物理课程培养学生核心素养的实践路径是什么?山东省枣庄市滕州市龙泉街道滕东中学遵循“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,构建起“情境·体悟·提升”三阶教学模式,实现了从知识本位向素养本位的教学转型。
情境创设:于真实问题中点燃科学思维火花
优质的教学往往始于精心创设的情境,但在实际教学中,常会出现“为情境而情境”的现象,情境与教学内容严重脱节。为此,学校提升情境设计的质量,力求点燃学生的科学思维火花。
一是立足真实,联结生活经验。教师选取学生熟悉的生活现象作为教学的切入点。比如在“光的折射”教学中,教师以“溪水中抓鱼总抓不准”这一常见的生活体验为情境,让学生深入思考其中的物理原理,切实感受到物理知识就在身边。
二是设置认知冲突,驱动深度思考。在“压强”的教学中,教师通过对比“宽大骆驼脚掌不易陷沙”与“锋利冰刀易陷冰面”这两种现象,打破“物体与接触面的压力越大越容易陷入”的固有思维,促使学生思考压强与受力面积之间的关系,引导学生从对现象的表层认识走向对本质的深入理解,主动建构新的知识。
三是一境贯穿,支撑知识体系建构。教师改变以往情境仅作为“导入”环节的惯例,更加注重情境的贯穿性。例如在“简单机械”单元教学中,教师以“设计省力垃圾分类装置”为主线,在整个单元的学习过程中,让学生围绕这一主线,将杠杆、滑轮等知识有机地融入实际问题的解决中。从最初对简单机械原理的学习,到运用这些原理设计垃圾分类装置的各个环节,情境成为持续推动学习进程的有力载体,像一条无形的纽带,将各个知识点紧密连接起来,助力学生构建起完整的知识体系。
高质量的情境创设,推动物理教学从单纯的知识记忆转向对现象的解释与问题的解决,促进了学生科学思维的形成。
探究体悟:在深度实践中构建科学概念体系
有效的探究活动是支持学生科学概念建构的关键。然而,某些物理实验教学中存在着“重操作、轻思维”的倾向。为了改变这一现状,学校着力推动探究活动从“动手做”向“动脑悟”转变,引导学生在深度实践中主动构建科学概念。
一是思维外显化,让科学思考可见。如在探究“影响滑动摩擦力的因素”时,教师让学生先提出自己的假设,运用已有的知识和经验进行合理的推测,然后自主设计实验方案,学生需要考虑实验的目的、方法、步骤以及可能出现的问题等。在实验过程中,学生要认真记录数据和异常现象,并对误差来源进行分析。这一系列的活动超越了单纯的操作训练,使学生的推理、质疑、论证等科学思维得到了充分的锻炼。
二是抓住认知冲突,促发概念理解。如在学习“大气压强”时,教师先让学生预测“覆杯实验”的结果。多数学生根据自己的生活经验,认为水会洒出,当实验结果与他们的预期相反时,认知冲突激发了他们强烈的求知欲。此时引入大气压强的概念,学生更容易接受和理解,实现了从经验到科学的观念转变。
三是分层探究任务,适应差异发展。学校根据学生个体差异设计了分层任务,以满足不同学生的发展需求。例如在“电路”的学习中,基础层的学生按图连接电路,这是对基础知识的巩固和应用;进阶层的学生设计楼梯双控开关,这需要他们对电路知识有更深入的理解和灵活运用;创新层的学生则为学校走廊设计节能照明方案,这需要他们将所学知识与实际需求相结合,进行创新设计。层次化的设计使每名学生都能在最近发展区内获得成功,实现思维的进阶。
素养提升:在迁移应用中达成价值认同
物理教学的终极目标,是培养学生以物理眼光观察世界、用科学思维解决问题的能力。要实现从知识到素养的跨越,关键在于有效地迁移应用。
一是渐进迁移,提高应用能力。教师设计了阶梯式任务,帮助学生逐步建立迁移信心。例如在“浮力”教学中,先解释“潜水艇浮沉”现象,让学生熟悉浮力在实际情境中的表现;接着测定液体密度、制作密度计,这要求学生对浮力知识有更深入的理解,能够将知识转化为实际的操作技能;最后解决“打捞沉船”等实际问题,这是浮力知识的综合应用,需要学生运用所学知识解决复杂的实际问题。这种层层递进的设计符合学生的认知规律,使知识迁移自然发生,逐步提高学生的应用能力。
二是跨学科融合,拓展素养广度。比如,物理教师与音乐教师合作开展“乐器制作与改良”项目,让学生运用声学知识分析乐器发声原理,并从音准、音色等角度进行评价。这不仅让学生体会到物理知识在音乐领域的广泛适用性,还培养了他们的综合分析能力和审美能力。
三是社会议题联结,培养责任意识。教师引导学生关注能源、环境等社会议题,运用所学知识提出解决方案。例如在面对能源短缺和环境污染问题时,学生可以运用物理知识设计节能方案、开发新能源等。这类知识迁移培育了学生的社会责任感和科学伦理观。
在“机械能守恒”教学中,学校开展了为期一周的项目学习。学生分析过山车急停案例,计算能量转化,研究刹车系统的原理,然后分组完成四项任务:用软件验证机械能守恒、分析故障原因、设计改进方案、撰写安全建议书。在项目实施过程中,学生综合运用运动学、力学等多学科知识,提出兼具技术可行性和人文关怀的方案。这种真实的体验让学生深刻理解知识的实用价值,同步培养了学生工程思维与社会责任感。
(作者单位:山东省枣庄市滕州市龙泉街道滕东中学)
《中国教育报》2025年10月27日 第06版
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