吳秀萍

摘 ? 要：依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與培養(yǎng)要求，從引導(dǎo)學(xué)生形成正確價值觀、培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新意識等角度，對中學(xué)物理課堂教學(xué)中如何運用與社會生產(chǎn)、生活有關(guān)的素材，創(chuàng)設(shè)真實且有價值的學(xué)習(xí)情境進行探討。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理;學(xué)習(xí)情境;核心素養(yǎng)

高中物理教學(xué)，要著力發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，使學(xué)生通過物理學(xué)科的學(xué)習(xí)而逐步形成正確的價值理念、必備品格和關(guān)鍵能力。普通高中物理課程標準（2017年版）指出，高中物理課程應(yīng)在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，進一步促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展[ 1 ]。這要求物理教學(xué)中要加強學(xué)科知識與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，運用真實實例，提出有意義的問題，開展圍繞真實問題的探究實驗活動。在引導(dǎo)學(xué)生分析和解決真實問題的過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，體悟?qū)W科價值。在創(chuàng)設(shè)真實情境過程中，如何從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的視角出發(fā)，選擇和處理真實素材，并進行問題情境創(chuàng)設(shè)，就成為我們必須認真對待的問題。

1 ?以培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任為導(dǎo)向選擇和運用真實素材

物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”從理解科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感的培養(yǎng)等方面對教學(xué)提出了要求，揭示了物理學(xué)習(xí)的價值追求，是落實立德樹人根本任務(wù)在物理教學(xué)中體現(xiàn)。

物理學(xué)科知識推動著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，對每個人的工作和生活都造成了巨大的影響。一方面為人類生活提供了便利，另一方面也難免帶來了一些新的問題。這就要求我們在使用與這些問題相關(guān)素材進行教學(xué)時，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度來正確看待這些問題。

在進行力學(xué)和運動學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常都會使用到汽車行駛的相關(guān)素材，如關(guān)于汽車剎車或碰撞的問題。教師在運用這些素材進行物理知識教學(xué)的同時，還可以引導(dǎo)學(xué)生思考“假如司機駕駛時正在打電話，反應(yīng)慢了一秒，對剎車距離有何影響？”“我們可以從哪些方面進一步避免這種碰撞的產(chǎn)生？”等問題，并適當(dāng)?shù)卣故疽恍┫嚓P(guān)法規(guī)對司機和汽車安全性能標準的要求。

在使用到如火車、飛機、火箭等素材的時候，教師也可以不失時機地介紹我國在高鐵、航天、航空等方面取得的巨大科技成就，培養(yǎng)愛國主義情懷。以此，在促進物理知識的理解和應(yīng)用的同時，引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)科知識出發(fā)，體會物理學(xué)科知識的社會價值，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和正確的價值觀念。

另外需要注意的是，信息技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及使我們可以輕松獲取豐富的真實情境素材。但這些素材中也會夾雜一些科學(xué)性缺失、價值取向有所偏差的信息。這就要求我們以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任為導(dǎo)向，充分考慮素材的科學(xué)性和價值取向，選擇和處理素材。

例如，部分公眾對輻射的影響存在誤區(qū)，這也相當(dāng)程度上影響了學(xué)生的認識。教師在關(guān)于放射性相關(guān)知識的教學(xué)之后，可以結(jié)合前一階段教學(xué)中關(guān)于電磁波的相關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生分析“孕婦防輻射服”“在電腦前放置植物減少電磁輻射”“居民反對在小區(qū)內(nèi)建設(shè)通訊基站”等社會現(xiàn)象，讓學(xué)生能夠從不同類型輻射的原理及效果出發(fā)，認識到這些現(xiàn)象中存在的科學(xué)問題。同時結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)資料（如世界衛(wèi)生組織的相關(guān)研究等）進一步認識到“輻射對人體的影響”與“輻射類型”“輻射強度”之間的關(guān)系，加深理解。在引導(dǎo)學(xué)生從所學(xué)知識出發(fā)分析問題，促進對學(xué)科知識理解的同時，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)精神和科學(xué)的生活態(tài)度。

