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摘 要：物理核心素养如何在课堂教学中得到体现，是下阶段课程改革进一步推进的关键。以《力的分解》一课为例，对其从四个维度进行解读：创设情境，构建物理观念；巧用实验，显化思维过程；真实任务，助力自主探究；细节浸润，培养态度与责任。
关键词：物理核心素养 情境 实验 真实任务 细节
《普通高中物理课程标准（2017年版）》明确，高中物理课程的教学要帮助学生形成“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”这四个方面的核心素养。而这四个方面的核心素养的发展在实际教学过程中是互为一体的，单独的某个环节不可能孤立地发展某个方面的核心素养。科学态度与责任是学习的动力保证，是学生走向社会、成为完整的人的必备条件，是物理学科“立德树人”教育目标实现的前提；物理观念是物理学科的基石，物理观念的形成及利用物理观念认识物理世界、描述物理现象、分析物理问题都离不开科学思维活动和科学探究过程；科学思维贯穿于整个物理学习过程，是物理观念得以深入、升华的保障；科学探究是物理观念与科学思维获得的必备载体。下面，以人教版高中物理必修1《力的分解》一课为例，阐述笔者关于课堂教学中如何浸润物理核心素养的思考与实践。
一、创设情境，构建物理观念
学科教学的任务之一，是让学生在特定的情境中，学会用专业化的语言对学科内容进行描述，对学科问题进行分析。所谓专业化的语言，就是用学科的概念、规律等去描述现象、分析问题、规范释疑。比如，南方的天气让人感觉闷热、湿冷，北方的天气让人感觉燥热、干冷。这些生活化的语言对天气的描述，会让人们感同身受，但只能停留在“是这样”的层面。而“为什么是这样”就需要借助于专业化的解释。天气“冷”“热”属于温度范畴，“湿”“干”属于湿度范畴。温度和湿度就是物理观念。有了物理观念，才能对物理现象和问题进行专业化的解读。因此，在物理学习过程中，在特定的物理情境下，首先要有意识地生成相应的物理概念、规律等，这是物理观念形成的前提；其次要利用专业的概念和规律解释物理现象、分析物理问题，从而使物理观念变得有意义。
本节课的内容安排在力的概念和重力、弹力、摩擦力这三种性质的力之后，意在帮助学生在物理观念层面，建立“同一个物体受到的不同的力之间存在相互关系以及各个力之间的关系如何表示”的认识与思考。具体某个力的分解是帮助学生建立这种物理观念的一个维度。一个力的分解在无条件限制的情况下有无数种，而实际的力的分解总是在具体的情境中“因地制宜”的。因此，教师在本节课的教学中设置了若干个具体情境，引导学生在情境中找出力之间的关系，从而确立力分解的合理方式。比如，为帮助学生建立相互作用的物理观念，在课堂引入阶段，教师演示并比较“三个钩码挂在一根棉线下方”和“在两根棉线中间挂三个钩码”这两个简单的情境，引导学生思考两种情况下如何对钩码进行受力分析，学生容易得到一根棉线的拉力和两根棉线的拉力具有相同的作用效果，由此思考二者之间直接的关系。关于这种关系的思考，就是不同情境下相互作用观念的建立过程。
二、巧用实验，显化思维过程
科学思维指的是人脑对客观事物（包括所观察的对象、过程、事实、现象等）形成清晰的图景，并且反复加工、去粗存精，把感性认识概括上升为理性认识的间接认识过程。这一过程中，感性知识和理性认知之间的关系有時候是相对隐晦的，不便于学生感知。而巧用物理实验，可将隐藏在复杂物理情境中的思维对象和过程显化、简化，进而抽象概括出模型。这就是一种重要的科学思维。
