为全面贯彻党的十和十八届三中全会精神，深入实施教育规划纲要，2014年4月，教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出“将研究制订学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。2014年年底前启动的普通高中课程标准修订工作，将提炼和确定学科核心素养作为修订工作的主要内容之一。随后，关于核心素养的研究大量展开，相关研究成果也相继面世。随着研究的深入，更多的研究者开始着眼于如何在具体教学中发展学生的核心素养。本期聚焦精选了五篇来稿，分别探讨在化学、数学、英语、物理等学科的具体教学中实现核心素养的培养途径，以期帮助一线教师更好地理解核心素养。
摘要：从化学学科核心素养角度着手，在“二氧化硫的性质和作用”课堂教学中进行学科的变化观、实验观、环保观、对比观等思维的培养，形成积极、主动的思维去发现问题，并找到切实可行的解决问题的方案。
关键词：核心素养；二氧化硫的性质；教学反思
伴随着高中化学课程标准的修订，“立德树人”的根本任务的确立，要求学生在学习中形成学科的核心素养观，要求教师在教学中能帮助学生形成能体现学科自身本质特征，具有学科性质的核心素养观[1]。元素化合物是化学学科知识体系的基础，对于学生学科核心素养的养成有重要的作用。以“二氧化硫的性质和作用”教学为例，从元素化合物的角度展开，进行化学学科核心素养培养的教学设计，实验探究教学。
一、基于学科核心素养设计元素化合物教学
（一）学科核心素养
化学学科核心素养包含了“宏观辨析与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个要素。化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来的，并在解决与化学相关问题中表现出的关键素养，体现了学生从化学视角认知事物，并形成脉络。化学学科核心素养的形成，不是通过简单的知识记忆，也不是知识体系的简单组合。它需要学生在学习过程中以及学习的情境中积极互动，形成主动的思维意识，深入理解化学学科特征、特点的基础上形成切实有效的解决化学问题的基本方法与思路，在理解与应用中不断升华、提炼。
（二）基于学科核心素养设计教学
化学学科核心素养的建构，体现在学生能主动运用化学学科的思想方法，多角度、全方位地认识事物，并形成切实可行的思维意识、思维习惯，在化学学科核心素养的指引下，建构丰满的知识体系，引导学生形成学科知识，认知习惯与方式，从而去解决问题[2]。在元素化合物的学习中，化学学科的核心素养就是：结构决定性质，性质决定用途。这反映了一系列知识体系的内在框架。
“二氧化硫的性质和作用”是苏教版《化学》1中专题4的开篇之作，通过对前面一系列元素化合物的知识体系的学习，学生具备了一定的分析、对比的能力。教学中，教师通过一系列情境的创设，让学生去发现问题，并设计方案去解决问题，从而在问题的解决过程中培养化学学科核心素养。
实验观：化学是一门实验的学科，实验揭示了事物的本源，实验带来了问题的解决，这就要求我们切实地回到实验中。本节课设计了“二氧化硫的漂白实验”“二氧化硫与氯化钡溶液、双氧水的实验”“二氧化硫与高锰酸钾反应的探究实验”，以实验为依据，建构二氧化硫的性质、用途的学科核心素养。
对比观：对比分析是化学学科的重要的思维分析方法，本节课创设情境，将二氧化硫的漂白性与次氯酸的漂白性进行对比，将二氧化硫使品红溶液褪色的机理与二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色的机理进行对比分析。在对比分析中，让学生去主动探究，通过方案设计、实验论证，找出主因，从而形成化学学科的核心素养。
环保观、平衡观、探究观、创新思维在本节课中也有体现。正是基于这些化学核心素养观中的教学模式的设计，才能使学生形成知识体系，提高了学生发现问题、解决问题的能力。
二、“二氧化硫的性质和作用”教学过程
（一）活动引入点燃激情
教师：回到生活中的化学，展示红酒图片，重点突出红酒配料的成分为SO2，我们知道SO2有毒，红酒中怎么还会有SO2呢，它的作用是什么呢？性质决定用途，这节课，我们首先来学习一下SO2的性质。
