淺談物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力教學(xué)

【摘

要】學(xué)科核心素養(yǎng)已經(jīng)提出多年，從這幾年的教育教學(xué)上看，多數(shù)的教學(xué)都只停留在表面，教師實際實施起來都很迷茫，無法落實立德樹人的根本任務(wù)。最主要的原因就是教師沒能突破核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力開展教學(xué)任務(wù)。因此，教師必須先明確物理核心素養(yǎng)的四個維度所包含的關(guān)鍵能力。初中物理教學(xué)就應(yīng)以突破核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力為核心素養(yǎng)教學(xué)的切入點，讓學(xué)生具備物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力?！娟P(guān)鍵詞】關(guān)鍵能力;大單元教學(xué)設(shè)計;物理教學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)已經(jīng)提出多年，但成效并不顯著，最主要的原因就是教師沒能突破核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力開展教學(xué)任務(wù)。因此，教師必須先明確物理核心素養(yǎng)的四個維度所包含的關(guān)鍵能力。物理觀念在教學(xué)中要注意突破的關(guān)鍵能力：物質(zhì)觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及將其應(yīng)用于實際問題，注重訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用相應(yīng)能力解決相關(guān)物理問題;科學(xué)思維是物理核心素養(yǎng)形成的最為重要的思維能力，突破科學(xué)思維的關(guān)鍵能力是所有物理教師的首要任務(wù)，它包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新及各種能力之間的結(jié)合應(yīng)用;科學(xué)探究是學(xué)生物理核心素養(yǎng)在實際問題中的應(yīng)用能力體現(xiàn)，是核心素養(yǎng)服務(wù)于個體、他人以及社會的效果表現(xiàn)，其關(guān)鍵能力包括有針對性地提出問題、準(zhǔn)確收集實驗證據(jù)、對證據(jù)加以分析總結(jié)得出結(jié)論并加以解釋、與他人交流合作，反思不足，提升探究能力;尊重科學(xué)本質(zhì)是每位學(xué)生都必須具備的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是、持之以恒、熱衷探索科學(xué)的品格是“科學(xué)態(tài)度”教學(xué)的基本任務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生勇于承擔(dān)一定的社會責(zé)任是核心素養(yǎng)教學(xué)落實“立德樹人”的最終目的?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任。初中物理是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的啟蒙，應(yīng)對學(xué)生的個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要負(fù)責(zé)，初中物理教學(xué)就應(yīng)以突破核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力為核心素養(yǎng)教學(xué)的切入點。物理核心素養(yǎng)的四個維度中，我認(rèn)為科學(xué)思維是最重要的，它具備核心素養(yǎng)的基本思維動力，是各維度素養(yǎng)一體化的思維能力，因此，科學(xué)思維在物理核心素養(yǎng)中顯得最為重要。下面就個人教學(xué)經(jīng)驗談幾點培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力的看法。一、物理觀念是科學(xué)思維的動力源良好的科學(xué)思維是在物理觀念形成的基礎(chǔ)上建立起來的，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維就要從物理觀念入手，教學(xué)中應(yīng)注重物理概念和規(guī)律的教學(xué)，對物理概念和規(guī)律現(xiàn)象的教學(xué)應(yīng)深入到位，在學(xué)生頭腦中達到升華固化，形成必備的物理觀念。物理觀念教學(xué)想達到較好的效果，就要注意各章節(jié)知識點的聯(lián)系，從大單元的視角入手設(shè)計教學(xué)，突破各項關(guān)鍵能力，為學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)奠定良好的理論基礎(chǔ)。在初中物理教學(xué)中，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生物理觀念的整體形成，在相應(yīng)的章節(jié)教學(xué)中應(yīng)用大單元教學(xué)設(shè)計理念，如在運動相關(guān)教學(xué)中應(yīng)注意運動概念、運動規(guī)律的教學(xué)，還應(yīng)注意物體間的相互作用及運動與力相結(jié)合的整體教學(xué)。