初探如何培育具有高中物理核心素養(yǎng)的人

1、初探如何培育具有高中物理核心素養(yǎng)的人【摘 要】愛因斯曾說過，教育就是忘記了在學校所 學的一切之后剩下的東西。物理教學希望給學生剩下的是什 么？物理學研究的事實和結論可能被學生忘記，但物理學研 究的思想方法、研究態(tài)度、研究能力一定能夠長久地支持學 生的學習、生活和工作，是不會“還給物理教師的。這些 被學生終身保持的，成為他們行為習慣的就是一個人的核心 素養(yǎng)和品質，培養(yǎng)具有高中物理學科核心素養(yǎng)的人才是高中 物理教學的價值所在?！娟P鍵詞】培育；高中物理；核心素養(yǎng)；人一、高中物理核心素養(yǎng)余文森教授認為就一門學科而言，核心素養(yǎng)是核心知 識、核心能力、核心品格的綜合表達，它是對三維目標的整 合、提煉與升華

2、。學科核心素養(yǎng)倡導下的教學要求通過過程 與方法獲取學科知識的同時， 形成學科能力，塑造學科品格， 這些才是對人的開展終生受用的素養(yǎng)。教育部下發(fā)了?普通 高中物理課程標準修訂稿?內部征求意見稿，明確提出了高 中物理核心素養(yǎng)及相關要求，它主要由“物理觀念、“科學思維、“實驗探究、“科學態(tài)度與責任等四個方面的要素 構成。在新的國際形勢下，核心素養(yǎng)是素質教育、 三維目標、 全面開展、 綜合素質的強化版、 升級版、轉型版， 更是其“聚 焦版。促使提升和培養(yǎng)適應學科學習、終身開展和社會發(fā) 展需要的必備品格和關鍵能力的人。二、在物理概念、規(guī)律等的教學中培育具有物理觀念素 養(yǎng)的人“物理觀念主要指高中物理中重要

3、的觀點、概念、規(guī) 律，比方運動觀念、 能量觀念、 守恒觀念、 相互作用觀念等， 它是物理概念、規(guī)律的在頭腦中的提煉與升華。物理教學過 程不應該只是向學生“灌輸事實和結論的過程，而是應該 幫助學生借助物理學家研究自然界的思想方法，自主探索、 建構物理學科核心概念，并逐步將這些思想和方法內化成自 身的行為習慣，形成良好的科學品質。以物理核心概念統(tǒng)領 物理教學， 可以幫助師生從紛雜的事實、 概念、 規(guī)律、定理、 公式中跳出來，站在更高的位置上培育具有物理觀念素養(yǎng)的 人。例如，點電荷的概念僅靠教師的講授是難以掌握的，只 有將其置于一定的應用情境中，才會顯得生動和有意義。A.?度比相互之間的距離小得多的

4、帶電體稱為點電荷，B.討論氫原子中的質子和電子的相互作用時，質子和電子可 視為點電荷，C.兩個相距很遠的帶電球體可以視為點電荷， D.可以忽略形狀和大小的帶電體可視為點電荷。上面四種說法都是對點電荷概念的理解和延伸，其中是核心概念，是實際電荷抽象出的理想化模型，B 、C、D 等是次位概念，是點電荷概念在具體情境中的解讀，是事實性 的結論。我們的教學活動不能停留在僅讓學生記住一些物理 學事實，而是要關注通過事實抽象提出的核心概念，教師可 以圍繞“帶電體的線度遠小于電荷間的距離開展教學，討 論 B、C、 D 三種情況下能否將電荷看成質點，培養(yǎng)學生敏 銳鑒別的思維。點電荷是實際帶電體的抽象和近似，它

5、是建 立具有普遍意義的根本規(guī)律的不可或缺的理想模型，又是把 復雜多樣的實際問題轉化或分解為根本問題時必不可少的 分析手段。例如，庫侖定律、洛倫茲力公式的建立，帶電體 產生的電場以及帶電體之間相互作用的定量研究，試驗電荷 的引入等等，都離不開點電荷。從而更深層次的理解“點電 荷的概念和“理想化模型 ，并將這種“忽略次要因素 的思維觀念遷移到工作和生活中，大大增強了學生的適應能 力。三、在物理模型、推理論證等的教學中培育具有科學思 維素養(yǎng)的人科學思維主要指高中物理中重要的思維方法、良好的思 維品質和能力，包括建模的思想、理想化方法、分析綜合、 抽象概括、批判性思維、創(chuàng)造性思維、推理論證等，這也是

6、高中物理技能培養(yǎng)的重點。物理課堂教學應該為學生創(chuàng)新真實、復雜的問題情境， 鼓勵并引導學生剖析問題、簡化問題、建立物理模型，并運 用適當?shù)姆椒ń鉀Q問題。 例如，理想實驗是一種科學思維 “實 驗，理想實驗與真實實驗相結合往往能取得出其不意的成 功。伽利略研究發(fā)現(xiàn)了落體運動規(guī)律后進一步尋求地面上物 體的運動規(guī)律。他在實驗中觀察到讓金屬球從斜面滾，再滾 上與之對稱的斜面，那么球所到達的高度略低于開始下滾的高 度。他通過思考分析認為是由于摩擦的結果，假設能完全消 除摩擦，金屬球就可能到達起始的高度。進而推想如完全沒 有摩擦，不管第二個斜面傾角多大，球能到達的高度與從第 一個斜面開始下滾時的高度相等，而且