设计意图：通过认知的冲突性，激发学生的探究欲望。开了个好头，使学生投入到探究的情境中来。
教师：二氧化硫能溶于水中，那么大家能完成化学方程式的书写吗？并测定二氧化硫的水溶液的酸碱性吗？
学生：跃跃欲试，激情被点燃。顺利写出化学方程式，并完成溶液酸碱性的测定。
结论：二氧化硫具有酸性氧化物的通性。
设计意图：进一步通过可操作实验，激发学生的学习积极性，并对他们的表现、B度做出表扬，使学生进入学科核心素养的学习模式中。
（二）问题探究建立对比观
教师：设计探究SO2漂白性的实验方案，并提供改进实验操作的方法：向试管中加入2mLSO2水溶液，逐滴滴加品红溶液，振荡，观察现象；在试管口套一个小气球，然后加热试管，观察现象。
教师：实验现象说明了什么？
学生：二氧化硫具有漂白性，并且是不稳定的漂白。
教师：展示二氧化硫与石蕊试液的试管，还有二氧化硫与品红溶液的试管，二氧化硫能漂白指示剂吗？
学生：二氧化硫能使品红溶液褪色，但不能漂白指示剂。
教师：回顾在氯气的学习中，新制的氯水和石蕊试液接触的现象是什么？
学生：先变红，后褪色。
教师：原因是什么呢？
学生：变红是因为H+，褪色是因为HClO具有漂白性。
教师：请大家总结HClO与二氧化硫漂白性的差异。
设计意图：构建学科素养平台，建立对比观，让学生在理解的前提下，投入到生动的学习情境中，通过实验探究活动，在解决问题的过程中，构建知识体系，促进学科核心素养能力的提升。
（三）层层推进再建对比观和实验观
1.二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应
教师：二氧化硫通入到品红溶液中，体现了二氧化硫的漂白性，那么我们来分析下面这个实验。
演示：将含二氧化硫的水溶液滴入到含高锰酸钾溶液的试管中，观察实验现象。
教师：发现高锰酸钾溶液褪色了，这是二氧化硫的漂白性的体现吗？
学生：讨论分析，产生思维碰撞，提出观点，溶液再次加热，如果高锰酸钾溶液的颜色能恢复，则是漂白性，反之则不是。
验证：实验验证，加热溶液，颜色不恢复。那么不是因为二氧化硫的漂白性，那是什么呢？
教师：引导分析，请大家从各自物质分析，分析高锰酸钾具有什么性质，二氧化硫从硫的价态的角度进行分析。
学生：高锰酸钾具有强氧化性，二氧化硫容易被氧化，二者发生了氧化还原反应，生成了硫酸根。
教师：如何设计实验进行验证呢？
学生：取样后，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明SO2被KMnO4氧化成了硫酸根，二氧化硫体现了还原性。
教师：实验验证，并请书写出化学方程式。
学生：准确、迅速地完成了化学方程式的书写。
设计意图：学习了二氧化硫的漂白性后，进行二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应实验，进行对比分析，形成冲击感，使学生的印象深刻，提高了学习挑战性，激发学生的高级思维活动，很好地体现了化学学科核心素养的升华。
2.SO2与BaCl2、H2O2溶液的反应
实验操作与现象：
教师：这一系列实验操作中，透过现象看本质，你得到了什么样的结论？为什么加入双氧水后，溶液中产生了大量的浑浊现象？请同学们，从二氧化硫的性质角度进行分析。
学生：H2O2将H2SO3氧化成了硫酸，硫酸与BaCl2反应生成了BaSO4沉淀。
教师：为什么在开始的时候会有少量浑浊？这个浑浊是BaSO3吗？
学生：不会是BaSO3，如果是BaSO3，应该产生大量的浑浊。
教师：那一开始的浑浊会是什么呢？加强引导分析。引导学生回忆Fe（OH）2的制备中，需要注意的点。
学生：溶液中的部分H2SO3被O2氧化成H2SO4，形成了BaSO4沉淀。
教师：我们的记忆中，BaSO3是难溶物，那么为什么开始的时候，不能形成BaSO3沉淀呢？
教师：这个知识点对于学生来说是难点，应加强引导分析。引导学生书写化学方程式，找问题。
学生：二氧化硫与BaCl2溶液不反应，是因为不能违背强酸制备弱酸的原理。
结论：H2SO3容易被H2O2氧化成H2SO4。其实二氧化硫还可以被很多具有氧化性的物质氧化，比如Cl2、O2、Fe3+等。
