立足物理科學(xué)方法，提升物理核心素養(yǎng)

吳寶慶

摘? 要：高中物理作為一門重要的科學(xué)學(xué)科，在提供科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，也在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和方法。通過學(xué)習(xí)物理，學(xué)生不僅能夠掌握物理的基本原理和概念，還能夠培養(yǎng)邏輯思維、分析問題和解決問題的能力。提升物理核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有重要意義，文章將從培養(yǎng)科學(xué)思維和方法、增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)創(chuàng)新與發(fā)展以及增強(qiáng)科學(xué)實(shí)踐能力等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；學(xué)科素養(yǎng)

一、提升高中物理核心素養(yǎng)的意義

（一）培養(yǎng)科學(xué)思維和方法

高中物理培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和方法。通過學(xué)習(xí)物理知識(shí)和解決物理問題，學(xué)生可以培養(yǎng)邏輯思考、分析問題和解決問題的能力。這種科學(xué)思維和方法不僅可以應(yīng)用在物理學(xué)習(xí)中，還可以應(yīng)用于其他學(xué)科和日常生活中。

（二）增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)

高中物理核心素養(yǎng)的提升可以增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)是了解科學(xué)的基本原理和概念，理解科學(xué)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，并能夠進(jìn)行科學(xué)推理和科學(xué)決策的能力。具備科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生可以更好地理解和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)，也更加關(guān)注科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。

（三）促進(jìn)創(chuàng)新與發(fā)展

提升高中物理核心素養(yǎng)可以促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新和發(fā)展。物理學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，涉及物質(zhì)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和能量等方面的研究，為學(xué)生提供了理解和探究自然界的方法和思路。培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)可以激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)，掌握科學(xué)原理和技術(shù)方法，為以后的科學(xué)研究和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

（四）增強(qiáng)科學(xué)實(shí)踐能力

高中物理學(xué)習(xí)注重以實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力。通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察和探究，學(xué)生可以親身體驗(yàn)物理現(xiàn)象和規(guī)律，加深對(duì)物理概念的理解。同時(shí)，實(shí)踐過程中的數(shù)據(jù)收集、分析和解釋，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)觀察、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理的能力。

二、當(dāng)前高中物理教學(xué)存在的問題和挑戰(zhàn)

高中物理教學(xué)注重理論知識(shí)的傳授，但在實(shí)踐操作上相對(duì)較少。學(xué)生往往在解決實(shí)際問題時(shí)無法將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié)。這可能是由于實(shí)驗(yàn)條件不足、缺乏實(shí)踐機(jī)會(huì)以及教師在課堂上時(shí)間不夠的原因。為了解決這個(gè)問題，學(xué)?？梢蕴峁└嗟膶?shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)踐條件，使學(xué)生有機(jī)會(huì)親身參與實(shí)驗(yàn)操作。通過積極爭(zhēng)取資源和合理安排課程，為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)條件不足的情況下，可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件或模擬器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。虛擬實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，體驗(yàn)物理現(xiàn)象和原理，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐感受。在課堂教學(xué)中，教師可以設(shè)置更多的實(shí)踐環(huán)節(jié)，例如解決實(shí)際問題的探究性實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目研究、實(shí)踐任務(wù)等。通過這些實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中，加深對(duì)物理概念和原理的理解，促進(jìn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，幫助學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。同時(shí)，也需要教師加強(qiáng)課堂時(shí)間的管理，合理安排教學(xué)進(jìn)度，保證實(shí)踐環(huán)節(jié)的充分開展。

當(dāng)前高中物理教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的記憶，而忽視學(xué)生對(duì)物理原理的深入理解。學(xué)生在應(yīng)付考試時(shí)可能只是機(jī)械地記住公式和定義，缺乏對(duì)物理現(xiàn)象背后原理的真正理解。這種教學(xué)方式限制了學(xué)生自主思考和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣的教學(xué)方式可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生只是機(jī)械地記住公式和定義，而缺乏對(duì)物理原理的真正理解和應(yīng)用能力。在課堂中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，引導(dǎo)他們思考物理現(xiàn)象背后的原理。教師可以通過啟發(fā)式問答、開放性問題和探索性實(shí)驗(yàn)等方式，激發(fā)學(xué)生的好奇心和獨(dú)立思考能力。教師可以設(shè)計(jì)案例分析和問題解決活動(dòng)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)來解決實(shí)際問題。這樣的活動(dòng)可以幫助學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中，培養(yǎng)他們的問題解決能力和創(chuàng)新能力，改變教師過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)記憶的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理原理的深入理解和應(yīng)用能力。教師也要鼓勵(lì)學(xué)生自主思考和發(fā)展創(chuàng)新能力，為他們的未來學(xué)習(xí)和科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三、提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的策略