2 ?以培養(yǎng)物理觀念和科學(xué)思維為要求設(shè)計真實情境教學(xué)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)對學(xué)生的物理觀念和科學(xué)思維提出了要求。教師在使用真實素材時應(yīng)當(dāng)以此為依據(jù)進行教學(xué)的設(shè)計與實施。教學(xué)中真實素材的使用不應(yīng)僅僅停留在“符合教學(xué)內(nèi)容、導(dǎo)入教學(xué)、激發(fā)興趣”，還應(yīng)當(dāng)進一步發(fā)掘真實素材的潛力和作用。

物理學(xué)科知識是通過建構(gòu)物理模型來對客觀事物及其運行規(guī)律進行研究的，其概念及規(guī)律的呈現(xiàn)方式多依賴于公式等抽象符號的表征，而真實素材則來源于實際而復(fù)雜的對象和過程。如何實現(xiàn)從真實到模型的過渡就成為需要面對的問題。在實際的課堂教學(xué)中，部分教師從實際問題到模型建構(gòu)的過程分析過于倉促，甚至無意中忽略了這個過程，直接從真實現(xiàn)象跨越到概念的解釋（如定義和公式），這對學(xué)生模型建構(gòu)和科學(xué)思維的培養(yǎng)是不利的。

另一方面，證據(jù)的推理和實驗的驗證是科學(xué)的知識和結(jié)論產(chǎn)生的基礎(chǔ)。學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)過程也應(yīng)構(gòu)建在充分的證據(jù)和實驗論證的基礎(chǔ)上，通過實驗和真實現(xiàn)象的展示，讓學(xué)生在充分的證據(jù)面前自行得出結(jié)論，理解并習(xí)得科學(xué)知識。避免讓學(xué)生產(chǎn)生“因為課本這么說，老師這么講，所以是這樣”的認識偏差。

實驗情境是物理教師經(jīng)常用到的重要真實情境。 “探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實驗是課程中力與運動相關(guān)聯(lián)的一個重要實驗，也是學(xué)生較早接觸到的影響因素較多的一個實驗。以該實驗為例，如果一開始就按照“目的—原理—器材—步驟……”的順序依次進行教學(xué)，就會使這一難得的真實實驗情境的價值打了折扣。教師可以設(shè)法在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生將實驗情境模型化，讓學(xué)生從建構(gòu)模型的思維方式來看待整個實驗過程，進行“真實—模型—概念原理”的實驗教學(xué)。

比如設(shè)置問題“實驗中的研究對象是什么？小車？小車上的砝碼？還是細繩上的砝碼？”讓學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康膹膹?fù)雜的情境中確定研究對象，從而建構(gòu)實驗?zāi)Ｐ?，進行受力分析。再設(shè)置問題“根據(jù)實驗?zāi)康?，驗證牛頓第二定律，我們需要獲得哪些物理量數(shù)據(jù)？如何獲得？”引導(dǎo)學(xué)生從概念原理出發(fā)，分析實驗步驟的目的，了解所測量數(shù)據(jù)的意義，培養(yǎng)證據(jù)和邏輯意識，理解實驗驗證的意義。還可以設(shè)置問題“實驗中哪些影響因素是被我們忽略不計的？是否會造成誤差？”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗中忽略不計的一些力和作用，如“將研究對象視為質(zhì)點后，其滾動摩擦力視為滑動摩擦力”“小車后紙條因打點計時器所產(chǎn)生的拉力”等，讓學(xué)生體會抽象模型與真實的差別，更好地理解從真實到模型的作用和意義，進一步培養(yǎng)建構(gòu)模型的科學(xué)思維方式。

所以教師在真實情境的運用過程中，應(yīng)通過精心的設(shè)計，注重細節(jié)的引導(dǎo)，在引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)思維方式形成新認知的同時，也讓他們感受到知識學(xué)習(xí)的真實意義，以此實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生物理觀念和科學(xué)思維的目的。

3 ?以培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)為目的創(chuàng)設(shè)真實問題情境