设计意图：这是一个层层递进的实验，通过学生的操作，学生在分析变化过程中，形成认识，为什么不能形成BaSO3沉淀，双氧水的作用是什么，二氧化硫体现了什么性，通过思维分析、实验验证，解决了困惑，建构了学科的实验观、变化观、守恒观。
（四）直面现实建构环保观
教师：展示一些对比图片，明确这是酸雨的破坏引起的，那么什么是酸雨，酸雨pH值有什么要求，引起酸雨的物质主要是什么？酸雨对自然环境有哪些破坏作用？
学生：酸雨的pH值小于5.6，引起酸雨的主要物质是SO2。酸雨使湖泊酸化，影响水生生物的繁殖。酸雨使土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失，导致土壤肥力下降并酸化，农作物和树木生长遭到破坏。酸雨使建筑物腐蚀加快。
教师：酸雨对自然环境破坏非常严重，希望大家爱护家园，形成良好的环保意识。现在有一瓶酸雨，测定pH值为5.5，每隔一段时间测定一次pH值，发现溶液的pH值变得越来越小，为什么？请同学们结合已学知识分析。
学生：这是由于空气中的氧气将酸雨中的H2SO3缓慢氧化成H2SO4，将弱酸缓慢氧化成强酸，酸性变强。
教师：请大家阅读课本，明确酸雨防治的办法。酸雨治理中，请大家明确，最终产物中硫的价态。
设计意图：通过图片展示，让学生体会了酸雨的破坏力，倡导学生的环保意识，同时设置情境，再次强化了二氧化硫的还原性，对化学的变化观形成认识，突出了化学学科素养性。
三、教学体会
本节课是苏州教科院组织的“三省四校同课异构教学”中的一节展示课的设计，立足于“苏式课堂”，以“核心素养，提升有效教学”为指导，从结合实际和观察现象出发，让学生通过观察分析推测性质实验验证得出结论，体现探究式学习方式。本节课以“干红中SO2的作用”为背景，积极体现化学之美，做到“以生为本”。利用红酒中SO2的作用与学生已有SO2的负面印象产生冲击，激发其探究欲，并由此引出相关问题，设计展开五个小组活动：①二氧化硫可溶于水且与水反应。设计实验，通过产生明显现象说明SO2可溶于水，溶液显酸性表明SO2与水发生了化学反应。②在二氧化硫水溶液生成的基础上设计证明漂白性的实验，用水溶液代替二氧化硫气体，并分析漂白原理。③在学了漂白性的基础上分析二氧化硫和高锰酸钾溶液的反应，并设问是否为漂白性的体现，分析物质的性质，引导学生用实验验证。④在前面学习的基础上，环环相扣，分析SO2与BaCl2不能反应却在混合后有浑浊，推测SO2具有原性。并利用H2O2溶液实验验证SO2的还原性。⑤在酸性氧化物学习的基础上，通过图片的形式引入酸雨，让学生明确酸雨的形成和防治，然后回归课本，增强了学生的环保意识。
通过一系列场景的创设，有效激发学生的学习热情；将知识问题化，通过化学实验、分析化学原理、类比迁移等方法使问题得以解决；遵循学生的认知规律，由浅入深，由现象到本质，使教学目标得以达成。
设计中遵循绿色化学思想，将以往采用SO2气体进行的实验，在可能的情况下改为SO2水溶液进行实验（验证二氧化硫漂白性实验中用SO2水溶液代替SO2气体与品红溶液反应），并且尽可能在密封的环境下进行（用饮料瓶存装二氧化硫水溶液密封等），防止或降低污染。
由于课堂时间有限，知识侧重不同，部分知识点在本节课的设计中没有呈现，而是将其作为课外探究问题提出，有兴趣的同学可以结合本节课的学习方法，课外自主探究，也使知识的学习由课内延伸至课外。
参考文献：
关键词：
物理核心素养；物理课程价值；物理教学；
作者简介：林钦，1979年生，男，福建福州人，福建师范大学物理与能源学院讲师，硕士生导师，主要从事物理课程与教学论、物理学习评价研究；作者简介：陈峰，1962年生，女，台湾人，福建省教育考试院副院长，正高级教师，特级教师，硕士生导师，教育部物理课程标准研制组核心成员，福建省物理教学研究委员会理事长，福建省特级教师协会秘书长；作者简介：宋静，1981年生，女，河北保定人，福州教育研究院物理教研员，主要从事物理教学与评价研究。
每次听到“把物理全都还给物理老师了”[1]诸如此类的话，都会让我们反思：中学物理课程的价值何在。遗忘是自然界中一种不可抗拒的规律，在知识大爆炸的时代，忘记已成为常态，当知识被遗忘以后，在学生头脑中留下的痕迹才是教育价值的体现。德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄就曾说过：教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。物理课程希望学生剩下的是什么？物理学研究的事实和结论可能被学生忘记，但物理学研究的思想方法、研究态度一定能够长久地支持学生的学习、生活和工作，是不会“还给”物理教师的。这些被学生终身保持的，成为他们行为习惯的就是一个人的基本素养，培养学生的物理学核心素养和关键能力才是中学物理课程的价值所在。
