而言，物理概念是陌生而抽象的，若教师的教学重心从讲授事实转移到使用事实，能在教学中多与日常生活联系，让学生从熟悉的事物中去寻找规律，学习重心从记忆事实转移到理解事实、迁移事实，这必然引发学生对物理根本知识的深层思考，在思考之中发展其思维能力。

例如，滑动摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。在这个概念中，判断摩擦力的方向是本节课教学的难点，仅靠教师的讲述学生是难以理解的，若将其置于生活化的情景之中，教学就会显得生动而有意义。

实验1、让学生将手按在桌面上，向前滑动，体会桌面对手的前进有什么影响；加大按压桌面的力，再次滑动并体会桌面对手的前进的影响；

实验2、将教室扫地用的扫把直立在实验演示台的表面，用力推动或拉动扫把，观察扫把毛弯曲和方向与扫把运动的方向什么关系。

第一个实验，不需要其他任何器材，让每一个学生都去感受桌面对手的阻碍作用，然后相互交流说出自己的感受，学生能够得到“阻碍了手掌的运动”这个直观感受。第二个实验，在笔者走向教室后面拿扫把回到实验台的短短十秒钟，学生的注意力完全被吸引——连扫把都可以做实验是件稀奇事儿；利用学生此刻的专注度和好奇心，请他们仔细观察改变扫把运动状态时扫把毛的弯曲方向，并分析是什么力使扫把毛发生了形变。

核心素养导向下的物理课堂教学要求教学活动不能停留在仅仅让学生记住一些物理学事实、生硬背诵物理学概念，而是要通过物理事实去提炼出物理学概念，笔者用学生熟悉的物品来组织学生观察、分析，突破核心概念的难点，并引导学生将物理学与日常生活联系起来，体会物理学科的生活化、实用性。

2、从问题情境走向科学探究

学生发展核心素养要求学生具备能够适应其终身发展的品格和关键能力，在此导向下，物理课程的教学要为学生在今后的生活中面对未知问题提供分析、解决问题的思路和方法。初中物理课堂教学应该为学生寻找、创造真实的问题情境，并引导学生抓住问题核心去简化问题，构建物理模型，并运用合适的研究问题的方法去解释问题。

《初中物理课程标准（2011）》指出“科学探究学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径”，教材对探究实验提出了高要求，但学生做探究实验绝不应该是机械性的重复书本上列出的实验步骤、简单重复科学家发现科学规律的过程，而是在复杂的表象下发现问题的关键，从而构建模型、设计方案、观察记录、归纳总结，这才能够培养学生利用科学研究的方法获取新知、解决实际问题的能力，这才是科学探究的核心价值。

在初中物理课堂中探究的问题往往是教师已经明确给出，学生只要按部就班的“猜想与假设、设计实验与制定计划......”就可以顺利得到结论，但是这样的探究实验不利于培养学生发现问题的能力，也没有给学生深度思考的机会，也不能树立学生批判质疑、敢于探究的科学精神。

例如在“探究凸透镜成像的规律”这一课上，教师通常给出实验器材，提出典型问题：凸透镜在什么条件下成实像/虚像？凸透镜在什么条件下成缩小的/放大的实像？凸透镜在什么条件下成正立的像？学生在光具座上多次移动蜡烛和光屏的位置，根据所测得的数据比较物距与焦距的关系，最终得到实验结论。这一过程看似学生动手完成了探究实验，但这样的科学探究仅仅是学习新知识的“工具”和“手段”，获得结论成了科学探究的目的所在，大大弱化了科学探究的价值。

笔者在进行这一节的教学时，首先让每一组学生手持“放大镜”来“望远望近”，学生发现用“放大镜”看远处的教学楼居然是缩小的、倒立的，打破学生“放大镜看到的物体都是放大的”这一错误的前概念，以疑导疑、以疑激思，学生讨论得出观察的物体到凸透镜的距离不一样，看到的像性质就可能改变。在此基础上，让他们再来设计实验和制定计划：要如何操作才能准确测量物体到凸透镜的准确距离？要如何确定像的位置？要如何操作才能准确比较像与物的大小关系？在实验完成后，给学生足够的时间思考为何选用相同焦距的凸透镜和相同的物距、各组测得的像距却不同，实验过程中蜡烛不断燃烧使像的位置发生了什么变化，如果用手遮住凸透镜的一部分、成像有什么变化等问题，在学生得到实验结论后进一步引起学生的质疑，这样的引导下，本节课教学的重点不仅是最终得出实验结论，更是学生科学思维的塑造，才能真正提升学生的物理核心素养。

3、从物理模型走向“真枪实弹”

初中物理教学中，培养学生的探究精神和创新意识尤为重要，这离不开物理建模能力的培养。我国著名物理学家、航天之父钱学森先生说：“模型就是通过对问题现象的分解，利用我们考虑得来的原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所创造出来的一幅图画……”法国科学方fa论学者阿雷说：“科学的基本活动就是探索和制定模型。”物理建模是从众多物理现象、过程中抽象概括出来的具有共同特性的实物体、过程或规律，学生通过课堂学习认识各种物理模型，再把模型应用到物理现象或过程中，这既符合实践——理论——实践的认识过程，又符合了正迁移的学习规律。