讓學(xué)生明確什么是運動，運動的快慢，運動與否跟力的關(guān)系，力的作用與運動狀態(tài)的關(guān)系。大單元教學(xué)設(shè)計是物理觀念教學(xué)的重要手段之一，設(shè)計的難度較大，尤其在新課教學(xué)中，要求教師有較強的整體觀，做出較為系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計，這常常需要整個備課組或整個教研組的集體備課才能做好。中考復(fù)習(xí)備考中大單元教學(xué)設(shè)計顯得更為重要。在物理教學(xué)中檢驗學(xué)生的物理觀念是否形成，就看能否用所學(xué)知識解釋相關(guān)現(xiàn)象，在解決相關(guān)問題時知道是屬于哪種物理觀念并能提出相應(yīng)辦法加以解決，物理觀念是其他各項素養(yǎng)能力的知識基礎(chǔ)，是學(xué)生終身發(fā)展的知識儲備。二、突破關(guān)鍵能力培養(yǎng)科學(xué)思維科學(xué)思維是物理核心素養(yǎng)形成的最重要的思維能力，突破科學(xué)思維的關(guān)鍵能力是所有物理教師的首要任務(wù)，它包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新?？茖W(xué)思維能力最終要達到的目標(biāo)是能從經(jīng)驗事實抽象建構(gòu)理想模型、綜合分析、推理、論證等方法的思維能力;通過科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出疑問、提出創(chuàng)新性見解，形成自身獨特的思維能力與品質(zhì)。初中物理教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力、科學(xué)推理能力、科學(xué)論證能力、質(zhì)疑創(chuàng)新能力等四方面能力。這需要長期、深入的引導(dǎo)，必須在對知識系統(tǒng)的深入認(rèn)知形成內(nèi)在物理觀念的基礎(chǔ)上的深度教學(xué)才能進行。在教學(xué)中要注意以上四方面能力的培養(yǎng)是一體化的，使學(xué)生具有獨特的科學(xué)思維能力。下面以電路中滑動變阻器的電功率為例，闡述教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)過程。（1）模型建構(gòu)。在串并聯(lián)電路的相關(guān)知識基礎(chǔ)上，列出滑動變阻器的電功率表達式。從串聯(lián)電路入手，畫出定值電阻與滑動變阻器的串聯(lián)電路，并用規(guī)范的符號標(biāo)出相應(yīng)的物理量，分析發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的電壓變大時，電流是變小的，若用公式P=U變I，則出現(xiàn)雙變量問題難以討論，此時就要引導(dǎo)學(xué)生思考如何減少變量，讓學(xué)生列總功率、定值電阻功率的表達式就會發(fā)現(xiàn)都有共同的變量I（電流），此時不難發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的功率是由總功率減定值電阻功率，這樣就建構(gòu)出了滑動變阻器的電功率的模型P變=UI-I2R0。在以上的教學(xué)中，對學(xué)生的能力要求比較高，又極其重要，是科學(xué)思維能力形成的首要任務(wù)，在初中物理教學(xué)中，要重視突破模型建構(gòu)能力。對模型建構(gòu)能力要做到能說出、應(yīng)用、選用、轉(zhuǎn)換物理模型等不同層次的要求。（2）科學(xué)推理。在科學(xué)推理的環(huán)節(jié)中，不僅要關(guān)注推理得出的結(jié)論，更要重視推理的過程。以上滑動變阻器的電功率模型建構(gòu)出來了，就進行數(shù)學(xué)演繹推理，應(yīng)用函數(shù)知識歸納總結(jié)滑動變阻器的電功率隨電流的變化規(guī)律，從而得出其最大功率、最小功率，還要歸納推理繪出函數(shù)圖像，由電功率與電流的關(guān)系進而推導(dǎo)出與電阻的關(guān)系，能繪出電功率與電阻的大致函數(shù)關(guān)系圖像。在這一環(huán)節(jié)中需要較扎實的數(shù)學(xué)功底，平時教學(xué)中要注意數(shù)學(xué)、物理的結(jié)合，要加強公式推導(dǎo)演繹的訓(xùn)練。要形成較強的科學(xué)思維能力，應(yīng)讓學(xué)生明確演繹對象、物理條件，演繹方向以及對結(jié)果的解釋。（3）科學(xué)論證。對于以上科學(xué)推理，在教學(xué)中要注意進行科學(xué)論證，通過實際問題進行演練，讓學(xué)生對滑動變阻器的電功率的變化有深度認(rèn)知，變成一種內(nèi)化的科學(xué)思維能力。還應(yīng)讓學(xué)生將以上科學(xué)推理的規(guī)律結(jié)論應(yīng)用于一些物理現(xiàn)象的解釋中，如實際生活中遇到干電池快沒電時，由于電池內(nèi)部電阻很大，它的輸出電壓很小，以至于輸出功率很小，最終完全沒有功率輸出。通過科學(xué)論證引導(dǎo)學(xué)生知識遷移，如稱重計、測溫計、測高計的原理都與滑動變阻器電路有聯(lián)系。科學(xué)論證是對模型建構(gòu)、科學(xué)推理的正確與否的檢驗及應(yīng)用，是科學(xué)思維固化的關(guān)鍵能力。9D6DC1B7-B2E7-49BD-BCC1-76EF1042FC68（4）質(zhì)疑創(chuàng)新。在物理教學(xué)中要不斷引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑問題、質(zhì)疑老師、質(zhì)疑教材、質(zhì)疑權(quán)威，最終學(xué)生才能不斷創(chuàng)新。