怎样的物理教学才能有效促进学生科学素养的提升，是每一位从事物理教学工作的教师深思的问题。我们基于物理课程的价值追求，提出物理核心素养导向的教学，通过物理课程教学培养学生的物理核心素养，让物理课程成为培养学生科学素养的课堂，给学生留下对他们终身发展最有价值的东西。
一、核心素养导向的物理教学架构
(一)物理核心素养的构成
《全民科学素质行动计划(2006—2010—2022年)》指出，科学领域课程应以提升学生科学素养为目标，学生通过课程的学习应了解必要的科学技术知识、掌握基本的研究方法、树立科学思想、崇尚科学精神，并具有一定的应用他们处理实际问题、参与公共事务的能力。[2]物理课程作为自然科学领域的重要基础课程，在培养学生方面的价值则体现从科学知识、科学方法、科学精神与态度、科学应用四个方面为学生今后生活和工作作准备，使学生养成终身发展所需的必备品格与关键能力，形成学生的物理学科核心素养。
1.科学知识方面的核心素养表现为对物理学科发展中核心概念和规律的理解。物理学发展过程也是人类认识世界的过程，在认识世界过程中对客观事物共同属性和本质特征的抽象形成了物理概念，在探索物理现象内在联系的过程中形成了物理原理和规律，[3]这些都是人们今天认识世界的基础。学生通过物理课程的学习，应该能够认识和理解自身生活的客观世界，认识自然界的构成、现象和规律，认识物质存在的多样性、复杂性和统一性，形成科学的唯物主义世界观。
2.科学方法方面的核心素养表现为了解并掌握研究世界的基本思想和方法。物理学家为更有效地研究和认识自然界，探索出了许多研究思想和方法，这些思想和方法比科学知识更有价值。例如，忽略次要因素的理想化模型方法、控制变量的方法等，都是学生今后思考和处理身边问题的重要方法。学生通过物理课程的学习，应该能够了解物理学研究问题运用的思想和方法，并认识到这些思想方法在解决问题中的价值。
3.科学精神和态度方面的核心素养表现为对科学研究的热情和和实事求是的态度。学生通过物理课程的学习，应该能领悟物理学研究过程中表现出来的尊重事实、实事求是的科学探究态度，能在学习、生活和工作中坚持做到实事求是。
4.科学应用方面的核心素养表现为有应用所学知识、方法解决现实问题的意识和能力。学生通过物理课程的学习，不仅要能够解析“模型化”的物理试题，更要有解释生活中物理现象的意识，利用科学知识和方法解决学习、生活和工作中遇到问题的意识和能力。
物理课程的教育价值在于让学生养成这四个方面的核心素养，让学生具备科学的思维和意识、科学研究的方法、适应社会所需的物理学知识、了解科学的起源和树立科学的世界观、[4]严谨的科学态度和实事求是的科学精神。为实现这样的培养目标，我们有必要反思当前的物理教学，重构核心素养导向的物理教学，能够为基础教育物理课程及教学改革指明方向。
(二)核心素养导向的物理教学的建构
物理学科核心素养是学生在学习物理过程中逐步形成的行为习惯与关键能力。体现物理学科的教育价值，实施核心素养导向的物理教学，需要教师转变教学的价值观念，意识到物理教学的目的不在于对物理知识的记忆和再现，而在于知识和方法的应用，在解决问题中逐步形成物理学科核心素养。
物理核心素养导向的物理教学结构
物理核心素养导向的物理教学结构下载原图
首先，要认识到物理学研究所积累的知识是学生学习活动的载体而不是终极目标。知识教学的目的在于把物理学在研究自然的过程中获得的知识转化为学生的个体知识，使学生知道世界是什么样的，能够客观地认识和分析自身所在的世界。教师要为学生学习物理知识创设合适的情境，帮助学生借助物理学家研究问题的方法探索自然、建构个体知识，并在此过程中掌握基本的认知方法、感悟物理学家研究过程中体现出来的科学精神。
