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[摘要]核心素養的培養對于學生今后的學習發展至關重要,是學生在接受物理教育期間形成的適應社會發展的必備能力。本文將以現階段高中物理教學工作的開展情況,結合近年來我的工作經驗,以(人教版)高中物理教材內容為例,分析和探索高中物理教學中學生核心素養的培養方式,以期起到提升高中物理教學質量的效果。
[關鍵詞]高中;核心素養;物理
物理作為一門實踐性較強的課程,學習起來有一定難度。對于物理學困生而言,他們很少主動思考問題,非常依賴教師的指導,導致他們在課下獨立做題時不知從何下手。為了解決這一問題,教師需要注重教學創新,激發學生學習興趣,在學習的過程中逐漸培養學生的學科素養。
一、物理學科核心素養
(一)物理觀念
物理是指基于物理學角度形成的有關運動、相互作用、物質、能量等的結論;是抽象的物理概念與定理等在腦海中的概述與升華;是采取物理視角解讀大自然多種奇異現象,解決問題的物質基礎。為了有效培養學生這一素養,教師需要事先將物理教材知識,圍繞核心素養進行整合內化,以此為基礎加深學生對物理世界的認知,從而逐漸形成物理觀念。
(二)科學思維
科學思維是以物理為主視角對自然物質的本質解讀、屬性結構及物質間內在關系的認知。簡單來說,是指以客觀經驗或事實建設的多種理想模型的解讀過程;是學生分析能力、邏輯推理等思維能力的內化遷移;是以現實為依據,以科學推理的方式提出自己的質疑或評判,從而得出結論。高中學生物理科學思維的培養過程中,教師需要以模型建構、質疑創新為重點,圍繞科學推理、假設驗證展開教學訓練。本文以“牛頓第二定律解決實際問題”這一內容為例,指出要想培養學生科學思維,必須要掌握解決問題的流程與方法,具體如下:①明確分析對象;②受力分析,明確各力方向;③運動分析,明確加速度方向;④建立適宜的直角坐標;⑤將力和加速度正交分解,明確分量的大小與方向;⑥統一物理量的單位;⑦依據牛頓第二定律分量式及運動學公式列方程;⑧求解需求的物理量;⑨對答案的合理性進行分析。
(三)實驗探究
實驗探究具體是指提出學習問題,大膽做出預測與設想,自主收集與歸納整理信息,以現有線索為事實依據得出結論,并圍繞結論進行詳解。在培養學生實驗探究能力的過程中,需要利用實驗操作,引導學生觀察實驗現象,交流實驗結果,無形中提升學生的實驗探究、評估能力。需要注意的是,合作交流、事實依據、問題解析是培養學生實驗探究素養的關鍵要素。
(四)科學態度與責任
基于物理本質,在解讀STSE的基礎上,形成自己對科學的獨有認知,并意識到自己的責任。學生在初高中時期學習掌握的物理知識,在步入社會后,幾乎沒有多少機會能夠應用到,常常是走出校門后不久就全都忘記了。但是不論將來從事什么工作,態度與責任感都是不可或缺的,對學生日后發展具有重要作用。
二、高中物理教學培養學生核心素養的具體策略
(一)精準把握學科特征、教學價值
現階段物理課程教學改革是圍繞核心素養展開的,教師需要把握好物理課程教育本質,在課堂教學中讀懂學生,使學生形成濃厚的學習興趣,愛上學習。物理課程作為一門以提升學生整體素養,促進學生綜合能力發展為宗旨的自然科學領域的基礎課程,為了能夠在課堂教學中培養學生的學科素養,教師需要讓學生親身體驗物理概念與定理的產生過程,對自然科學概念產生正確的認知。在教學中,需要盡可能降低學習難度,注重學習方法與內涵的解析,在無形中培養學生的物理思維。在日常教學中,要想使學生真正理解,并能夠靈活應用所學知識去解決實際問題,光靠死記硬背物理概念與計算公式是很難實現的。教師需要從學生學習興趣、物理規律的探究入手,幫助學生牢牢把握“本質”,從而使學生在多變的問題中準確尋找解決問題的思路。如教師在教學(人教版)高中物理必修二“平拋運動”這一課時,教師可以構建問題情境,引導學生主動探究物理知識。在教學引入環節,教師利用多媒體為學生播放教學視頻“玩具子彈擊中模型猴”,要求學生觀看子彈的運行軌跡,并在觀看后提出問題“子彈的運動軌跡是否與我們之前所學的某些運動很相似?”在學生討論并分享自己的想法時,教師需要適時引出“平拋運動”的概念。為了深化學生對平拋運動的認知,教師需要為學生演示實驗。教師拿出事先準備好的小錘,擊打彈性金屬片,此時A球向水平方向飛出,做平拋運動,而同時B球被彈開,做自由落體運動。學生發現越是用力擊打金屬片,A球的水平速度就越大,不論A球初速度多大,總是與B球同時落地。經過討論學生得出結論:平拋運動在豎直方向做自由落體運動,水平方向速度大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運動;在水平方向做勻速直線運動,且不受豎直方向運動的影響。借助此種教學啟發,學生的科學思維也將被激活,有助于提升課程教學效果,培養學生物理思維。