例如，针对具体情境中如何对某个力进行分解，教师设计了问题：“汽车在盘山公路或引桥上行驶时，汽车重力有怎样的作用效果？”并附有相应的图片，如图1、图2。学生初次面对这样的问题时，直接分析是有难度的。教师又设计了水袋放在斜面上的演示实验，引导学生观察水袋的形状变化，思考水袋重力的作用效果，如图3。接着让学生将滑块放在倾斜的手掌上，体验滑块重力的作用效果，如图4。利用两个实验将（斜面）重力的两个作用效果显化出来，有效地解决了问题。显化过程中同时还渗透了转化的思想方法。
三、真实任务，助力自主探究
物理观念和科学思维是学生习得后的结果，但是很多知识的学习都要经历面对情境、生成问题、猜想假设、进行验证等探究环节。科学探究是一种应然的学习方式。授受式教学更多地关注学习的结论，是获得性学习和结论的反复运用与训练，指向的是应试。学生经历了再现知识形成过程的探究式学习，会自主形成相应的物理观念，而不是被动地接受；会依托必备的科学思维，接纳“为什么是这样”，而不是仅仅接受“是这样”，从而形成探究意识和探究习惯。这是学生终身受益的一种学习能力。要达成探究教学的主旨，需提供真实的任务情境，在解决真实任务的过程中提升学生的探究意识和探究能力。
例如，学习了力的分解概念后，学习任务转变为利用力的分解概念处理三个具体情境下力的分解问题：拖拉机拉耙时拉力的作用效果，盘山公路或引桥上汽车重力的作用效果，塔吊上重物重力的作用效果。如果教师直接给出三种情况下力的分解效果，学生可以接受但印象不会深刻，只是知道了“是这样”。课堂上，教师引导学生利用身边的简易器材，探究说明三种情况下力的分解效果。在小组交流的基础上，学生合理地进行猜想与假设并进行验证，达到了“为什么是这样”的教学效果。比如，探究如图5所示的塔吊上重物重力的作用效果时，两位学生到教室前面合作展示，将塔吊模型转化为如图6所示的一支铅笔和两根细线组建的模型，从而切身体验到向下的拉力（重力）所产生的两个作用效果：一是细线对中指有拉力，二是铅笔对掌心有压力。学生经历了这样的主动探究过程，对这种轻杆加细线的斜拉模型，印象会很深刻。特别是同伴的模拟和展示，给了其他学生一种研究方向与研究思路。在今后的学习过程中，遇到障碍时，学生也会自觉尝试进行猜想、模拟、交流。这正是探究能力的体现。
再如，完成了以上三个探究任务后，教师演示了如图7所示的实验：将学生的胸卡斜插在小车上，开始小车处于静止状态，当用吹风机沿着某一角度吹胸卡时小车逆风运动。教师让学生探究小车逆风运动的原因。这是一个有难度的真实任务。在小组合作探究的基础上，有学生画出了如图8所示的受力分析图。这是学生主动探究和集体研讨的成果，有利于学生自信心的建立；同时，这也是一种解决问题的方法、途径的渗透，有利于学生养成思考、合作的学习习惯。 四、细节浸润，培养态度与责任
学生的成长还有社会化的需求，即成为社会人应该具备的素养。体现在物理学科方面，就是要坚持不懈地追寻科学的本质、形成正确的科学态度与应该担当的社会责任。对物理概念和规律的积累，对自然现象的不断认识，就是科学知识素养的形成过程。这在传统的物理教学中基本上都能得到体现。通过物理的学习，个体认识了部分自然现象、掌握了部分自然规律。而在学习过程中，对学习本身的兴趣、处理问题的方式、对待细节的策略，以及和其他人交往、交流过程中的情绪反应等反映的是态度问题。在获得物理专业知识后，如何应用这些知识为社会的发展、人类的进步服务，则是责任问题。要养成正确的科学态度与责任，除了对科学知识孜孜以求之外，还需要在个体与他人、个体与社会的交往中不断形成。学校和班级就是一个小社会，教师除了教授学生学科知识之外，还应关注教学细节，更新教学观念，优化教学方式，在学校和班级这个小社会中，让学生能正常地与教师、同学进行互动交流，学会担当，产生回报社会的抱负。传统的仅由教师到学生的单向的教学方式，阻断了学生相互之间、学生与社会之间的联系，讓学生“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”。这种学生之间互不往来的孤立的学习方式应该得到改变。问题引领下的小组合作、互帮互助的团队协作学习方式会让学生在交流中学会宽容、学会憧憬、学会担当。这是学生成长过程中应具备的品格。当然，并非每节课都能充分培养学生的科学态度与责任，但是我们的课堂需要这种意识。