其次，要认识到学生物理知识的建构过程，关键在于核心概念的建构。核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法，是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后，仍然能应用的概念性知识。[5]物理教学过程不应该是向学生“灌输”事实和结论的过程，而是应该帮助学生借助物理学家研究自然界的思想方法，自主探索、建构物理学科核心概念，并逐步将这些思想和方法内化成自身的行为习惯，形成良好的科学品质。物理教师应该清晰地认识到物理学科核心概念与其他结论性知识之间的联系，围绕核心概念开展教学，而不是围绕考试试题开展教学。
最后，教师还要清楚地认识到学生物理学核心素养是一种行为习惯和思维惯性，习惯和能力的形成不仅需要学习体验，同时也离不开学习者的自身实践。[6]学生解决问题的过程与物理学家研究的过程都不可能是一帆风顺的，物理教学应该帮助学生感悟物理学家研究过程中所表现出来的情感态度和价值观，并创设实际问题情境帮助学生体验这样的科学精神，帮助学生把蕴含在知识发现过程中的情感、态度和价值观转化为自身解决实际问题的行为准则，使他们能够正确地对待和解决未知的问题，在此过程中将科学方法内化为自身行为习惯，养成良好的科学态度和素养。
核心素养导向的物理教学要求我们将物理课程的教育目标定位在学生终身发展的行为习惯与关键能力的养成，在教学中不断为学生提供面对问题、分析问题、解决问题的机会，在此过程中激发他们学习的热情，在主动学习与探究中养成行为习惯，发展关键能力。
二、核心素养导向的物理教学策略
物理核心素养导向的教学要求教师深刻认识物理课程促进学生能力发展的价值所在，关注学生物理核心素养的培养。改革当前物理课堂教学，实施物理核心素养导向的教学要求我们注意学科核心内容、科学方法、科学精神、实际问题以及教师以身作则等方面的问题。
(一)围绕核心概念展开教学
以物理核心概念统领物理教学，可以帮助师生从纷杂的事实、概念、规律、定理、公式中跳出来，站在更高的位置上培养学生的科学素养。物理核心素养导向的教学要求课程内容应该围绕物理学科的核心概念进行，教学重心应该从讲授事实转移到使用事实，学习重心也应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心概念和对更为根本的知识结构进行深层理解，培养和发展思维能力。[7]
例如，质点的概念：用来代替物体的有质量的点。这是一个理想化的物理模型，仅靠教师的讲授是难以掌握的，只有将其置于一定的应用情境中，才会显得生动和有意义。
A.当物体的大小和形状对所讨论的问题来说影响不大时，就可以忽略物体的大小和形状，把物体当成质点。
B.物体上的各点的运动情况都是相同的，即平动的物体，可以看成质点。
C.在研究物体运动时，其大小与形状可以不考虑时，可以视为质点。
这三个都是对质点概念的理解，其中A是核心概念，B、C等是次位概念，是质点概念在具体情境中的解读，是事实性的结论。
核心素养导向的物理教学要求教学活动不能停留在仅让学生记住一些物理学事实，而是要关注通过事实抽象提出的核心概念，教师可以围绕“是否可以忽略物体的大小和形状”开展教学，讨论B、C两种情况下能否将物体看成质点，培养学生敏锐鉴别的思维，从而更深层次的理解“质点”的概念和“理想化模型”，并将这种“忽略次要因素”的思维方法迁移到工作和生活中。
反观当前的中学物理课堂中，许多教师为应付考试的需要，往往“赶进度”，注重“关键考点”的教学，这样的方法使得学生难以进行有意义的知识组织，在“关键考点”之外通常只是能触及一些表面性的事实和结论。然而关注事实记忆的课程终将被完全遗忘，这就是学生“全都还给老师了”的原因所在。
(二)提供应用科学方法研究问题的机会
物理核心素养导向的教学要求物理课程能够为学生在今后工作和生活中面对未知问题时提供解决问题的思路和方法。物理课堂教学应该为学生创新真实、复杂的问题情境，鼓励并引导学生剖析问题、简化问题、建立物理模型，并运用适当的方法解释问题。
注重科学探究是新课程的亮点之一，《美国国家科学教育标准》认为科学探究“指的是科学家用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动”。[8]科学家研究问题的关键，是能够在纷繁复杂的表象下发现问题的关键，在此基础上建构物理模型、设计方案、解决问题。科学探究教学的价值应该是培养学生利用科学探究的方法获取知识、研究解决生活中遇到问题的能力，而不仅仅是简单重复科学家发现知识的过程。
