基于核心素养理念的物理教学

基于核心素养理念的物理教学

以学生核心素养为发展目标，是教育部门落实“立德树人”教育根本任务的重要教育理念.这是继素质教育提出十余年之后，基础教育领域对培养什么样的学生的一次大讨论.核心素养不是我们以前所说的知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的机械组合，而是从时代、社会发展对人的要求出发，提出多方面、多角度、综合性的目标要求.然而目前多数高中物理课堂教学仍只是从知识、技能、方法等方面设计教学，缺乏从核心素养这个大教育观出发的意识.

那么，怎样才能在物理教学中落实核心素养教育理念？结合新课程理念和物理学科的实际特点，笔者以高中物理选修3-4的一节常规课《光的折射定律》为例，就物理教学中如何培养学生的物理学科核心素养提出几点看法.

笔者曾在某重点中学的教学课堂，观察到这样的教学设计：教师开场介绍惠更斯的波动理论，紧接着利用惠更斯的波动理论解释并推导了波的直线传播、反射、折射.随后又从理论上推导出介质的相对折射率的定义——斯涅耳定律，以及折射率与光速的关系，接下来是折射定律的实际应用和习题训练.这样的教学设计，它要求学生有较高的数学基础，通过折射定律进行纯理论推导，既节省大量的课时，又推导出折射率与光速的关系.这样的教学设计可以说是“一举三得”了.那么，这种以知识为线索展开的，散发着浓浓的“数学味”物理教学有什么问题？

首先，这种课堂单靠老师的讲授，缺失学生主动参与和建构的过程，对教师所传授的知识，学生是难以深入理解、扎实掌握的；其次，这种一步到位的教法，是有悖于科学规律的（科学讲究证据，科学总是试图确定和避免偏见）.长此以往，恐怕会使学生对科学形成错误的认知，认为科学发现总是一帆风顺的；第三，它忽视了物理课程的育人功能，让学生失去了一次体验科学猜想和科学探究的机会，这是当前物理课堂教学存在的最大问题.

另一次物理课堂上，“光的折射定律”教学是这样展开的：通过小实验，创设情境，引入课题，唤醒初中光的折射规律的记忆.而后提出问题：现在掌握的规律是否完整？折射角和入射角有什么定量关系？引导学生进行科学猜想后，继续引导学生设计确定实验方案，而后请三名学生上台做演示实验.

一个学生操作折射定律演示器，另一个学生读出折射角，第三个学生在设计好的电子表格中输入相应的数据.引导学生分析几个猜想的正误，通过分析表中数据可以得出结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.

教师接着介绍从托勒密到斯涅耳的千年探究历程，并演示在折射现象中光路也是可逆的.最后引导学生归纳总结“光的折射定律”.

关于折射率的教学，创造情景，通过进一步验证折射定律（光从空气射入水中的情况），从而发现问题：光从空气射入水时入射角的正弦跟折射角的正弦的比值与上次不一样，所以需要探讨比值常数的含义.最后通过比值定义法介绍折射率定义并直观感受不同介质的折射率，让学生真正理解折射率的物理意义.

课堂的最后，应用折射定律，解释呼应引入的情境问题.

这样的教学过程引导学生经历了一次从“发现问题-猜想假设-设计方案-动手实验-数据分析-修正假设”，这样一个相当漫长，但却被简化的科学探究过程！在这其中，学生学习了比值定义法、图像法，发展了理解推理能力、实验设计和操作能力、数学知识解决物理问题能力等等学科能力.尤其在情感态度价值观方面，通过“折射角与入射角的定量关系”的探究和历史足迹的介绍，使学生认识到科学发现的历程是曲折艰辛的，体验到认知发展的规律，培养学生严谨的科学态度，同时使学生意识到各学科间是相互联系、互相促进的，各学科全面发展是必要的.

通过两节课的对比，我们认识到：在教学范畴内的高中物理，是具有作为科学的物理和作为教育的物理的双重性质的.相应地，物理知识就有着外显的学术形态和内隐的教育形态这两种状态.前者揭示的是知识的表层意义，即对物理世界的描述或解释；后者折射出知识的深层意义，即蕴含在知识背后的思维方式和价值取向.直接陈述知识，看起来可以高效地让学生在短时间内得到更多的知识，但却很难转化为解决问题的能力与智慧，也就无助于提升他们的核心素养.学科知识只是形成学科素养的载体，学科活动才是形成学科素养的渠道.为此，要转变知识传授和学习的方式，倡导深度学习与协作学习.一切知识，惟有成为学生探究与实践对象的时候，其学习过程才有可能成为素养发展过程.

因此，我们倡导的基于核心素养理念的物理教学的指导思想是：学生重演物理知识的发生过程，即在教师的指导下，让学生去揭示并感受物理知识发生的原因、物理知识形成的经过以及物理知识发展的方向，并籍此培育学生的物理核心素养.教师不急于将知识直接交给学生，而是回溯到它创生时的原始状态，引导学生去经历知识的发生过程，以使他们从中理解知识的本质，汲取知识的深层营养.

而有意义的学习活动总是凭借一定的教学情境来实施的.学生对知识的感悟乃至素养的提升也只有通过在情境中互动才能达成.我们提倡的教学路径是：情境→问题→探究→结论，即以情境引问题，以问题导探究，以探究促真知.让学生在情境中参与探究，以激发他们的思考，最终使知识由抽象变为形象，思维由感性上升为理性.

针对这一要求，需要教师积极分析教学内容和学生特点，对教材不是简单地照搬套用，而是进行深入的“二次开发”.特别是要将教学内容选择的标准，从单纯的以学科知识体系为依据，转向以培育核心素养为依据的路径上来，使物理教学从知识的学术形态拓深到教育形态中去，充分发挥物理学科的育人价值.教学中教师要引导学生在探究中构建物理认知，并实时关注学生的学习状态，协调好预设和生成的关系，激活学科知识，让物理学科内在的生命能量与价值显现出来.

总之，如何让物理教学有效促进学生核心素养的提升，是每一位从事物理教学工作的教师必须深思的问题.我们应该转型课程内容，从单纯的学术形态备课到教育形态备课；转型教学方式，从知识重现到知识重演，促进学生的深度学习；最终转型教育观念，从物理教学到物理教育，实现育人本位的回归.将物理学科核心素养教育落到实处，使学生养成终身发展所需的必备品格与关键能力，才能真正实现素养教育.