(二)立足于學科教育發展,因材施教
教學要“開窗”,而不是“圍墻”。高中物理教學活動最需要考慮的是激發學生學習興趣,激活其科學思維,以學生自主參與物理學習為目標,肯定并鼓勵學生的創造性思維。為了實現培養學生核心素養的發展目標,教師需要在教學中,有意識地培養學生學習習慣,使學生掌握更多的學習方法。傳統教育模式束縛了教師的思想,不利于學生個性化學習能力的培養,也無法滿足學生不同的學習需求?;诖耍處煴仨氁⒆阌趯W科教育發展,尊重差異,因材施教。多元智能理論告訴我們,學生都是聰明的,僅是聰明的體現方式有所不同。因為學生的興趣愛好、認知基礎、學習態度、能力等方面存在差異,若是教師采取單一的講解方式,很容易引發學生的抵觸情緒,不利于學生學習能力的發展。所以,為了解決這一問題,教師需要在課堂教學中采取分層教學的方式,針對班級中學生的實際情況,科學設計分層任務,激發學生學習興趣,從整體上提升學生的學習能力。如教師在教學高一物理必修一用“牛頓運動定律”解決問題這一課時,教師可以依據學生的學習能力,設計分層問題。對于物理學困生,教師可以設計這樣的問題:“如圖甲,在水平地面上,有一個質量為4kg的物體,受到在一個與水平地面成37°的斜向右下方F=50N的推力,由靜止開始運動,其速度時間圖象如圖乙所示(g=10N/kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求物體的加速度大小。”對其他的學生,教師則可以在原題基礎上,設計新問題,即:“物體與地面間的動摩擦因數。”通過設計不同難度的練習題,樹立學生的學習信心,使其更愿意學習知識,保證課堂教學效果的同時,為形成物理素養奠定基礎。
(三)突顯學生主體地位,重視變式訓練
物理知識的學習掌握需要經過大量的練習,對于理解能力強的學生而言,可能在做過一次練習后就能夠利用所學知識解決同類型的問題,甚至在遇到類似問題時,能夠立即生成準確的解題思路。但是對于一些學習基礎差的學生,一道繁瑣的物理問題,即便教師講解地再詳細,他們能夠理解的內容也是非常有限的?;诖?,教師要定期開展變式訓練,針對學生的薄弱環節進行訓練,培養學生的發散思維能力。借助對物理問題進行變形,使學生逐漸掌握到物理知識的本質,并能利用所學知識解決問題,形成舉一反三的能力。如教師在講解“機械能守恒與圓周運動”的知識時,教師可以為學生設計如下問題:“如右圖所示,把一個小球用細線懸掛起來,就成為一個擺,擺長為l,最大偏角為θ。如果阻力可以忽略,小球運動到最低位置時的速度是多大?”針對這一問題,教師可以設計變式:變式1:如圖所示,用一根長為L的細繩,一端固定在天花板上的O點,另一端系一小球A,在O點的正下方釘一釘子B,當質量為m的小球由水平位置靜止釋放后,小球運動到最低點時,細線遇到釘子B,小球開始以B為圓心做圓周運動,恰能過B點正上方C,求OB的距離。變式2:如下圖所示,半徑R=0.40m的光滑半圓環軌道處于豎直平面內,半圓環與粗糙的水平地面相切于圓環的端點A。一質量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運動,運動4.0m后,沖上豎直半圓環,最后小球落在C點。求A、C間的距離(取重力加速度g=10m/s2)。借助對練習題的變式訓練,在無形中有效加深學生的學習印象,強化學生解題能力,對培養學生學科素養具有較大幫助。
三、教學反思
學習對于學生而言并不僅是提高考試成績的一種方式,也是一種享受學習知識的過程。要想培養學生的核心素養,教師必須要提高教學的趣味性,將原本無趣的課堂轉變成趣味盎然的體驗活動,引導學生自主參與學習活動,充分享受物理課程的學習樂趣,從而形成濃厚的學習興趣,為形成核心素養奠定扎實基礎。綜上所述,在高中物理教學中,既要扎實學生的基礎知識與技能,又要注重學生學科素養教育。教師要積極創新物理教學方式,以核心素養為教學指導,拓展資源深度與廣度,培養學生學習興趣,結合一定訓練活動,促進學生的全面發展。
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作者:梁曉南 單位:湖南省郴州市第一中學