然而，在过于强调知识积累的物理教学中，科学探究更多时候仅仅被作为发现知识的“工具”和“手段”，获得事实性结论成了科学探究的目的所在，使得科学探究的价值被弱化。在物理课堂中探究的问题往往是教师已经明确提出的(或者是问题情境中显而易见的)，学生只要按部就班的“猜想、假设、实验……”就能够轻而易举地探究出正确的结论。学生在探究前基本知道了结论，在探究过程中既不可能也没有时间思考“可能存在的问题”，长期这样的重复训练永远达不到发展学生问题意识和探究能力的目的，也不能促进学生真正理解科学探究的精髓。[9]
例如，牛顿第二定律的实验探究中，教师通常提出典型问题：探究力与物体运动状态变化之间的定量关系。在学生猜想假设的基础上，根据所需测量的物理量设计实验方案并进行实验，最终得到科学的结论。这一过程看似注重了学生有证据的猜想、实验设计、实验操作能力等方面探究能力的培养，但许多教师并没有给学生思考探究中可能存在的问题的机会：拉力大小如何确定、如何有效平衡摩擦力、该实验成功的关键是什么、实验数据存在误差的原因是什么？等等，仅将其作为获取知识的工具，得到知识即结束探究。
如果教师能够给学生足够的时间思考如何更精确地测量所需的物理量，如何减小摩擦，实验中可能出现的问题，在学生得出实验数据后进一步引发学生对现有结论的反思和质疑：实验结果的误差是由什么原因造成的？实验中有哪些地方值得改进？为什么结论不表示成a=F/m等。只有不断地反思、研究探究教学过程出现的问题，才能真正培养学生的探究能力，提升学生的物理核心素养。
(三)还原“真实”科学研究历史
物理核心素养导向的教学要求关注学生科学态度和价值观的体验，教师可以借助物理学发展史，为学生创设真实的情境，避免空洞的说教，帮助学生切实体验严谨的科学态度、科学精神。同时，教师应该关注学生“求真”的愿望，还给学生一个真实的历史。
杨振宁教授曾将他取得成功的奥秘归结为：“要站在问题开始的地方，要面对原始的问题，而不要淹没在文献的海洋里……”。这给我们物理教学极大的启示：物理教学同样不能淹没在教材、教辅和题目的海洋里，而应深入挖掘物理学曲折的发展史中涌现出来的伟大的科学思想、科学精神。写在教科书上的科学结论固然重要，但它背后的孕育发展、由潜到显的转化历程则更富启迪。物理核心素养导向的教学要求教师向学生展现物理概念的形成过程、物理规律的发现过程，以及物理问题的解决过程，体验真实的科学精神。
例如，教科书通过比较亚里士多德和伽利略的不同观点来介绍牛顿第一定律的发现过程，教材写道：“这个‘错误’竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽利略……”。[10]许多物理教师在教学过程中都组织学生讨论亚里士多德的错误观点，强调伽利略勇于质疑的科学精神和牛顿“站在巨人肩膀上”总结得出牛顿第一定律的伟大成就。这样的教学过程似乎突出了伽利略勇于质疑、不畏权威的高尚品质，殊不知这种断章取义的说教已经起到了相反的效果，给学生造成“古人真笨”的印象，无法理解为什么“两千年无人反驳”，更无法理解“站在巨人肩膀上”的含义，以至于本应该充满生机活力的物理教学变得机械、沉闷和程式化，缺乏情感与灵性的自然流露。[11]
反思古希腊的科学史我们可以发现，在伽利略之前，就有许多学者对亚里士多德的观点的不足进行了批评，如希帕克斯(前190—前120)、菲洛波诺(约490—570)、布里丹(1292—1363)、奥雷斯姆(约1320—1382)和达芬奇(1452—1519)等，尤其是伽利略的哲学老师博纳米科和贝内代蒂提出了“冲力”的概念，为伽利略的“临门一脚”奠定了良好的基础。[12]物理教学中如果忽略二千年中曲折的研究过程，学生就无从认识“巨人”所在，无法领悟伽利略、笛卡儿和牛顿的伟大贡献。
实施物理核心素养导向的教学要求教师深入研究物理学发展的过程，清楚其中所蕴含的科学思想和方法，创设鲜活、真实的学习情境，带领学生领略物理学的价值，体验物理学研究过程中的科学精神，促进他们科学素养的提升。
(四)创设待解决的真实问题情境
