基于提升核心素养的高中物理教学建议

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基于提升核心素养的高中物理教学建议

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面，围绕这四个方面，为优化高中物理教学，提出以下思考。

一、基于物理观念的高中物理教学建议

“形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题。”是高中物理课程标准的一项重要目标，该目标明确提出两个要点：第一，形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念；第二，会用这三个观念解释自然现象和解决实际问题。为达成上述目标，应该在教学时重视以下两个方面。

1. 构建有优化结构的高中物理知识系统

首先，是要构建有结构的高中物理知识系统，不是对高中物理知识的堆砌和背诵。因为要运用物理知识解释自然现象和解决实际问题，必须从所学的各种物理知识中选择相应的概念和原理，人们是很难从散乱的、缺乏联系的信息中提取有用信息的，要从大脑的物理知识库中迅速搜寻到解决问题的物理原理，必须构建有结构的物理知识系统。这就是物质的、运动与相互作用的和能量的知识系统。

同时，所构建知识系统的结构应该是优化的。《课程标准》指出：“观念是概念和规律等在头脑中的提炼和升华”。所谓概念和规律的提炼，其重要的方面就是把这些概念和规律组合成优化结构，成为某一知识领域的核心内容，是解决问题的关键视角和思维指南。在本次课程标准具体内容的修订时，把力和合成和分解的要求由理解下调为了解，并且把“用力的合成与分解分析日常生活中的问题”改成了“用共点力的平衡条件分析日常生活中的问题”，就是为了更有利于形成“运动与相互作用观”。因为用力的平衡条件来分析平衡状态物体的受力问题，不仅加强了运动与相互作用的联系，而且在解决问题时需要明确相互作用的对象、描述相互作用的物理量、认识相互作用的效果和运用相互作用的规律，这种解决问题的思维链条在以后的学习中将还会不断出现。例如，运用牛顿第二定律、欧姆定律、气体实验定律解决问题，都涉及“明确作用对象”“分析作用的量”“认识作用效果和规律”等思路，这种视角和核心思路，普遍用于力、电、热等问题的分析，是概念和规律的提炼。“共点力的平衡”是高中物理课程中这一思路的起点，为形成运动与相互作用观念起到基础性的作用，而“力的合成和分解”不过是其中等效替换的一个计算环节，并非核心思路，因此没有必要过分强调。

2. 强化物理知识与实践情境的关联

《课程标准》关于“物理观念”的第二个要求，是会用物理观念解释自然现象和解决实际问题。也就是说，会用物质、运动与相互作用、能量等方面的物理知识解释或解决实践中的问题。要做到这一点，必须强化物理知识与实践情境的关联，提高把物理知识与实践情境进行联系的自觉性，增强学生的实践意识。也就是说，当我们说起某个学过的物理知识时，能够做到脑海中会联想相关的实践情境；当我们看到一个新奇的实践情境时，脑海中会自觉地思考它的物理原理。前面说过，物理观念是物理知识在头脑中的升华，自觉地把物理知识和实践情境联系起来，就是升华的重要体现。

高中物理课程中增强学生实践意识的途径，可以从教学内容和教学方式两个方面思考。

（ 1）增添物理知识与实践情境相关联的教学内容。例如：

把跟学生生活联系密切的问题、社会热点中的物理问题、现代科技成果等有实践情境的教学内容引进物理课堂；

用生活中的器具做物理实验，加强物理知识与生活情境的联系；

创设真实情境、并通过对真实情境的思维加工来建立物理概念；用物理规律分析和解决真实情境中的问题；

养成估计生活中有关物理量大小的习惯，乐于对媒体消息中有关物理量的大小进行审视，勇于对媒体信息中的不合理数据进行质疑。

（ 2）采用有利于建立情境关联、优化的教学方式。例如：

尽可能更多地给学生提供视觉信息。因为图片、视频、实物等视觉信息不仅比语言描述更容易建立深刻的情境印象，而且利用视觉获取信息相对听觉来说，行为主动、内容可选、节奏自控，从而学习更有自主性；

