十八大報(bào)告中提到,把立德樹人作為教育的基本任務(wù),全面實(shí)施素質(zhì)教育。2014年3月30日,教育部印發(fā)《關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》,該意見首次提出:“將組織研究提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系,明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。”學(xué)科教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的主渠道。學(xué)科核心素養(yǎng)應(yīng)是核心素養(yǎng)在學(xué)科上的具體化表現(xiàn)。作為物理研訓(xùn)教師,筆者最為關(guān)心的是問題是,如何將核心素養(yǎng)分解到初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)?初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)要素有哪些?如何在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)?本文嘗試分析初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要素組成,旨在拋磚引玉,引起廣大物理教師對(duì)物理核心素養(yǎng)的關(guān)注與討論,推動(dòng)課堂教學(xué)改革的進(jìn)一步深入。
一、從核心素養(yǎng)到物理核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化
核心素養(yǎng)是知識(shí)、能力、情感態(tài)度價(jià)值觀的綜合表現(xiàn),是適應(yīng)自身終身發(fā)展與社會(huì)發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力。2013年5月,我國(guó)“基礎(chǔ)教育和高等教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)總體框架研究”項(xiàng)目啟動(dòng),項(xiàng)目組在征求意見稿中提出了有關(guān)核心素養(yǎng)的九大綜合表現(xiàn),即社會(huì)責(zé)任、國(guó)家認(rèn)同、國(guó)際理解;人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、審美情趣;身心健康、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新。核心素養(yǎng)培養(yǎng)的最重要階段就是基礎(chǔ)教育階段,最主要的方式就是通過學(xué)校的學(xué)科教學(xué)。因此,從核心素養(yǎng)到學(xué)科核心素養(yǎng)是課程改革深入推進(jìn)的必然選擇。通過分析九大核心素養(yǎng)表現(xiàn),將其真正分解、轉(zhuǎn)化、落實(shí)到學(xué)科教學(xué)之中,是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的落腳點(diǎn)。
物理學(xué)科是自然科學(xué)的重要組成部分,毋庸置疑,擔(dān)當(dāng)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重任。結(jié)合核心素養(yǎng)的九大綜合表現(xiàn),物理教學(xué)需要拓寬思路,改變學(xué)科本位的思想,以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為最終教育目標(biāo)。筆者將九大素養(yǎng)與現(xiàn)行初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的總課程目標(biāo)相比對(duì),發(fā)現(xiàn)課程目標(biāo)所提到的知識(shí)、方法、能力、科學(xué)意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神是九大素養(yǎng)中人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、實(shí)踐創(chuàng)新這三方面落實(shí)到物理學(xué)科的特色化、具體化、形象化表述。將物理核心概念和規(guī)律、思維方法、應(yīng)用能力以及科學(xué)精神等統(tǒng)領(lǐng)起來,形成更為全面統(tǒng)一的物理核心素養(yǎng)體系,在提倡教學(xué)中深入落實(shí),矯正實(shí)踐中普遍存在的知識(shí)中心論的教學(xué)傾向,才得以促進(jìn)學(xué)生形成和發(fā)展適應(yīng)未來的核心能力與必備品格。
二、初中物理核心素養(yǎng)的要素分析
物理學(xué)是人類科學(xué)文化的重要組成部分,是研究物質(zhì)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)。初中物理課程立足于幫助學(xué)生從物理學(xué)視角認(rèn)識(shí)自然,了解人類探索大自然的知識(shí)成果以及探索者的科學(xué)思想方法;經(jīng)歷科學(xué)探究過程,形成科學(xué)思維習(xí)慣、創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)態(tài)度與精神,為適應(yīng)未來發(fā)展、做合格社會(huì)公民奠定基礎(chǔ)?;趯W(xué)科特點(diǎn)及核心素養(yǎng)體系要求,結(jié)合社會(huì)發(fā)展需要和初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求,筆者認(rèn)為,初中物理核心素養(yǎng)主要分解為“基本物理觀念”、“基本物理思維”、“實(shí)驗(yàn)探究能力”和“科學(xué)精神與態(tài)度”四個(gè)方面。