物理核心素养导向的教学要求教师为学生自主探究感兴趣的现实问题提供时间和空间，为学生创设需要解决的真实问题，让学生运用所学的知识和方法，自主开展研究活动，只有在真实情境中的自主探究，才能体现学生的探究能力和科学素养。经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment)在其开展的国际学生评估项目(PISA项目)中认为：面向未来而化解问题的创新能力远比复制既往的知识更具建设性价值，强调个人在面对不可预测的复杂情景时，灵活“分析、推断和沟通”的创意能力，特别是基于独立人格、自由思考而作出自主判断、自主选择的发展性探究能力。[13]
物理核心素养导向的教学要求教师为学生创设面对未知的、“原始”的问题情境，这些原始问题可以是课堂生成的，也可以来自生产生活现象，让学生像科学家那样“独立的尝试用各种方法研究问题”，在不断尝试的过程中，开拓视野、发展能力，不仅获得了知识，更重要的是体验到了科学探究的乐趣和科学精神，养成良好的科学研究态度。[14]
例如，在研究“运动合成与分解”内容之后，教师提出：“节日焰火非常漂亮，大家认真观察，看看高空的焰火是什么形状的？”在学生观察的基础上，教师继续将问题引向深入：“为什么都是球形呢？”学生可以自主利用所学的相关知识和方法，从各个方面进行探究，从而巩固强化运动合成与分解的方法，培养学生运用所学解决实际问题的意识和能力。
又如盛极一时的神奇水杯———55℃杯，许多教师都看到了该产品的广告和新闻报道，如果能够及时查阅资料、咨询专家，就可以引导学生自主探究该水杯的构造和原理———热传导原理，并自制一个快速的降温水杯。培养学生知识应用的能力，提升学生科学素养。
(五)注重物理教师的言传身教
物理核心素养导向的教学不仅要求我们改变教学的内容和教学方式，还要求物理教师具备良好的物理核心素养，通过言传身教，潜移默化地促进学生科学素养的提升。
在学生探索世界、建构认识、形成能力的过程中，离不开教师对事物的剖析、示范；离不开教师对学生活动的启发、引导，这当中都融入了教师的理解、教师的精神、教师的情感、态度、价值观。[15]作为教学中的一个核心要素，物理教师只有具备扎实的专业知识、熟练的研究方法，才能深入浅出地讲解、信手拈来地指导学生的学习活动。教师不经意的一个“随便”，都可能给学生造成极大冲击。
例如，有媒体报道了《木棉落花把头砸肿了》：
林老师对主持人收集的5朵木棉花进行称重，最重的21克，最轻的18克，平均20克。花朵从树上掉到头上的时间以2秒计算，一朵木棉花产生的重力动能为0.04焦耳。再假设木棉花与头部接触的瞬间时间为0.1秒，那么砸到头的瞬间重量为400克，这相当于3个多鸡蛋一下子砸到头上。[16]
这个出自物理教师之手的研究不禁让我们深思，如此随意的表述和研究思路，将对学生科学研究认真严谨的观念产生多大的冲击。
关键词：多样性；物理教学；学生；核心素养
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1992-7711（2017）04-0053
物理的核心素养是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。全面提升学生的核心素养，可以通过不同的途径提升。
一、专题化微课的视频教学，提升学生解决物理问题的核心素养
互联网+的推广，为有效提升物理教学有效性增添了更多的途径。通过专题化的物理微课录制，对学生平时教学中出现的问题进行针对性的录制，让他们在网络上反复播放，以提升学生解决物理问题的核心素养。下面是笔者对选修3-1的部分内容进行录制，以供学生问题的解决。
微课的内容包括短视频，有详细讲解；有配套的课后练习与测试题，通过精细化的设计，发挥学生的主观能动性，真正提升学生解决物理问题的核心素养。
二、信息化问题的物理教学，提升学生建立物理模型的核心素养
物理信息题涉及多个物体、多个过程，我们只要对综合题进行过程分解，产生诸多小题进行教学，以小放大的思想，对各个过程进行物理模型建构。例如水平传送带与倾斜传送带相结合的综合信息题，我们根据命题教师的想法，分解成几个经典的物理模型，最后整合进行求解，这样才能真正起到核心素养的培养。