7、第二個斜面的傾角越 小，小球在斜面上滾動的距離越長。如果第二個斜面傾角為 零，球永遠達不到起始高度，將以均勻的速度在無限長平面 上永遠運動下去。在真實實驗根底上所作的理想實驗，是無 法實現(xiàn)的思維實驗，但它是具有可靠性的。正是這種思維實 驗導致了伽利略慣性定律的發(fā)現(xiàn)，從根本上否認了統(tǒng)治人類 歷史兩千多年的亞里斯多德的力是維持物體運動的錯誤觀 點。從實驗到理想實驗是一種科學思維，同樣從觀察實驗現(xiàn) 象推理規(guī)律、概念、公式等的形成與運用都能很好的培育學 生的科學思維，如牛頓主要依靠歸納法得出牛頓定律，歐姆 那么根據(jù)類比得出局部電路的歐姆定律等等，只要教學中能夠 高度重視，學生的科學思維素養(yǎng)就能得到迅速

8、提升。四、在物理實驗的教學中培育具有探究精神素養(yǎng)的人 實驗探究主要指高中物理通過實驗提出物理問題，形成 猜測和假設，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結論并做出解 釋，以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的能 力。在物理實驗教學中要注重培育具有探究精神素養(yǎng)的人?？茖W家研究問題的關鍵，是能夠在紛繁復雜的表象下發(fā) 現(xiàn)問題的關鍵，在此根底上建構物理模型、設計方案、解決 問題。實驗探究教學的價值應該是培養(yǎng)學生利用實驗探究的 方法獲取知識、研究解決生活中遇到問題的能力，促進學生 真正理解科學探究的精髓。例如，牛頓第二定律的實驗探究 教學中中，教師提出典型問題：探究力與物體運動加速度之 間的定量關系。不

9、但要求學生在猜測假設、實驗設計、實驗 操作的根底上，根據(jù)所測量的物理量進行分析，最終得到科 學的結論。而且要進一步給學生提出問題：拉力大小確實定 存在什么問題、如何有效平衡摩擦力、該實驗成功的關鍵是 什么、實驗數(shù)據(jù)存在誤差的原因是什么等等，引發(fā)學生對現(xiàn) 有結論的反思和質疑，才能真正培養(yǎng)出具有實驗探究能力和 探究精神的人。五、在物理學史的再現(xiàn)及各類科技活動中培育具有科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的人科學態(tài)度與責任主要指對待科學的態(tài)度與價值觀，包括 能正確認識科學的本質，具有學習和研究物理的好奇心與求 知欲，能主動與他人合作，學會用物理的眼光來觀察世界， 解決問題等，在教學中注重應用物理學史及各類科技活動培

10、育學生的科學態(tài)度與責任?？茖W家楊振寧曾將他取得成功的奧秘歸結為： “要站在 問題開始的地方，要面對原始的問題，而不要淹沒在文獻的 海洋里這給我們物理教學極大的啟示：教學中教師要 向學生展現(xiàn)物理概念的形成過程、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，以 及物理問題的解決過程，為學生創(chuàng)設真實的情境，描繪物理 學家探索科學的歡樂與痛苦、成功與失敗，體驗真實的科學 精神。使學生在精神上受到感染、情操得到陶冶，意志得到 磨煉，鑒賞力得到提高，正確理解人和自然的關系，正確理 解人與社會的關系，并產生強烈的感情，形成對美和藹的辨 別力和追求熱情，提升學生的科學態(tài)度和責任。例如，教科 書通過比擬亞里士多德和伽利略的不同觀點來介紹

11、牛頓第 一定律的發(fā)現(xiàn)過程，教材寫道： “這個錯？、竟維持了近兩 千年。直至三百多年前，伽利略才直接從教科書上呈 現(xiàn)亞里士多德的錯誤觀點，強調伽利略勇于質疑的科學精神 和牛頓“站在巨人肩膀上總結得出牛頓第一定律的偉大成 就。這樣的教學過程會給學生造成“古人真笨的印象，無 法理解為什么“兩千年無人反駁 ，更無法理解“站在巨人 肩膀上的含義，以至于本應該充滿生機活力的物理教學變 得機械、沉悶和程式化，缺乏情感與靈性的自然流露。查看 更多的歷史資料我們發(fā)現(xiàn)，在伽利略之前，就有許多學者對 亞里士多德的觀點進行了批判，如希帕克斯、菲洛波諾、布 里丹、奧雷斯姆、和達芬奇等，尤其是伽利略的哲學老師博 納米科和

12、貝內代蒂提出了“沖力的概念，為伽利略的“臨 門一腳奠定了良好的根底。物理教學中如果忽略二千年中 曲折的研究過程，學生就無從認識誰是“巨人 ，無法領悟 伽利略、笛卡兒和牛頓的偉大所在。用開講座、小制作、小論文活動來激發(fā)學習物理興趣， 拓寬學生的知識面，培養(yǎng)分析、解決問題的能力。講座、小 制作、小論文的內容可以根據(jù)教學內容和學生的特點選擇合 適的題材，如與生產生活相關并且有廣泛應用的物理知識， 與社會開展有著重大關系的物理知識，與科學，技術有關的 社會熱點問題，物理學開展的成就及前沿問題，生活用品的 小改良等等。通過這些活動，既可培養(yǎng)學生的社會責任感， 也使學生人文素養(yǎng)得到了提高。【參考文獻】1 冷冰冰 .高中物理課程標準的核心素養(yǎng)分析.教育導刊， 2021年 8月上半月2 張敏 .物理教學