（一）強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和探究

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，學(xué)生需要通過實(shí)踐和探究來理解物理概念和原理。教師可以設(shè)計(jì)與學(xué)生生活實(shí)際相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)操作，幫助他們發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律和解決實(shí)際問題。

例如在教學(xué)“天體運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)時(shí)，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究地球自轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1. 準(zhǔn)備一個(gè)大瓶子或圓盤，代表地球；

2. 在瓶子或圓盤上插上一支桿子，作為地球的軸；

3. 將桿子豎直插入瓶子或圓盤中央，并固定好；

4. 將瓶子或圓盤放在桌子上，使其能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

5. 給瓶子或圓盤一個(gè)初速度，即旋轉(zhuǎn)起來；

6. 讓學(xué)生觀察瓶子或圓盤的旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，并思考為什么它會(huì)旋轉(zhuǎn)。

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)瓶子或圓盤圍繞著自己的軸線旋轉(zhuǎn)，類似于地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。于是，學(xué)生可以進(jìn)一步思考地球自轉(zhuǎn)是什么原因造成的，為什么會(huì)有晝夜交替現(xiàn)象。之后教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論地球自轉(zhuǎn)的原理，并結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，解釋為什么不同地方的晝夜時(shí)間不同，以及對(duì)人類生活的影響，利用與學(xué)生生活實(shí)際相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)物理概念的理解和記憶，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣，并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)思維能力。學(xué)生還能將所學(xué)的物理知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來，更好地理解物理的應(yīng)用價(jià)值。

（二）培養(yǎng)問題意識(shí)

引導(dǎo)學(xué)生提出問題和疑惑是培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。教師可以通過啟發(fā)式問答、開放性問題和探索性實(shí)驗(yàn)等方式，激發(fā)學(xué)生的好奇心和獨(dú)立思考能力，讓他們能夠在解決問題的過程中體會(huì)到物理學(xué)的樂趣和實(shí)用性。

例如在教學(xué)“磁場(chǎng)的綜合運(yùn)用”中的速度選擇器這一章節(jié)時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探索磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)帶電粒子的影響，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的問題和疑惑。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以觀察到帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)受到力的作用，力的方向垂直于帶電粒子的速度和磁場(chǎng)的方向。學(xué)生可能會(huì)提出一系列問題和疑惑，如“為什么帶電粒子在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，為什么力的方向垂直于速度和磁場(chǎng)的方向，以及如何利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子進(jìn)行速度選擇”等。通過啟發(fā)式問答和開放性問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生深入思考物理現(xiàn)象的原因和相關(guān)原理。同時(shí)，通過探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以實(shí)際操作和觀察，將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際現(xiàn)象相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力。這種通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題和疑惑的方式，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望，培養(yǎng)他們的獨(dú)立思考和解決問題的能力。

（三）強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用

物理學(xué)與數(shù)學(xué)有著密切的聯(lián)系，數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)中起到了重要的作用。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)方法運(yùn)用到物理問題的解決中，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理思維能力，在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和圖像分析等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析。

例如在教學(xué)“重力與彈力”這一節(jié)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)學(xué)方法來理解和解決重力和彈力相關(guān)的物理問題。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生測(cè)量不同物體的質(zhì)量并計(jì)算重力的大小，然后教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)學(xué)公式來計(jì)算物體所受的重力。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和計(jì)算，學(xué)生可以進(jìn)一步理解重力與質(zhì)量的關(guān)系，并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析和計(jì)算。此外，在研究彈簧的彈性力時(shí)，學(xué)生可以進(jìn)行彈簧拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)。通過測(cè)量彈簧的伸長(zhǎng)量和力的大小，學(xué)生可以收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用胡克定律，其中F代表彈力，k代表彈簧常數(shù)，x代表伸長(zhǎng)量，來分析和計(jì)算彈力的大小。通過這樣的數(shù)學(xué)方法運(yùn)用，學(xué)生進(jìn)一步理解了彈力與伸長(zhǎng)量、彈簧常數(shù)的關(guān)系，并能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行彈力的計(jì)算。通過將數(shù)學(xué)方法運(yùn)用到物理問題的解決中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間的密切聯(lián)系，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)理思維能力。利用數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用可以幫助學(xué)生更加系統(tǒng)地理解和解決物理問題，提高學(xué)生的分析和計(jì)算能力。