尽可能用实物演示来取代观察图片和视频。因为用实物来演示物理知识的具体应用，比屏幕上的情境更亲近、更真实、更可信，因而更容易建立深刻的印象；

尽可能用学生的操作来取代教师的演示。因为亲自操作更容易使学生获得体验，学生的体验是形成实践意识的主要来源；

尽可能在学生的实践活动中植入趣味性元素和创造性元素。有趣实践活动的情境记忆最长久，也最容易提取；创造性解决具体的实际问题，是灵活应用物理知识的最高境界，是物理观念素养最高层次的体现。

二、基于科学思维的高中物理教学建议

《课程标准》中的“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。其中模型建构、科学推理是科学思维的方式，科学论证、质疑创新是科学思想方法。

1. 模型建构

《课程标准》对物理模型的要求由低到高有以下层次：能说出简单物理模型→能应用常见物理模型→能选用恰当模型解决问题→能将实际问题（或复杂实际问题）转换成物理模型。这里所说的物理模型，是指关于物理的理想模型。高中物理课程中的理想模型有两种：一种是关于研究对象、装置或条件的理想模型，如质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等；另一种是关于运动过程的理想模型，如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。高中阶段对理想模型的认识是从质点开始的，但质点并不是学生建构物理模型的唯一载体。教学中，学生对理想模型的认识是随着理想对象和理想过程不断呈现而逐步加深的。应该让学生体会到，将具体、复杂的物体或过程用简化的模型来代替，可以使问题简化，便于找到其中的主要规律。在关于建构物理模型学习过程中，让学生理解和学会应用相关的物理模型，固然是教学目的，但不要忽视在建构和应用物理模型过程中“抽象”与“概括”思维方式的培养，后者才是我们真正看重的能力与品格。

2. 科学推理

《课程标准》根据科学推理的现象和要求，把科学推理的教学要求由低到高分成了以下层次：常见现象的简单分析→简单现象的推理和结论→常见现象的推理和解释→综合性问题的推理和解释→新情境综合性问题的推理和解释。

所谓科学推理，是由一个或几个已知结论推出另一个新结论的思维方式。物理学中应用得比较多的是归纳推理、演绎推理和类比推理。在物理课程中，学生根据大量实验数据得到结论的过程就是一般的归纳推理过程，在通过归纳得到结论后，再对结论作出合理解释，这是科学归纳推理过程。例如在关于曲线运动速度方向的教学中，通过对弯曲轨道上的小球离开轨道后的运动轨迹分析，可以归纳得到曲线运动的速度方向跟曲线相切的结论，随后，我们再分析曲线运动某段时间内的位移方向，利用极限的概念对曲线运动速度方向跟曲线相切的结论作出理论上的解释，这种对结论进一步作出解释的科学推理过程，就比仅停留在推理的结论上提高了一个层次。《课程标准》在关于推理的学习水平划分时，把只得到结论的推理过程是定为水平二层次，对于水平三以上的层次，还要求对推理的结论作出解释。高中物理教学中，应该重视对实验形成的物理结论进行合理解释的教学环节，例如实验得出串联电路的总电压等于各部分电压之和的结论后，还可以用电势差的概念对“电压之和”这 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 “ STSE”两部分内容。高中物理核心素养中的科学伦理，是指在学习、研究和应用科学的过程中，应该考虑和遵守的规范准则，如实事求是，不弄虚作假，顾及他人利益，不对人类和自然带来不利影响等。 STSE是“科学?技术?社会?环境”的英文缩写，主要包括科学技术的本质、科学技术与社会的相互关系、科学技术对自然环境和可持续发展的影响等方面。在教学中，让学生获得这些方面的认识，这是基本的要求（水平一、二层次），进一步的要求，是通过课堂学习、课后阅读、信息交流、实践活动、社会调查，把正确的认识提升为责任感，在热爱自然，保护环境、节约资源、促进可持续发展方面，形成正确的观念，付出具体的行动，养成良好的习惯。

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