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摘要：學生發展的核心素養主要包括“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新”這六大素養。物理教學中蘊含著豐富的培養學生發展核心素養的途徑。教學中借助實驗設計，開發學生的實踐創新素養；滲透物理史實，提升學生的科學精神素養；貫徹數理思想，培養學生的數理方法素養。

關鍵詞：核心素養；實驗；物理學史；數理思想

當前我國課程教學改革的焦點是課程教育應注重培養學生發展的核心素養。學生發展的核心素養主要包括“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新”這六大素養。初中物理新課標明確指出：義務教育階段的物理課程要“注重對學生終生學習的愿望、科學探究能力、創新意識及科學態度、科學精神等方面培養等”[1]。這句話包含了“學會學習、科學精神、實踐創新”這三種素養。物理課程是以實驗為基礎并以數學為工具且融合科學思維與方法的學科，學生的數理協調能力是學好物理課程的基礎，故本文就初中物理教學如何培養“實踐創新、科學精神、數理方法”這三種素養，談談個人的認識。

1借助實驗設計，開發學生的實踐創新素養

物理是以實驗為基礎的科學課程。教材中物理概念的建立與物理規律的導出，實驗是最基本的課程資源，既源于生活，又高于生活。源于生活是指實驗現象是日常生活現象的再現，高于生活是指在實驗條件與方法方面，有意識地排除干擾性因素而突出其本質性內涵，力圖為課程知識構建服務。教材中的物理實驗，既體現物理學家的探究經歷，更蘊含著物理學家的科學智慧，對開發學生的實踐創新素養有著及其重要的價值。借助實驗設計來開發學生的實踐創新素養，首先要重視實驗，突出實驗在物理課程教學中的特殊地位，充分發揮教材中實驗的教學功效，同時盡可能設計一些創新性實驗來充實實驗教學。如認識光的直線傳播現象，教材設計了“激光照射玻璃水槽”和“激光照射玻璃磚”的實驗，實驗現象清晰直觀，對知識的形成有著很好的感知效果。但作為充分發揮教材實驗的教學功效，教學中就不能就此為止，在演示完“光的直線傳播”現象后，教師還可以演示激光斜射入情景，讓學生觀察“折射”現象。雖然“折射”不是本節課的內容，但可以提出與“折射”有關的問題，為后面學習“光的折射”課題設置懸念。這樣，既可以激發學生的興趣，又可以誘發學生的求知欲望，更可以促進學生對光傳播的深入思考，這就是超越教材與超越課堂的高效教學。在充實實驗教學方面，教師要有意識設計一些創新性實驗。如讓學生感知大氣壓的存在，教材是設計“冷水澆鐵皮罐”實驗，由于實驗器材選擇及操作不便，教學中就可以設計如下的創新實驗：把熱水倒入礦泉水瓶，停頓片刻再倒出熱水，旋緊瓶蓋，不一會兒，空礦泉水瓶變癟了。這個實驗，不僅能讓學生很好地感知大氣壓的力量，而且還能培養學生的創新意識。其次是引導學生領悟實驗中的科學方法與科學思維。實驗教學，既有助于學生對科學知識構建，又可以促使學生領悟其中的科學研究方法與科學思維方法。如“質量”概念的建立，教材設計了兩個演示實驗：①蓋在杯中的冰塊熔化成水；②把橡皮泥捏成小動物。這兩個實驗的共同點為：雖然物體的形態或形狀發生了變化，但物質的量沒有變化，其中既突出了“物質多少”（質量概念）涵義，又蘊含著“異中辨同”的科學方法，還揭示了“透過現象究本質”的科學思維方式。應該說，物理學的精髓是科學方法與科學思維，教學中讓學生領悟實驗中的科學方法與思維，這是夯實學生發展核心素養的重要指標，也是真正的教書育人。其三是引導經歷嘗試實驗設計訓練。實踐創新素養的形成必須經歷實踐創新訓練。如探究“二力平衡條件”實驗，教學中就可以開展課堂討論：設計怎樣的實驗可以論證二力的平衡條件？對此問題，學生可以用彈簧秤懸掛物體來求證，也可以在定滑輪兩端懸吊兩個物體來分析，還可以采用兩個彈簧秤對拉水平桌面物體來比較，不論哪一種方法，對學生來講，都屬于實踐創新設計，這何以不是開發學生實踐創新素養的教學呢？