（四）注重理論與實(shí)踐的結(jié)合

物理學(xué)既有豐富的理論知識(shí)，也需要通過實(shí)踐去驗(yàn)證和應(yīng)用。教師應(yīng)該將理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中感受到物理知識(shí)的真實(shí)性和應(yīng)用性。在教授運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)，可以通過實(shí)驗(yàn)和模擬來讓學(xué)生體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，幫助他們更好地理解和應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的概念和公式。

例如在教學(xué)“牛頓第二定律”這一章節(jié)時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證牛頓第二定律，并讓學(xué)生通過實(shí)踐來感受這個(gè)定律的真實(shí)性和應(yīng)用性。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以親自進(jìn)行實(shí)踐和觀察，通過測(cè)量和計(jì)算來驗(yàn)證牛頓第二定律。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較和分析，學(xué)生可以深入理解質(zhì)量對(duì)物體加速度和受力的影響，并將理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。在這個(gè)過程中，可以讓學(xué)生切實(shí)感受到科學(xué)知識(shí)的真實(shí)性和應(yīng)用性，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和科學(xué)思維能力。教師還可以通過模擬實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬等方式，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)，模擬不同物體的運(yùn)動(dòng)過程，并觀察和分析運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這樣的實(shí)踐操作可以讓學(xué)生更好地理解和應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的概念和公式，并培養(yǎng)學(xué)生的模擬和解決問題的能力。通過理論知識(shí)與實(shí)踐操作的結(jié)合，學(xué)生能夠全面理解物理學(xué)的概念和原理，并將其應(yīng)用到實(shí)際問題中。這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)思維能力，為他們以后的學(xué)習(xí)和科學(xué)研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（五）引導(dǎo)學(xué)生思考和交流

在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生思考和表達(dá)自己的觀點(diǎn)，可以通過小組討論、科學(xué)辯論和學(xué)生報(bào)告等方式，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和口頭表達(dá)能力。同時(shí)，教師也要充分傾聽學(xué)生的想法和觀點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生之間的互動(dòng)和合作。

例如在教學(xué)“超重與失重”這一節(jié)時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生開展小組討論和科學(xué)辯論。教師可以將學(xué)生分成小組，并提供一些問題或情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和辯論?？梢杂懻撛陲w機(jī)上的超重和失重現(xiàn)象，讓學(xué)生思考為什么在飛機(jī)上會(huì)感到超重或失重，以及與此相關(guān)的物理原理。學(xué)生可以在小組中共同思考和討論這些問題，并表達(dá)自己的觀點(diǎn)和想法。在討論和辯論的過程中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)，并進(jìn)行合理的論證和解釋。學(xué)生可以通過引用相關(guān)的物理理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來支撐自己的觀點(diǎn)，同時(shí)也要傾聽其他組員的觀點(diǎn)，并進(jìn)行反駁和討論。在這個(gè)過程中，學(xué)生不僅可以提高自己的邏輯思維和口頭表達(dá)能力，還可以學(xué)會(huì)尊重他人的觀點(diǎn)，培養(yǎng)合作和團(tuán)隊(duì)精神。教師還可以安排學(xué)生進(jìn)行學(xué)生報(bào)告。學(xué)生可以選擇感興趣的物理主題，進(jìn)行深入的研究，并向全班同學(xué)進(jìn)行報(bào)告。在報(bào)告過程中，學(xué)生需要清晰地闡述自己的觀點(diǎn)和研究結(jié)果，通過圖表和實(shí)例來支撐自己的觀點(diǎn)。通過這樣的報(bào)告活動(dòng)，學(xué)生不僅可以提高自己的口頭表達(dá)能力，還能夠展示自己對(duì)物理學(xué)的理解和研究能力。教師通過這些方式鼓勵(lì)學(xué)生思考和表達(dá)自己的觀點(diǎn)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、口頭表達(dá)和團(tuán)隊(duì)合作能力。

提升物理核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有重要意義。通過培養(yǎng)科學(xué)思維和方法，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問題，培養(yǎng)邏輯思考和分析問題的能力。同時(shí)，增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解和應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。此外，提升物理核心素養(yǎng)還能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，掌握科學(xué)原理和技術(shù)方法，為以后的科學(xué)研究和創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，學(xué)生可以親身體驗(yàn)物理現(xiàn)象和規(guī)律，進(jìn)一步提高科學(xué)實(shí)踐能力。因此，教育者和學(xué)生應(yīng)該重視物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的學(xué)業(yè)和未來的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：鄭? 暢）