基于教材与核心素养驱动下的物理教学的思考

摘 要：倡导核心素养导向下的物理教学，是体现物理课程价值的要求。物理教师应该从教材出发，结合物理学的基本概念和规律、科学探究的思想方法等方面培养学生的物理核心素养。核心素养导向的物理教学要求要重视物理核心概念教学、重视问题分步式辅助教学、重视学生体验知识形成过程、重视学生动手做实验的情感体验，培养学生利用已有的能力解决实际问题的能力和意识，同时还要注重教师以身作则、言传身教的力量。

关键词：核心素养;教材分析;教学策略

一、引言

怎样的物理教学才能有效地促进学生科学素养提升，是每一位从事物理教学工作的教师都值得深思的问题。通过近几年的物理教学与各类教研活动，笔者对于物理的基础教育理念与教学方法在不断摸索中寻找最契合学生的方式与方法。

二、物理核心素养

《全民科学素质行动计划（2006—2010—2020年）》指出，科学领域课程应以提升学生科学素养为目标，学生通过课程学习应了解必要的科学技术知识、掌握基本的研究方法、树立科学思想、崇尚科学精神，并有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的重要构成。

三、教材分析

教材有3种基本结构：学科知识结构、认知系统结构、教材总体结构。其中，教材总体结构是由教材学科知识结构和知识运用结构两者交叉形成的，极具学科特点和较为固定的教学模式方法及其编排顺序，在此之上融入相应的教学策略而形成的教材总体结构。

人教版物理教材整体结构排序为：机械运动、声现象、物态变化、光现象、透镜及其应用、质量与密度、力、运动和力、压强、浮力、功和机械能、简单机械、内能、内能的利用、电流和电路、电压电阻、欧姆定律、电功率、生活用电、电与磁、信息的传递和能源与可持续发展。而从宏观分析，该套教材以物质、运动和相互作用、能量三大主题构成不同层次又相互联系的有机机构体系，从自然界和日常生活中的各种现象出发，总结提炼知识，并回到生活、社会中去，深刻体现了物理学科“源于生活，又高于生活”的学科性质。

在教材的认知系统结构设计中，深刻体现了探究的思路，在每章节优先提出一种或者多种相似的物理情景，在情景中设问，利用各种引导式问题培养学生的科学思维能力、问题迁移能力，在思考过程中逐步强化科学探究“提出问题、分析问题、解决问题”的应用能力，提高学生的科学素养。

四、教学策略

物理核心素養导向的教学要求教师精准把握教材内容、熟练运用各种教学方法、适当进行知识拓展，这些对于促进学生能力发展的价值深远，关注学生科学素养培养。

（一）围绕核心概念开展教学

核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等基本理解和解释，这些内容可以展现当代学科背景，是学科结构的主干部分。在物理学科教学中，核心概念可以帮助教师和学生从课堂中跳脱出来，站在更高的思维层面上有意识地培养学生的科学素养。这样也便于教师从单一的知识陈述转移到利用客观事实佐证核心概念，切实体现物理的“源于生活，高于生活”。

例如，能量是物理学中极其重要的一个物理概念。笔者在教学过程中，对于能量的概念定义为：物质的时空分布可能变化程度的度量。这是一个纯理论的概念，仅靠教师讲授是难以掌握的，只有创设特定的情景才会显得形象生动且有意义。在讲授过程中，提出思想实验，描绘特定场景，即在真空环境下，一张铺平的床单（表示二维平面），在此种情况下引入一个物体放置床单上，学生对比前后实验床单（即二维平面）发生何种变化，源于何种原因，围绕该问题开展教学，学生得出简单结论：物质的存在导致床单发生弯曲。由此提出，避开受力导致床单（即二维平面）发生弯曲，物质的存在影响时空的状态，而且物质的质量越大，床单（即二维平面）变化程度越大。由此提及现代物理学已明确的质量与能量之间的关系，即E=mc2，并加以诠释床单凹陷所伴随的能量变化，这个过程又是一个做功的过程。辅以动能的情景理解，冲撞床单（即二维平面）的速度越大，床单（即二维平面）的变化程度更大，即在质量一定的情况下，物理的速度越大，动能越大。