2滲透物理史實，提升學生的科學精神素養

物理學史，既是自然科學與科學技術的發展史，也是科學精神的教育史。科學精神，指實事求是，求真務實，開拓創新的理性精神，具體包括:批判和懷疑精神、求真和務實精神、探索和創造精神、奉獻和人文精神等。其中實事求是是科學精神的核心，而開拓進取則是科學精神的活力。一個物理規律的發現，它不僅凝聚著諸多科學家的心血與汗水，而且更是諸多科學家的科學精神與科學智慧的結晶。庫侖定律的發現，最早是瑞士科學家伯努利受牛頓萬有引力的啟發，提出靜電引力是否也遵循距離平方反比定律的猜想。對這種猜想，諸多科學家開展實驗并求證，但都沒有得出科學結論。然而，打破這種科學發展僵局的是法國物理學家庫侖。在卡文迪許對靜電力的研究的基礎上，他首先確定庫侖力與距離平方成反比，進而又借助卡文迪許測定萬有引力常量實驗思想巧妙地設計了庫侖扭秤實驗，從而成功地測定了靜電力恒量。但這個實驗并不能驗證庫侖定律的正確性，最終是英國物理學家麥克斯韋通過對實驗的改進并運用數學推理論證了庫侖定律，然而足以使科學界信服的還離不開美國科學家沃賽斯特的精確實驗論證。由上可見，一個科學發現，它不僅是諸多科學家對科學問題的接力探究，而且也是諸多科學家勇于進取并努力探索的結果，這正是培養學生科學精神素養最好的素材資源。在物理教學中滲透物理學史，就是適當介紹與知識有關的物理科學研究史實，具體做法就是圍繞以下三個問題展開：①問題的提出背景；②問題的探索過程；③問題的研究結論。如在“科學探究怎樣產生感應電流”課題教學前，教師就可以滲透講述如下史實：1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了“電流的磁效應”，英國物理學家法拉第對此而提出質疑：電能生磁，是否磁也能生電？針對這個問題，法拉第開展了近10年的實驗研究，但都以失敗告終。1831年8月的一天，法拉第用長為62米的銅線繞成一個圓筒式線圈，圓筒的一端與一根22厘米長2厘米粗的圓柱形磁鐵相連，電流表指針靜止不動，換過一種方式也不行，他突然萌發“把磁鐵插入線圈（線圈兩端連接電流表）”的想法，結果發現電流表指針偏轉，并且發現磁鐵穿入或穿出線圈過程電流表指針會偏轉，進而發現了電磁感應現象[2]。介紹這一段史實，既能引發學生對課題的學習興趣，又能從中領悟法拉第由奧斯特現象引起的質疑思維，更能教育學生學習法拉第對科學真理執著追求的科學精神。

3貫徹數理思想，培養學生的數理方法素養

數理思想，指運用數學解決物理問題的觀念。它作為一種策略或方法，對探索與研究物理問題有著重要的作用與價值。盡管法拉第發現了電磁感應現象，但由于缺乏數學功底，他未能對電磁感應定律做到定量描述，其數學形式的建立還應歸咎于英國物理學家和數學家麥克斯韋。麥克斯韋運用數學建立的電磁學方程，不僅建立了電動力學課程，而且預言了電磁波的存在，為推動社會進入電氣時代奠定了基礎。數學方法，它作為一種形式語言，在解決物理問題的演繹與推理方面有著簡捷明了的作用。在高中物理課程學習中，能否熟練地運用數學方法來解決物理問題，是學生能否學好物理的關鍵。核心素養中的學會學習，不僅針對學生的現階段，而且要著眼于學生的未來，最臨近的未來就是高中物理課程學習，也正是教師們常說的必須做好初高中物理的銜接教學，其中最重要也是最關鍵的任務就是培養學生的數理方法素養。數理方法素養，指運用數學知識與方法解決物理問題的思維品質與能力。在知識內容方面，雖然初中物理著重于介紹一些基本的物理生活常識，而且多數是定性描述，但只要在貫徹數學思想的主導下，注意正確選點并適當地對教材內容挖掘或拓展，就能有效地搭建訓練學生數理思維與方法的平臺。具體做法為以下三方面：（1）引導學生理解或領悟數理涵義。在描述物理概念與規律方面，物理學通過數學形式來表示，但其中的涵義又不能單純地從數學關系來認識，必須結合物理事實特點來理解。（2）引導學生學會構建數理模型。數理模型，指描述物理現象或物理過程的數學形式。如勻速直線運動和變速運動，教材僅從“速度是否變化”來描述，教學中就可以引導學生用數學函數s=vt來描述，而且要使學生理解其涵義：在勻速直線運動中，v是恒量；在變速直線運動中v是變量。在此基礎上，教師還應引導學生嘗試畫出兩種運動s-t圖象，讓學生理解“直線”圖象與“曲線”圖象的涵義。（3）引導學生運用數學進行演繹或邏輯推理。在初中物理解題中，凡屬于定量分析或比較大小問題，一般都可以運用數學進行演繹或邏輯推理。如例題：某同學將一支點燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處時，在光屏上得到一個縮小的像，當蠟燭距透鏡9cm時，在光屏上得到一個放大的像，試求凸透鏡的焦距的取值范圍．這就是定量分析的問題，如果建立如下兩個方程：依據縮小實像的條件：2f<15cm；依據放大實像的條件：f<9cm<2f；聯解方程得4.5cm<f<7.5cm。顯然，借助數學推理，過程既簡單明了，又快捷可行。理解物理公式的數理涵義是數理方法素養的基礎，構建數理模型是數理方法素養的靈魂，而運用數學進行演繹或邏輯推理則是數理方法素養的標志。培養學生發展的六大核心素養，本文雖論述了實踐創新、科學精神、學會學習這三個，實際其中還包含著另外三個素養。實踐創新的動力就是對人類社會的責任擔當，滲透物理學史的教學就是一種人文底蘊教育，而健康生活底蘊既依托于人文底蘊，也依托于科學素養和科學精神。總之，六大核心素養既互相聯系又互相影響。

參考文獻:

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準［S］.北京:北京師范大學出版社,2012:2-3.

［2］王溢東.照耀世界的火炬-物理學發展史上的光輝篇章［M］.廣州:廣東科技出版社,2012:186-189.

作者:潘木清 單位:沙縣第六中學