科學(xué)探究是人類探索和了解自然、獲得科學(xué)知識的主要方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主要方式，是一種綜合性的、關(guān)鍵的科學(xué)能力和素養(yǎng)[ 2 ]。而探尋本質(zhì)的好奇心和主動意愿是學(xué)生進行科學(xué)探究的前提。教師應(yīng)該提供機會讓他們將自身的思考和猜想付諸實施，以得到良好的探究體驗。在創(chuàng)設(shè)情境過程中，有趣的且有意義的真實情境是激發(fā)好奇心和探究意愿的基礎(chǔ)，精心設(shè)計的問題是引導(dǎo)思考和探究的關(guān)鍵，主動性和獲得感是培養(yǎng)探究意識的保證。所以要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，提高學(xué)生在問題分析與解決過程中的參與度，創(chuàng)造機會讓學(xué)生進行主動有效的真實問題情境下的探究活動。

以圓周運動復(fù)習(xí)教學(xué)中以探究鏈球作為素材為例，引導(dǎo)學(xué)生探究鏈球擲出距離的影響因素。我們可以展示鏈球運動的相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考如下問題：

（1）“研究鏈球運動過程，要以什么物體作為研究對象？其運動過程可以分為幾個階段？”引導(dǎo)學(xué)生確定研究對象，并將復(fù)雜的過程分解為熟悉的運動模型，完成基本物理模型的構(gòu)建。通過分析，學(xué)生應(yīng)該可以分析出鏈球擲出后的運動狀態(tài)，且確定鏈球擲出距離與鏈球拋出時的初速度、拋出角度之間的關(guān)系，引導(dǎo)寫出關(guān)系式，以此達到復(fù)習(xí)斜拋運動的目的。

（2）“鏈球拋出時的初速度和角度受哪些因素影響？”這個問題引導(dǎo)學(xué)生對鏈球拋出前這一復(fù)雜的近似圓周運動階段的分析，選擇近似且熟悉的運動過程進行物理模型的構(gòu)建，思考鏈球拋出前的受力情況，并將運動員所能提供的最大拉力與鏈球拋出時的初速度和角度聯(lián)系起來。這個過程注重引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識，通過相互之間的交流討論，選擇模型，提出猜想，并盡可能的寫出關(guān)系式。

（3）“如何驗證你們提出的猜想？”引導(dǎo)學(xué)生思考，要驗證自己寫出的關(guān)系式，需要獲得哪些數(shù)據(jù)，可以通過怎樣的方式或者哪些實驗儀器進行近似的模擬，討論并提出可行的驗證方案。受條件所限，可以作為作業(yè)，建議學(xué)生通過課外模擬實驗或者真實的類似鏈球的運動體驗來進行驗證，等到下一節(jié)課來進行匯報交流。

（4）“剛才的探究是理想化的，如果綜合考慮實際情況的話，你們對鏈球運動員會提出哪些建議？”引導(dǎo)學(xué)生再次仔細觀察相關(guān)視頻，從場地風(fēng)向、運動員腳底的摩擦力、甚至運動員的身高體重……等各方面，運用物理學(xué)知識來進行分析。引導(dǎo)學(xué)生從模型思維回歸真實，一方面體會構(gòu)建模型的思維方式，另一方面也拓展學(xué)生的發(fā)散性思維，體會科學(xué)知識的真實作用和價值。

學(xué)生面對問題進行探究的自主性和參與度是培養(yǎng)科學(xué)探究的關(guān)鍵。有意識地創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生獨立面對真實問題，提出假設(shè)、設(shè)計方案、驗證猜想、歸納表達，使其參與到探究的全過程中，體驗運用科學(xué)的思維方式和探究方法解決問題的樂趣，以此培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

4 ?結(jié)束語

物理學(xué)科核心素養(yǎng)明確了培養(yǎng)學(xué)生的方向，在教學(xué)過程中運用真實情境也應(yīng)當(dāng)遵循這一方向和要求。首先要把握素材的科學(xué)性和價值取向，使學(xué)生樹立正確的價值觀念;而后要充分發(fā)掘真實情境的作用，讓學(xué)生在真實情境中建構(gòu)物理模型，運用科學(xué)思維進行思考和學(xué)習(xí)，培養(yǎng)物理觀念和科學(xué)思維;最后通過創(chuàng)設(shè)問題情境提供更多自主面對和解決真實問題的機會，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]胡衛(wèi)平. 物理學(xué)科核心素養(yǎng)的建構(gòu)[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2017（7）：1-3.