在本节课中，师生一起分析斜面上物体重力的作用效果时的多次追问与应答，如“压斜面是重力的直接作用效果吗”“重力和分力的作用点是否一样”“重力垂直于斜面的分力的作用点在哪里”“压斜面时，斜面相当于什么物体”，使学生逐渐明晰了斜面上物体的受力情况；画出力的分解图后，尝试求分力的大小时，教师敏感地将利用力的图示法和利用几何关系求力大小的方法融合到问题中。特别是力的图示法，常规教学往往对其不够重视，这节课则很好地对其用途进行了诠释。这些细节的处理有利于培养学生严谨的科学态度。整节课的教学井然有序，学生能认真倾听教师的讲解以及同学的发言，这是相互尊重的体现；学生在分组探究过程中积极投入，这是积极的学习态度和团队合作意识的体现；小组代表的踊跃展示则是学习自信心和勇于担当的责任感的体现……
*本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点资助课题“基于课堂教学的学生发展核心素养指标体系及水平层级的实践研究”（编号：B-a/2016/02/54）的阶段性研究成果。
参考文献：
[1] 王高.物理观念的构成及培养策略[J].教育研究与评论（中学教育教学），2016（10）.
[2] 王高.科学思维的培养路径[J].教育研究与评论（中学教育教学），2017（5）.
[3] 王高.物理教学中实验探究素养的培养——以“楞次定律”的教学为例[J].教育研究与评论（中学教育教学），2016（8）.
[4] 王高.科学态度与责任的构成及培养策略[J].教育研究与评论（中学教育教学），2017（11）.
关键词：物理核心素养 情境 实验 真实任务 细节
《普通高中物理课程标准（2017年版）》明确，高中物理课程的教学要帮助学生形成“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”这四个方面的核心素养。而这四个方面的核心素养的发展在实际教学过程中是互为一体的，单独的某个环节不可能孤立地发展某个方面的核心素养。科学态度与责任是学习的动力保证，是学生走向社会、成为完整的人的必备条件，是物理学科“立德树人”教育目标实现的前提；物理观念是物理学科的基石，物理观念的形成及利用物理观念认识物理世界、描述物理现象、分析物理问题都离不开科学思维活动和科学探究过程；科学思维贯穿于整个物理学习过程，是物理观念得以深入、升华的保障；科学探究是物理观念与科学思维获得的必备载体。下面，以人教版高中物理必修1《力的分解》一课为例，阐述笔者关于课堂教学中如何浸润物理核心素养的思考与实践。
一、创设情境，构建物理观念
学科教学的任务之一，是让学生在特定的情境中，学会用专业化的语言对学科内容进行描述，对学科问题进行分析。所谓专业化的语言，就是用学科的概念、规律等去描述现象、分析问题、规范释疑。比如，南方的天气让人感觉闷热、湿冷，北方的天气让人感觉燥热、干冷。这些生活化的语言对天气的描述，会让人们感同身受，但只能停留在“是这样”的层面。而“为什么是这样”就需要借助于专业化的解释。天气“冷”“热”属于温度范畴，“湿”“干”属于湿度范畴。温度和湿度就是物理观念。有了物理观念，才能对物理现象和问题进行专业化的解读。因此，在物理学习过程中，在特定的物理情境下，首先要有意识地生成相应的物理概念、规律等，这是物理观念形成的前提；其次要利用专业的概念和规律解释物理现象、分析物理问题，从而使物理观念变得有意义。
