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物理學(xué)核心能力的內(nèi)涵
物理核心能力是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必要素質(zhì)和關(guān)鍵能力。 它們是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的具有物理特征的品質(zhì)。 它們是學(xué)生科學(xué)的核心能力。 識(shí)字的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。 物理學(xué)核心能力主要包括以下內(nèi)容：
物理概念。 物理概念是從物理學(xué)的角度形成的對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)。 它們是物理概念和規(guī)律在心靈中的提煉和升華。 物理概念包括物質(zhì)概念、運(yùn)動(dòng)概念、相互作用概念、能量概念及其應(yīng)用等要素。 通過高中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)初步形成物理概念，并能用物理概念解釋自然現(xiàn)象、解決實(shí)際問題、描繪自然圖景。
科學(xué)思考。 科學(xué)思維是從物理學(xué)的角度認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的方法； 它是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)構(gòu)建理想模型的抽象概括過程； 是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化； 它基于通過事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理質(zhì)疑和批評(píng)不同意見和結(jié)論，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力和素質(zhì)。 科學(xué)思維主要包括模型構(gòu)建、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑和創(chuàng)新等要素。 通過高中階段的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備構(gòu)建理想榜樣的意識(shí)和能力； 能夠從定性和定量兩個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成結(jié)論，解釋自然現(xiàn)象，解決實(shí)際問題； 具有運(yùn)用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)和評(píng)價(jià)科學(xué)證據(jù)的能力，能夠利用證據(jù)描述、解釋和預(yù)測(cè)研究問題； 具有批判性思維，能夠根據(jù)證據(jù)大膽質(zhì)疑，從不同角度思考問題，追求科技創(chuàng)新。
實(shí)驗(yàn)探究。 實(shí)驗(yàn)探究是指提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)獲取和處理信息，根據(jù)證據(jù)得出結(jié)論和解釋，并對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)價(jià)和反思的能力。 實(shí)驗(yàn)探究主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。 通過高中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具有實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)高中物理學(xué)科素養(yǎng)，能夠在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理的猜測(cè)和假設(shè)； 具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究計(jì)劃和獲取證據(jù)的能力，能夠正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究計(jì)劃，并利用各種科學(xué)技術(shù)手段和方法收集信息； 具有分析論證能力，能夠運(yùn)用各種方法和手段分析和處理信息，描述和解釋實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果和變化趨勢(shì)； 有合作和溝通的意愿和能力，能夠準(zhǔn)確表達(dá)、評(píng)價(jià)和反思實(shí)驗(yàn)探究過程和結(jié)果。
科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任。 科學(xué)態(tài)度和責(zé)任是指在認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上逐漸形成的對(duì)科學(xué)技術(shù)的正確態(tài)度和責(zé)任感（英文STSE）。 科學(xué)態(tài)度和責(zé)任主要包括科學(xué)的本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理、STSE等要素。 通過高中學(xué)習(xí)，學(xué)生要正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)； 對(duì)學(xué)習(xí)和研究物理有好奇心和求知欲，能夠積極與他人合作，尊重他人物理資源網(wǎng)，能夠有依據(jù)、有邏輯地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，實(shí)事求是，不迷信權(quán)威。 ; 在進(jìn)行物理研究和物理結(jié)果的應(yīng)用時(shí)能夠遵循公認(rèn)的道德規(guī)范； 了解科學(xué)技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的關(guān)系，熱愛自然，珍惜生命，有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。
傳統(tǒng)物理教學(xué)向核心素養(yǎng)物理教學(xué)的轉(zhuǎn)變
第一，從物理教學(xué)到物理教育。 物理教學(xué)通常以知識(shí)為基礎(chǔ)進(jìn)行，這容易導(dǎo)致教師注重知識(shí)的傳授而忽視物理課程的教育功能。 為了防止這種傾向，教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施必須以物理學(xué)核心能力為指導(dǎo)，將物理概念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任等要求自始至終融入到教學(xué)活動(dòng)中。 ，使物理教學(xué)過程成為學(xué)生核心能力的形成過程。