又例如，功的概念定义为：力对物体作用的空间累积的物理量。在讲授过程中，让学生随意列举生活中涉及力的10个例子：推小车、捏橡皮、拿起书、搬起凳子、推墙、梳头发、背起书包、拿起石头、玩手机和捏皮球。在以上例子中，寻找普遍的共性。学生通过思考很快就可以得出在罗列例子中第一个共性：有力的作用。教师此时通过引导，学生思考得出：每个情景对象都在力的方向上移动了一段距离。其中，“推墙”这个例子要特别强调一下：在力的作用下，石头有极其微小的形变，即在力的方向上移动了一段距离，只不过太过微小，人眼识别不出来，不过可以通过理论分析得出。那么这个时候我们就说，这个力做了功。此时再通过调动学生去总结这个共性，其实就得出力对物体作用空间的累积。

核心素养导向下的物理教学要求教学活动不能仅仅停留在生活中的物理事实，而是要关注通过司空见惯的物理事实通过抽象分析、理性总结、精确概括从而得出核心概念。这也充分开发培养了学生的科学思维能力，对于学生的成长起到了重要作用。

（二）通过设置问题分步辅助教学

设问是每一位教师都会采用的教学方法，合理的问题铺设可以在严密的逻辑推理下逐步引导学生获取知识，同时也将较为困难的知识分割为不同阶段的问题“分而治之”。这便于引导学生对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的构建认识，是基于经验事实构建理想模型的抽象概括过程，培养了学生分析综合、推理论证等方法的应用能力。

例如，笔者在讲授初三《单电表测电阻》专题的过程中，利用设问分步思考的方法，将学生抽离普通的学习思路，感受分布思考的妙用：

A.测电阻的实验原理是什么？

B.实验过程中我们可以使用的实验器材有哪些？

C.该实验器材可以直接测哪些物理量？哪些物理量无法直接测量？哪些物理量可以计算？

D.通过以上分析，如何巧妙地利用串并联电路的等量分析来解决问题。

通过以上4个递进式问题，逐步让学生明确该实验的重点突破口在于电路的结构，将原本难度系数较大的问题分割成几个问题进行讲解，在降低知识点难度的同时，又培养了学生科学的分析推理能力，提升了学生的科学素养。

（三）通过体验知识的形成过程开展教学

课堂是培养学生科学思维能力的主要阵地。在物理教学过程中，并存着3种思维活动，即物理学家的思维活动、教师的思维活动以及学生的思维活动。在物理的常态教学过程中，要尽可能多的让3种思维活动产生互动，尤其是学生的思维活动与物理学家的思维活动。教师的思维活动在讲授过程中要不断演绎物理学家的思维活动，尽可能好地引导学生的思维活动和物理学家的思维活动实现同步，从而让学生在思维活动中和物理学家产生思想上的共鸣，使他们水乳交融，形成一个和谐互补的有机整体，从而使学生体验知识的形成过程，有效培养学生思维能力。

例如，笔者在讲授人教版八年级上册第一章第三节《运动的快慢》时，首先提出生活中我们对于不同物理的运动有“快”与“慢”的描述，在物理学的研究过程中也涉及了快与慢的衡量问题。此时引入物理情景：在秋季运动会的百米赛跑中，我们作为观众看到了有人跑在前面、有人跑在后面，此时我们通过生活常识判断出跑在前面的同学跑得快，跑在后面的同学跑得慢。结合已学知识，挖掘隐含信息，分析推理发现：作为观众我们定义相同时间，跑得越远，跑得就越快;跑得越近，跑得就越慢。可是作为百米赛评委，他手中的电子停表在同学依次越过终点线时也确定了先到达终点线的同学跑得快，后到达的跑得慢。结合已学知识，挖掘隐含信息，分析推理得出：作为裁判定义相同路程，跑完全程需要的时间越少，跑得越快;时间越多，跑得越慢。整理思路发现，人们在日常生活中判断快慢的方法不一，物理学为了统一，引入速度概念“路程与时间之比叫做速度”，比值越大，速度越大;比值越小，速度越小。在提及此概念时，可问及学生“可不可以用‘时间与路程之比定义速度，为什么？”体验一下生活中的“速度快”与重新定义下的“速度快”是否一致，从而感受物理学视角解释自然现象和解决实际问题的本质，是不能否定客观事实的正确物理观。