本节课的内容安排在力的概念和重力、弹力、摩擦力这三种性质的力之后，意在帮助学生在物理观念层面，建立“同一个物体受到的不同的力之间存在相互关系以及各个力之间的关系如何表示”的认识与思考。具体某个力的分解是帮助学生建立这种物理观念的一个维度。一个力的分解在无条件限制的情况下有无数种，而实际的力的分解总是在具体的情境中“因地制宜”的。因此，教师在本节课的教学中设置了若干个具体情境，引导学生在情境中找出力之间的关系，从而确立力分解的合理方式。比如，为帮助学生建立相互作用的物理观念，在课堂引入阶段，教师演示并比较“三个钩码挂在一根棉线下方”和“在两根棉线中间挂三个钩码”这两个简单的情境，引导学生思考两种情况下如何对钩码进行受力分析，学生容易得到一根棉线的拉力和两根棉线的拉力具有相同的作用效果，由此思考二者之间直接的关系。关于这种关系的思考，就是不同情境下相互作用观念的建立过程。
二、巧用实验，显化思维过程
科学思维指的是人脑对客观事物（包括所观察的对象、过程、事实、现象等）形成清晰的图景，并且反复加工、去粗存精，把感性认识概括上升为理性认识的间接认识过程。这一过程中，感性知识和理性认知之间的关系有時候是相对隐晦的，不便于学生感知。而巧用物理实验，可将隐藏在复杂物理情境中的思维对象和过程显化、简化，进而抽象概括出模型。这就是一种重要的科学思维。
例如，针对具体情境中如何对某个力进行分解，教师设计了问题：“汽车在盘山公路或引桥上行驶时，汽车重力有怎样的作用效果？”并附有相应的图片，如图1、图2。学生初次面对这样的问题时，直接分析是有难度的。教师又设计了水袋放在斜面上的演示实验，引导学生观察水袋的形状变化，思考水袋重力的作用效果，如图3。接着让学生将滑块放在倾斜的手掌上，体验滑块重力的作用效果，如图4。利用两个实验将（斜面）重力的两个作用效果显化出来，有效地解决了问题。显化过程中同时还渗透了转化的思想方法。
三、真实任务，助力自主探究
物理观念和科学思维是学生习得后的结果，但是很多知识的学习都要经历面对情境、生成问题、猜想假设、进行验证等探究环节。科学探究是一种应然的学习方式。授受式教学更多地关注学习的结论，是获得性学习和结论的反复运用与训练，指向的是应试。学生经历了再现知识形成过程的探究式学习，会自主形成相应的物理观念，而不是被动地接受；会依托必备的科学思维，接纳“为什么是这样”，而不是仅仅接受“是这样”，从而形成探究意识和探究习惯。这是学生终身受益的一种学习能力。要达成探究教学的主旨，需提供真实的任务情境，在解决真实任务的过程中提升学生的探究意识和探究能力。
例如，学习了力的分解概念后，学习任务转变为利用力的分解概念处理三个具体情境下力的分解问题：拖拉机拉耙时拉力的作用效果，盘山公路或引桥上汽车重力的作用效果，塔吊上重物重力的作用效果。如果教师直接给出三种情况下力的分解效果，学生可以接受但印象不会深刻，只是知道了“是这样”。课堂上，教师引导学生利用身边的简易器材，探究说明三种情况下力的分解效果。在小组交流的基础上，学生合理地进行猜想与假设并进行验证，达到了“为什么是这样”的教学效果。比如，探究如图5所示的塔吊上重物重力的作用效果时，两位学生到教室前面合作展示，将塔吊模型转化为如图6所示的一支铅笔和两根细线组建的模型，从而切身体验到向下的拉力（重力）所产生的两个作用效果：一是细线对中指有拉力，二是铅笔对掌心有压力。学生经历了这样的主动探究过程，对这种轻杆加细线的斜拉模型，印象会很深刻。特别是同伴的模拟和展示，给了其他学生一种研究方向与研究思路。在今后的学习过程中，遇到障碍时，学生也会自觉尝试进行猜想、模拟、交流。这正是探究能力的体现。