物理模型在物理学中占有重要的地位。物理学的发展可以说是一个不断建立模型、运用模型和修正模型的过程。在教学时注重模型构建有以下重要作用：

（1）建立和正确使用物理模型可以提高学生理解和接受新知识的能力。例如，我们在学习《光现象》中建立了“光线”模型，学生通过这一模型，能够充分认识和理解光的传播路径特征和不同光现象的成因，为以后学习《透镜及其应用》奠定了良好的基础。

（2）建立和正确使用物理模型有利于学生将复杂问题简单化、明了化。例如在《电与磁》这一章中，利用“磁感线”模型，形象的描绘地磁场，使抽象的磁场直观、具体而形象，突出了事物间的主要矛盾，帮助学生理解指南针的工作原理。初中阶段对于《电与磁》这一部分要求不高，但是高中的电磁学是重点也是难点，正确建立磁场模型，也是为初高中衔接做好铺垫。

（3）建立和正确使用物理模型对学生的思维发展、解题能力的提高起着重要的作用。教学中，通过对物理模型的设计思想及分析思路的教学，能培养学生对较复杂的物理问题进行具体分析，正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力，有助于学生思维品质的提高，有助于学生去掌握正确的物理思维方法。在初中力学中对受力物体进行受力分析、电学中根据开关/滑动变阻器的变化作出等效电路图，便是典型的构造过程模型，使问题得到简化的同时，加深学生对有关概念、规律的理解，有利于培养思维的灵活性。

学生具备了物理建模的基本知识后，教师要给学生提供自主探究的时间，为学生创设需要解决的真实问题，让学生运用所学的知识与方法，自主开展探究活动，在实际的探究活动中去提升能力，提高核心素养。教师创设的真实问题情境，可以来自教材的“想想做做”，可以是课堂的生成资源，也可以是生活现象或生产生活中遇到的困难，引导学生像一个物理学家那样去尝试各种方法，在不断尝试的过程中体会乐趣、获取知识，养成良好的科学探究态度，树立正确的科学探究价值观。

例如，在《运动与力》这一章内容之后，结合二战时期战斗机飞行员徒手抓子弹的故事提问：子弹为什么会在空中飞呢？与神舟十一号成功对接的天空二号，为何能在太空中遨游呢？结合第一节题图滑板车的工作原理提问：平衡车是如何工作的？平衡车前进时车轮受到摩擦力的方向是哪里？学生可以自主利用所学的知识，查询资料、观察实物，从各方面进行探究，从而巩固运动与力的相关知识，培养运用所学知识解决实际问题的能力。

又如在学习《大气压强》之后，学生对“瓶吞鸡蛋”的实验兴趣浓厚，课后可以让学生动手去探究如何让鸡蛋完整地从瓶中出来，通过学生自己的不断尝试，去分析实验现象、感知压力差，让学生切实体会人类利用大气压的本质就是制造气压差。在学生有所收获之后，可以继续提问引起广泛思考：钢笔能一次把墨水吸满吗？如果吸管破损（破损位置不同）还能吸饮料吗？如果把壶盖密封性较好的茶壶上的小孔用胶带封起来，还能将茶水倒出吗？

在学习《流体压强与流速的关系》后，一位学生提出问题：飞机起飞后能稳定在某一高度飞行，飞机的形状不变，那为什么不会持续上升呢？在此问题的基础上，笔者将问题深入：汶川大地震时，解放军空降部队在24小时内就抵达了震区，为什么打开舱门跳伞时，飞机仍然稳定飞行，大气压不会将人“吸出”机舱外？又是为什么意外破损的飞机（如与飞鸟相撞）会坠毁？在教学中联系实际，不断创设、解决未知，不断激发学生的求知欲，培养学生的关键能力。

4、从“科学世界”走向物理学史

“中国学生发展核心素养”的六大素养第一点就是文化基础之人文底蕴，要求学生能理解和掌握人文思想中蕴含的认识方法和实践方法、具有以人为本的意识、能关切人的生存、发展和幸福等。这就要求教师要关注学生情感、态度和价值观的体验，为学生还原物理学科发展史，在真实的情境中去体会物理学家们尊重自然又乐于探索的科学精神、实事求是又不惧困难的科学态度，去分享战胜困难、解决物理问题时的喜悦。

以人教版物理教材九年级第二十章《电与磁》为例，教科书在章节起始展示了“极光”这一奇异自然现象的图片，激发学生学习兴趣，让学生初步体会电磁学与自然界的联系。第一节，一改过去板着面孔叙述的方式，通过讲我国古代开辟到达日本的航线的故事，引出指南针这个神奇的仪器，让学生在故事中了解了我国古代在磁现象研究方面取得的成就，体会物理知识的重要作用，增强学生的民族自豪感。在课后的“科学世界”这一部分，本章补充了“动物罗盘”和“扬声器是怎样发声的”和“磁记录”这三个科普短文，作为本章四个应用内容：电磁铁、电磁继电器、直流电动机和发电机的补充，充分发掘了学生身边的资源，引导学生理解物理学科的社会意义。