(一)基本物理觀念
基本物理觀念是學(xué)生在獲得知識(shí)、方法和技能的過程中逐步形成較為基礎(chǔ)的物理認(rèn)識(shí)觀,并能夠內(nèi)化成解釋自然現(xiàn)象、解決實(shí)際問題的物理能力。物理認(rèn)識(shí)觀可通過對(duì)“物質(zhì)”“運(yùn)動(dòng)和相互作用”“能量”三部分較為全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí),形成初中物理知識(shí)形成基本認(rèn)識(shí),并能夠?qū)⑵渲泻诵母拍詈鸵?guī)律在頭腦中進(jìn)行提煉和升華,最終建構(gòu)出初步的物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀和能量觀。例如,在煮餃子過程中,水沸騰后為什么要改為小火加熱?學(xué)生經(jīng)歷初中熱學(xué)中物態(tài)變化相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),他們知道水沸騰時(shí)持續(xù)吸熱、溫度保持不變的特點(diǎn),如果用大火加熱,水內(nèi)部大量的氣泡可能會(huì)破壞餃子外皮的完整性,同時(shí)造成環(huán)境的污染和能源的浪費(fèi)。學(xué)生有了這種物理認(rèn)識(shí)觀,在今后生活中會(huì)養(yǎng)成科學(xué)節(jié)能的意識(shí)。這不僅保護(hù)自身利益,也對(duì)保護(hù)人類生存環(huán)境起到一定推動(dòng)作用。
(二)基本物理思維
“思維是具有意識(shí)的人腦對(duì)客觀事物間接的、概括的和能動(dòng)的反映”物理思維,具有意識(shí)的人腦對(duì)客觀物理事物(包括物理對(duì)象、物理過程、物理現(xiàn)象、物理事實(shí))的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律和事物間相互聯(lián)系進(jìn)行抽象,形成間接的、概括的和能動(dòng)的反映。物理思維分為形象思維和抽象思維,感覺、記憶、圖形、空間、想象等屬于形象思維;分析、綜合、演繹、歸納、推理、判斷、數(shù)學(xué)運(yùn)算等屬于抽象思維。發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng),最關(guān)鍵的是要提升學(xué)生的物理思維。
根據(jù)初中物理的學(xué)段特點(diǎn),基本物理思維應(yīng)包含物理意識(shí)、物理方法和思維能力。物理意識(shí)是指能夠有意識(shí)地從物理學(xué)的視角去看待自然現(xiàn)象和實(shí)際問題;有意識(shí)地使用物理知識(shí)去解釋現(xiàn)象和解決問題。物理方法則分為顯性方法和隱性方法兩種。常見的控制變量法、轉(zhuǎn)化法、模型法、極限法、數(shù)學(xué)分析法等屬于顯性物理方法。以模型法為例,在光線、磁感線等的教學(xué)過程,學(xué)生應(yīng)明確光線或磁感線等不是實(shí)際存在的,是為了研究方便而某一物理現(xiàn)象建立的理想模型化處理,這是在研究物理現(xiàn)象常用的思維方法。還有是針對(duì)實(shí)際物理過程、物理情境抓住主要矛盾,忽略次要因素而進(jìn)行理想模型化處理。比如小車在筆直馬路上勻速行駛,即看作小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),這其實(shí)忽略了地面、空氣、發(fā)動(dòng)機(jī)等作用在小車上的力的微小變化差異。同樣道理,分析滑輪組時(shí)忽略繩重和輪、軸間的摩擦也是一種理想模型化處理。
另外,學(xué)生通過物理的學(xué)習(xí)也會(huì)形成一種默會(huì)的物理思維方式。比如,對(duì)應(yīng)有關(guān)液化、凝華現(xiàn)象,學(xué)生的思維路徑是先分析物質(zhì)初態(tài)、吸放熱過程及物質(zhì)末態(tài),依照這樣的思維路徑進(jìn)行相關(guān)現(xiàn)象的解釋。再如針對(duì)動(dòng)態(tài)電路分析,學(xué)生會(huì)先判斷電路的連接方式、再分析電路中變化因素(滑動(dòng)變阻器電阻變化、開關(guān)狀態(tài)變化等),隨后利用串并聯(lián)電路特點(diǎn)規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)分析,這就是隱性的思維方法,即思維習(xí)慣。思維能力是指學(xué)生能夠通過定性或簡(jiǎn)單定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行分析推理、歸納綜合、形成結(jié)論、合理評(píng)估、結(jié)論應(yīng)用及拓展創(chuàng)新。其中創(chuàng)新能力是當(dāng)今時(shí)代所需的個(gè)人發(fā)展關(guān)鍵能力,是需要教師在日常物理教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑,讓學(xué)生獲得在實(shí)際情境中解決物理問題的大量體驗(yàn),進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。
(三)實(shí)驗(yàn)探究能力