（四）通过学生动手实验鲜活教学过程

物理学是一门以实验为基础的学科。物理实验在物理学的发展过程中一直起著十分重要的作用。2000年，教育部《关于初中毕业、升学考试改革的指导意见》中明确指出要“切实加强与实验有关内容的考核，有条件的地方可以进行实验操作能力考核”，这些都充分体现了物理实验在教学过程中的地位与作用。在学生实验的过程中，动态的实验过程会给教学带来很多独到的教学意外，也让学生在实验过程中感受物理的乐趣。

例如，笔者在讲授人教版八年级上册第三章第四节《升华和凝华》时，采用实验教学方法。在学生实验过程中，部分学生获取到了完全不同的实验现象：在圆底烧瓶中没有看到紫色气体出现，反而看到了流动的暗紫色液体。这个环节笔者在讲授过程中充分利用实验进行精讲：固体物质在吸热的过程中，如果温度迅速上升至熔点，我们会观察看到固体受热熔化现象，看不到升华现象。由此强调在对圆底烧瓶加热的时候要均匀摇动烧瓶，使固体的碘受热均匀且温度缓慢上升。类似现象还有：在冬天，结了冰的衣服晾干了，可是在衣服正下方的地面上并未看到有水迹;在夏天接了冰的衣服晾干了，在地面上可以看到水迹。这两个实验可以得出的结论是：当固态物体在自身温度低于熔点的情况下受热会发生缓慢升华现象;若自身温度迅速上升至熔点，在受热的情况下回发生熔化现象。

（五）注重教师的言传身教

物理核心素养导向下的教学不仅仅要求一线教师改变教学的侧重内容和教学方式，还要求物理教师具备良好的物理核心素养，通过言传身教，潜移默化地促进学生科学素养提升。

学生在自我探索世界、建构认识、形成能力的过程中，离不开教师对事物的剖析、示范;离不开教师在教学活动中对学生的启发、引导，这些环节中都融入了教师个人高于知识以外的理解，教师的人格精神，教师的情感、态度、价值观。教师作为教学过程参与的核心要素，具备扎实的专业知识、熟练的学科研究方法、深层次的专业见解及独到的专业理解，从而深入浅出地对知识点进行讲解、信手拈来地给学生指导学习活动。有时候教师在不经意间对知识点的概括就可能给学生造成极大“冲击”。

例如，在笔者讲授人教版九年级全一册第十三章第一节《分子热运动》内容时穿插讲解过两个知识点。①我们生活的宇宙包含了物质和能量。如果从物质的角度可以划分为银河系和河外星系，今天我们学习感知到的是分子原子，从物质的角度由大到小来看就是宇宙、银河系、太阳系、地球、分子、原子、原子核和核外电子、质子、中子、夸克等。②学习到一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，可以推理设想一下，固态、液态、气态在相互转化的过程中分子原子的运动情况。学生通过理性分析与思考逐步认识到我们生活的世界，从宏观到微观，从物理到生活，从形态到意识，学生在教师的引导下，会不断去探索自己生活的这个世界，用科学的研究以及严谨的态度去面对生活中遇到的各种问题。

为了更好地以身作则、言传身教，教师应加强专业理论学习，深化教学研究，努力提升自我的科学素养，从而在新时代做好教育教学工作。

基于教材与物理核心素养导向下的新型物理教学是体现物理课程价值和教师个人价值的必由之路，教师应该转变教学观念，以学生的核心素养提升为目标，改革教育教学方法和过程，关注学生的知识构建以及知识运用，为新时代的中国特色社会主义贡献属于教师队伍的力量。

作者简介：马鹏（1989—），男，汉族，湖北随州人，中教二级，本科，研究方向：物理教学。