在新課教學(xué)中可以多設(shè)疑、多設(shè)錯，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)疑問、發(fā)現(xiàn)錯誤，促使學(xué)生解決疑問，糾正老師設(shè)計的錯誤，達到創(chuàng)新的目的;在練習(xí)教學(xué)中可以讓學(xué)生針對相應(yīng)知識點自己設(shè)計練習(xí)，改造已有練習(xí)，自己解決練習(xí)或讓同學(xué)解決，并讓學(xué)生做出設(shè)計練習(xí)的意圖，讓學(xué)生獲得獨立創(chuàng)新的喜悅，形成獨立判斷真理的能力。以上是科學(xué)思維的四個維度的關(guān)鍵能力，是一體化的，教學(xué)中既要注意分維教學(xué)又要整體教學(xué)?？茖W(xué)思維能力的形成不是一時之功，是伴隨整個初中的物理教學(xué)的，不斷地引領(lǐng)學(xué)生從比較低級的科學(xué)思維走向高級的科學(xué)思維的深度學(xué)習(xí)的過程。三、科學(xué)探究是科學(xué)思維的能力表現(xiàn)科學(xué)探究是在物理觀念和科學(xué)思維的基礎(chǔ)上，自主提出問題、探究問題、處理問題、解決問題的至關(guān)重要的能力，是學(xué)生走向社會、面向未來，適應(yīng)自身終身發(fā)展的關(guān)鍵能力?？茖W(xué)探究應(yīng)包括提出科學(xué)問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。在科學(xué)探究的過程中，必須有科學(xué)思維的指導(dǎo)，科學(xué)探究的過程還可以促進科學(xué)思維的提升，是科學(xué)思維達到更高層次的升華。在學(xué)生走向社會面向未來時，探究活動是常有的，但不一定每次探究活動都是規(guī)范的科學(xué)探究，但如果學(xué)生具備了較強的科學(xué)探究能力，對其終身發(fā)展是非常有益的，學(xué)生會擁有更加美好的前途。在我們的物理教學(xué)活動中必須注重科學(xué)探究的培養(yǎng)，提供更多的科學(xué)探究實驗，在課堂教學(xué)中注意以下三方面要求：①設(shè)計符合邏輯的自主探究過程;②從“素養(yǎng)”的視角觀察科學(xué)探究目標(biāo);③創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究的真實情境，在探究中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，形成自主探究的能力。在教學(xué)中應(yīng)以科學(xué)探究的基本要求，以教材科學(xué)實驗為本，多進行科學(xué)探究教學(xué)，使學(xué)生具備獨立的科學(xué)探究能力，在實際生活中，能獨立提出探究問題，獨立進行探究實驗，獨立處理和解決問題。四、用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)科學(xué)態(tài)度是科學(xué)本質(zhì)的具體表現(xiàn)?？茖W(xué)本質(zhì)是什么，需要較強的科學(xué)思維以及對真理的不懈追求，從而形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是、持之以恒、熱衷探索的科學(xué)態(tài)度。在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)的過程中，要尊重客觀事實，實事求是，追求真理，同時應(yīng)負(fù)起一定的科學(xué)責(zé)任和社會責(zé)任，讓科學(xué)服務(wù)于社會，服務(wù)于人民，促進社會發(fā)展，促進世界和平發(fā)展?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任的教學(xué)目標(biāo)是落實立德樹人的根本任務(wù)。因此，在物理教學(xué)中應(yīng)做好以下三個方面的工作：①活躍物理課堂氣氛，注重聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，多進行科普知識的教學(xué)。②進行分層、分級挑戰(zhàn)物理問題的教學(xué)，讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的優(yōu)良品質(zhì)。③注重愛國教育教學(xué)，完成物理教學(xué)的最終使命，推動社會、世界可持續(xù)發(fā)展。最后，反思一下我的教學(xué)設(shè)計思想：①從生活、自然、科技角度出發(fā)，設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知水平的有趣教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。②對學(xué)生的學(xué)情進行充分了解，從學(xué)生已有的認(rèn)知入手展開循序漸進的教學(xué)設(shè)計，注意跨學(xué)科了解學(xué)情，尤其是了解學(xué)生配套版本的數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)進度，讓學(xué)生保持深厚的學(xué)習(xí)興趣。③創(chuàng)設(shè)各種真實情境，引領(lǐng)學(xué)生質(zhì)疑，增強學(xué)生進行科學(xué)探究的欲望，進行有針對性的核心素養(yǎng)實驗教學(xué)。④引導(dǎo)學(xué)生體驗各項素養(yǎng)的過程，有計劃地設(shè)計“進階式的深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，