再如，完成了以上三个探究任务后，教师演示了如图7所示的实验：将学生的胸卡斜插在小车上，开始小车处于静止状态，当用吹风机沿着某一角度吹胸卡时小车逆风运动。教师让学生探究小车逆风运动的原因。这是一个有难度的真实任务。在小组合作探究的基础上，有学生画出了如图8所示的受力分析图。这是学生主动探究和集体研讨的成果，有利于学生自信心的建立；同时，这也是一种解决问题的方法、途径的渗透，有利于学生养成思考、合作的学习习惯。 四、细节浸润，培养态度与责任
学生的成长还有社会化的需求，即成为社会人应该具备的素养。体现在物理学科方面，就是要坚持不懈地追寻科学的本质、形成正确的科学态度与应该担当的社会责任。对物理概念和规律的积累，对自然现象的不断认识，就是科学知识素养的形成过程。这在传统的物理教学中基本上都能得到体现。通过物理的学习，个体认识了部分自然现象、掌握了部分自然规律。而在学习过程中，对学习本身的兴趣、处理问题的方式、对待细节的策略，以及和其他人交往、交流过程中的情绪反应等反映的是态度问题。在获得物理专业知识后，如何应用这些知识为社会的发展、人类的进步服务，则是责任问题。要养成正确的科学态度与责任，除了对科学知识孜孜以求之外，还需要在个体与他人、个体与社会的交往中不断形成。学校和班级就是一个小社会，教师除了教授学生学科知识之外，还应关注教学细节，更新教学观念，优化教学方式，在学校和班级这个小社会中，让学生能正常地与教师、同学进行互动交流，学会担当，产生回报社会的抱负。传统的仅由教师到学生的单向的教学方式，阻断了学生相互之间、学生与社会之间的联系，讓学生“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”。这种学生之间互不往来的孤立的学习方式应该得到改变。问题引领下的小组合作、互帮互助的团队协作学习方式会让学生在交流中学会宽容、学会憧憬、学会担当。这是学生成长过程中应具备的品格。当然，并非每节课都能充分培养学生的科学态度与责任，但是我们的课堂需要这种意识。
在本节课中，师生一起分析斜面上物体重力的作用效果时的多次追问与应答，如“压斜面是重力的直接作用效果吗”“重力和分力的作用点是否一样”“重力垂直于斜面的分力的作用点在哪里”“压斜面时，斜面相当于什么物体”，使学生逐渐明晰了斜面上物体的受力情况；画出力的分解图后，尝试求分力的大小时，教师敏感地将利用力的图示法和利用几何关系求力大小的方法融合到问题中。特别是力的图示法，常规教学往往对其不够重视，这节课则很好地对其用途进行了诠释。这些细节的处理有利于培养学生严谨的科学态度。整节课的教学井然有序，学生能认真倾听教师的讲解以及同学的发言，这是相互尊重的体现；学生在分组探究过程中积极投入，这是积极的学习态度和团队合作意识的体现；小组代表的踊跃展示则是学习自信心和勇于担当的责任感的体现……
*本文系江苏省教育科学“十三五”规划重点资助课题“基于课堂教学的学生发展核心素养指标体系及水平层级的实践研究”（编号：B-a/2016/02/54）的阶段性研究成果。
参考文献：
[1] 王高.物理观念的构成及培养策略[J].教育研究与评论（中学教育教学），2016（10）.
[2] 王高.科学思维的培养路径[J].教育研究与评论（中学教育教学），2017（5）.
[3] 王高.物理教学中实验探究素养的培养——以“楞次定律”的教学为例[J].教育研究与评论（中学教育教学），2016（8）.
[4] 王高.科学态度与责任的构成及培养策略[J].教育研究与评论（中学教育教学），2017（11）.