“科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),也是重要的教學(xué)方式?!笨茖W(xué)探究也是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分。由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分,是落實(shí)物理課程目標(biāo)、全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。實(shí)驗(yàn)探究也具有多維的課程目標(biāo),除了學(xué)習(xí)知識(shí)、訓(xùn)練技能以外,物理實(shí)驗(yàn)還應(yīng)在發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣呖茖W(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮重要作用。應(yīng)使學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等自主活動(dòng)來提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)尊重客觀數(shù)據(jù)的重要性,從而養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,在實(shí)驗(yàn)的相互配合中發(fā)揚(yáng)合作精神,在認(rèn)真收集實(shí)驗(yàn)信息中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等。因此,實(shí)驗(yàn)探究是科學(xué)探究的重要組成部分,實(shí)驗(yàn)探究能力也是初中物理核心素養(yǎng)的要素之一。與科學(xué)探究的能力要求類似,實(shí)驗(yàn)探究能力的基本要素也應(yīng)為提出問題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證、評(píng)估、交流與合作七個(gè)要素。學(xué)生通過觀察物理現(xiàn)象,提出問題;針對(duì)問題作出合理猜想;在教師指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)探究方案;利用已選器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)、收集證據(jù);通過表格、圖像等實(shí)驗(yàn)信息的分析歸納,得出結(jié)論;反思評(píng)估所用方案、分析過程的合理性,并能夠適當(dāng)提出改進(jìn)意見和方法。學(xué)生在今后成長(zhǎng)與發(fā)展中,面對(duì)真實(shí)情境,可能不是物理問題,但他們具備了探究能力,會(huì)準(zhǔn)確地提出并正確表述問題,從而進(jìn)行猜想預(yù)測(cè),并設(shè)計(jì)方案來得出結(jié)論做出正確解釋,這也就實(shí)現(xiàn)了核心素養(yǎng)的價(jià)值。
(四)科學(xué)態(tài)度與精神
“初中物理課程不僅注重科學(xué)知識(shí)的傳授與技能的訓(xùn)練,而且要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)”。作為適應(yīng)社會(huì)和未來發(fā)展的合格公民,科學(xué)態(tài)度與精神也是核心素養(yǎng)的組成之一??茖W(xué)態(tài)度與精神包含為四個(gè)要素:物理好奇心與求知欲、實(shí)事求是與敢于質(zhì)疑的態(tài)度、科學(xué)服務(wù)人類的使命感和責(zé)任感、保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)??茖W(xué)態(tài)度與精神不像物理知識(shí)或技能可以通過短時(shí)間的學(xué)習(xí)而獲得,而是需要漫長(zhǎng)的內(nèi)化過程。在教學(xué)過程中,可以結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容利用物理學(xué)史中的名人傳記、典故等為素材對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神、文化素養(yǎng)的思想浸潤(rùn),也可以利用當(dāng)今科技發(fā)展利弊共生的案例給學(xué)生以警惕等等。
三、初中物理核心素養(yǎng)的界定反思
物理學(xué)科是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)科學(xué),通過物理實(shí)驗(yàn)可以探尋物理新發(fā)現(xiàn),驗(yàn)證物理概念、規(guī)律或定理,并將物理理論應(yīng)用于生活實(shí)際。它對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)承擔(dān)著重要的責(zé)任。本文所涉及的初中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要素篩選主要以學(xué)科理論和社會(huì)發(fā)展需求為依據(jù),以學(xué)科本體論、認(rèn)識(shí)論、方法論為基礎(chǔ),根據(jù)物理學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn),再結(jié)合理論思辨而生成。有關(guān)物理核心素養(yǎng)體系建設(shè)還需要進(jìn)一步深化和量化的分析,需要各層面的研究者作進(jìn)一步分析和研討,對(duì)確定的成分進(jìn)行精確定義,最終才能構(gòu)建學(xué)科核心素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)體系。
(作者單位:大連教育學(xué)院)
(責(zé)任編輯:楊強(qiáng))