例如，對(duì)于牛頓第三定律的教學(xué)，傳統(tǒng)的知識(shí)型教學(xué)過程是：教師列舉例子來說明物體之間的相互作用是相互的； 演示兩個(gè)彈簧秤的拉力實(shí)驗(yàn)并解釋相互作用力的大小和方向關(guān)系； 總結(jié)了牛頓第三定律。 這樣，單純依靠教師的講授和教學(xué)缺乏學(xué)習(xí)者的主動(dòng)參與和建構(gòu)，學(xué)生很難深入理解和有效掌握知識(shí)。 這種一步到位的教學(xué)方法違背了科學(xué)的本質(zhì)。 長此以往，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)科學(xué)形成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)總是一帆風(fēng)順，甚至一概而論，從而阻礙科學(xué)思維的培養(yǎng)。
牛頓第三定律的核心素養(yǎng)教學(xué)流程應(yīng)該是：
首先，解決對(duì)象之間的交互問題。 實(shí)驗(yàn)觀察： 1.兩個(gè)同學(xué)拔河； 2、玩具車在桌子上行駛； 3、螺旋槳在空中旋轉(zhuǎn)； 4. 放置在玩具車上的蹄形磁鐵與電線之間的相互作用。 分析與結(jié)論：無論是不同類型的物體（固體、液體、氣體等）還是不同性質(zhì)的力（重力、彈性、摩擦力、電磁力等），兩個(gè)物體之間的相互作用總是相互的。
其次，解決相互作用力的關(guān)系問題。 可以分為以下幾個(gè)步驟。 第一個(gè)是猜想假設(shè)：學(xué)生提出一對(duì)相互作用的力可能具有相反的方向并且可能具有相同的大小。 二是實(shí)驗(yàn)研究：學(xué)生設(shè)計(jì)方案，交流后決定用兩個(gè)彈簧秤來研究張力。 大多數(shù)學(xué)生將彈簧秤水平放置，也有一些學(xué)生進(jìn)行了垂直或?qū)欠胖脧椈沙拥膶?shí)驗(yàn)。 結(jié)果，兩個(gè)力的大小相等。 老師肯定了他們的做法，并問學(xué)生：“到目前為止我們可以得出結(jié)論嗎？” 學(xué)生們提出，上述實(shí)驗(yàn)都是在物體處于平衡狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的。 他們嘗試在非平衡態(tài)（例如加速運(yùn)動(dòng)）下做實(shí)驗(yàn)，但讀數(shù)困難。 老師用傳感器演示，發(fā)現(xiàn)交互關(guān)系與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。 三是得出結(jié)論：學(xué)生嘗試總結(jié)規(guī)律并進(jìn)行交流。
以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)。 學(xué)生可以在真實(shí)情況下提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，運(yùn)用科學(xué)方法獲取和處理信息，并形成結(jié)論。
二是從重視學(xué)術(shù)形式轉(zhuǎn)向?qū)W術(shù)與教育形式并重。 中學(xué)物理教學(xué)具有物理作為科學(xué)和物理作為教育的雙重性。 相應(yīng)地，物理知識(shí)也有兩種形式：一是顯性的學(xué)術(shù)形式，二是隱性的教育形式。 前者揭示了知識(shí)的表面意義，即對(duì)物質(zhì)世界的描述或解釋； 后者體現(xiàn)了知識(shí)的深層含義，即知識(shí)背后所蘊(yùn)含的思維方式和價(jià)值取向。
例如，在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)中，電磁感應(yīng)的現(xiàn)象、條件、規(guī)律都是學(xué)術(shù)形式； 猜想、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)方法，電磁相互轉(zhuǎn)化的科學(xué)理念，世界的多樣性和統(tǒng)一性，十年來的堅(jiān)持和磨礪。 劍的科學(xué)精神是一種教育形式。 在教學(xué)中注重學(xué)術(shù)形式的同時(shí)，還要注重以教育形式形成學(xué)生對(duì)科學(xué)的正確態(tài)度和責(zé)任感，使他們有學(xué)習(xí)物理、探索自然的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度。 、求實(shí)執(zhí)著的探索精神、獨(dú)立思考的精神、敢于質(zhì)疑、善于反思的創(chuàng)新精神。
第三，從強(qiáng)調(diào)結(jié)論應(yīng)用轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維過程。 科學(xué)思維是物理學(xué)的核心素養(yǎng)。 中學(xué)物理教學(xué)的任務(wù)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。 傳統(tǒng)教學(xué)非常重視結(jié)論的應(yīng)用而輕視思維過程。 例如，在法拉第電磁感應(yīng)定律的教學(xué)中，很多老師只注重定律的應(yīng)用，因?yàn)檫@樣學(xué)生可以獲得高分，卻忽視了電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)中的思維方法，失去了發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)。提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。
如何提高學(xué)生的思維能力？ 創(chuàng)設(shè)問題情境可以引發(fā)認(rèn)知思維，激發(fā)內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生進(jìn)入探索者角色，參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。 根據(jù)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)引入相關(guān)物理問題，可以引起學(xué)生已有知識(shí)與將要學(xué)習(xí)的知識(shí)的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 例如，在談?wù)摗皶r(shí)間”和“時(shí)刻”的區(qū)別、“距離”和“位移”的區(qū)別時(shí)，從上課、下課、拿東西等非常生活化的例子開始。不同的交通工具到同一個(gè)地方高中物理學(xué)科素養(yǎng)，我們逐漸對(duì)這些問題進(jìn)行展開。 討論; 用生產(chǎn)中的例子來分析物理問題，盡量避免用抽象分析來解釋問題。 這不僅有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解，更有利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力。 教學(xué)中注重選擇與所學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)、具有典型性和學(xué)生感興趣的材料，用生動(dòng)的語言展示物理概念和規(guī)律以及科學(xué)思想和方法，演示物理知識(shí)的應(yīng)用情境，使學(xué)生能夠理解所學(xué)的內(nèi)容是有趣且相關(guān)的。 例如，以百米運(yùn)動(dòng)員的比賽為例，衍生出“速度”的概念； 分析飛機(jī)起飛的過程，了解“加速度”的概念； 簡單介紹了與人們生活密切相關(guān)的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”等。
（作者為河北省青龍滿族自治縣第一中學(xué)教學(xué)部主任，本文原創(chuàng)發(fā)表于《中國民族教育》2017年第5期）