这给我们物理教学极大的启示：物理教学决不可淹没在试题的海洋之中，而应该深度挖掘物理学发展数百年来凝聚出的思想与精神。教科书上的学科理论固然重要，但应在学生物理概念的形成过程中渗透科学方法的教育，在学生物理规律的学习中认识自然现象之间的联系性。把科学发展史贯穿于物理教学之中，物理学家们这种拨开迷雾见云端的变化历程，是最真实的科学精神。

例如，在本章第二节和第五节的教学内容中可以补充下面两个小故事：

丹麦科学家奥斯特一直致力于发现电和磁的关系。1820年，有一次他在上课时突发奇想，把一根导线接在电池两端，把小磁针放在直导线旁边，在接通的一瞬间小磁针转动了。奥斯特的学生对此不以为然，但奥斯特却激动地对这一现象进行进一步的探究，最终他在《物理学年鉴》上发表了自己的论文。奥斯特发现电流的磁效应，这是近代物理史上一件大事，使许多科学家传向电磁研究。

1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，经过十余年矢志不渝地探索，制成了最原始的发电机，提出了发电机的理论基础。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，科学家们根据法拉第的发现，从19世纪六、七十年代起对电作了深入的探索和研究，出现了一系列电气发明，最早的发电机产生于第二次工业革命时期，由德国工程师西门子于1866年制成。电磁感应现象这个划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

用物理学发展过程中的小故事，为学生创造有生命力的物理情境，点拨其中蕴藏的理性思维、批判质疑、用于探究的科学精神，促进学生核心素养的提升。

5、从侃侃而谈走向言传身教

著名教育家叶澜教授说：课堂教学是向未知方向挺进的旅程。作为学生求学旅程中的引导者，物理教师本身应该具备良好的核心素养，通过言传身教，潜移默化的促进学生物理核心素养的提升。

在学生探索世界、构建认识、形成能力的过程中，离不开教师对事物的剖析、示范；离不开教师对学生活动的启发、引导，这当中都融入了教师的理解、教师的精神、教师的情感、态度、价值观。“信手拈来的从容，就是厚积薄发的沉淀”，作为传道授业解惑者，物理教师只有具备扎实的专业知识、娴熟的探究方法、专注的科学态度，才能深入浅出地指导学生的学习活动。

以人教版物理教材八年级第九章第一节《压强》为例，教材在“小桌——海绵实验”中，利用控制变量法，通过凹陷程度可见的受力面来探究影响压力作用效果的因素，得到实验结论后进而分析在一般情况下（受力面积、压力均不同）的情况下比较压力作用效果的方法，从而引入压强的概念。在此教学过程中，要注意“受力面积”与“接触面积”、“压力”与“重力”、“凹陷程度”、“压力的变化”与“压强的变化”这几个关键词的使用必须准确，再通过对比、辨析，明确它们的之间的区别与联系，准确呈现概念，培养学生的物理语言素养。

除了教师语言的规范，教师在课堂上的无声语言也是师生之间思想交流、表达情感、传递信息的隐喻性语言符号。运用适当的无声语言可以简化教师的语言，增强学生的感性认识，使其具有形象性记忆的能力，增强学生的情绪体验，刺激学生情感以激发学生学习的主观能动性。

笔者在讲述相对运动这一节内容的课后练习时，有一道关于“救援物资在空中运动轨迹”的问题，无论如何作图学生始终无法想象物资投放的这个动态过程，于是笔者放下粉笔，通过脚步的移动来模拟飞机的匀速直线运动，两个拳头分别模拟飞机与物资的运动轨迹，“动起来”后，学生理解起来就容易多了。又如在讲力时用手表示推、拉、提、压等动作；讲电路时用手指的移动表示电流的方向；在讲杠杆时用手臂模拟杠杆的平衡与转动等。

除了肢体语言，还有面部语言的妙用。例如在提出问题时，用“环视”引起全班同学的注意；在学生回答问题时，用温暖的“注视”会给予学生鼓励；回答问题后及时点头或微笑示意，能树立学生的信心；讲解练习时，在教室内适当的走动，督促全班学生专注于课堂等等。通过这些无声语言的使用，建立起师生之间的情感链接，教者心中有爱、心中有道，学生学有所乐、学有所为。

物理核心素养导向下的教学是体现物理课程价值的必经之路，物理课堂应该成为培养学生物理核心素养的载体，本文从教学观念的改变和教学策略的转变两方面来思考培养学生物理核心素养的途径，如有不当之处，恳请各位专家批评指正。

参考文献：

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【2】初中物理新课程标准（2011版）；

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【4】闫金铎，郭玉英.物理教学概论[M].高等教育出版社，2009；

【5】莫国亮.无声语言在物理课堂中的使用.中学物理.2017（2）.