物理模型一：图1为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持ν=1m/s的恒定速率运行，一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离l=2m，g取10m/s2。（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间。
物理模型一意图：让学生以熟悉的背景作为出发点，以力的观点作为知识的呈现，以快速入手作为培养学生兴趣的初衷。
物理模型二：如图所示，质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带AB之间的距离为L=5m，传送带一直以ν=4m/s的速度匀速运动。求：
（1）物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做了多少功？
（2）物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做了多少功？
物理模型二意图：处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态动态终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用能量的观点进行求解。且区分对地位移还是相对位移。
物理模型三：在水平传送带巩固力与能量观点的基础上，呈现倾斜传送带。如图所示，传送带与水平面夹角为37°，并以ν=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，AB长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间。
（1）传送带顺时针方向转动
（2）传送带逆时针方向转动
（3）求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。
物理模型三意图：加强对滑动摩擦力方向时要紧紧抓住“阻碍相对运动”这句话的含义的分析。注意重力的分力，注意物体的受力由滑动摩擦力到静摩擦力的突变，物体在倾斜的传送带上运动时静摩擦力也做功，以及系统能量的增加来源于电动机消耗的电能等。以进一步落实此类问题分析的来龙去脉。
通过拆分的思想，对经典的物理模型进行训练，真正提升学生建立物理模型的核心素养。
三、易错类题型的归类教学，提升学生分析物理过程的核心素养
在物理解决问题的过程中需要对过程进行分析，有序有条理地展开，以培养学生分析物理过程的核心素养。在考查竖直方向圆周运动的情况时，需要解决在最高点及最低点物体的受力情况，及在运动过程中解决各力做功的情况，以此通过对状态的分析，对过程的分析，提升竖直方面A周运动的分析能力。同时通过易错类的呈现，真正懂得在哪些地方更值得留意，以科学的分析、正确的判断。
易错一：如图所示小球从光滑的四分之一轨道中下滑，求最低点轨道对小球的作用力。学生的典型错误答题情况如下：
学生答题呈现：物理方程书写不规范！把小球沿圆弧下落理解为自由落体，用自由落体规律来解等错误的观点。通过状态分析、过程分析，以落实经典的物理模型。
易错二：例如，如图甲所示是最近市面上出现的一种儿童玩具“魔力飞转陀螺”，陀螺可绕竖直放置的金属轨道内外侧转动并发出彩色光芒，十分新奇，因此深受小孩子的喜爱。其物理原理如下：用特殊磁性材料制成的两金属圆轨竖直并排放置，用连接杆引出后固定在手柄上，陀螺中心两侧装有金属小杆，放置在两轨之间时恰好被吸引在两轨上；给陀螺一定的初速度，陀螺就可绕轨道作圆周运动。现使陀螺吸在轨道外侧绕轨道作圆周运动，如图乙所示，已知两金属轨道半径为R，陀螺质量为m，两轨对陀螺的总吸引力为陀螺重力的3倍，重力加速度为g，不考虑陀螺自身的旋转和陀螺中心两侧的金属小杆的粗细。
（1）若陀螺经过轨道最高点的速度为ν，求每根轨道受到的弹力；
这是某校返校考的一道试题。通过答题情况分析发现学生出错的情况有：内、处侧没看清楚；直接拿一条轨道来处理的；牛顿第三定律没有应用等典型的问题。应对策略：通过最高点的受力分析：令轨道对陀螺的总吸引力为F，每侧轨道对陀螺的弹力为FN，可得F+mg-2FN=■可得：FN=2mg-■，提升学生对状态分析的重要性。
易错三：用光滑圆管制成如图所示的轨道，竖直立于水平地面上，其中ABC为圆轨道的一部分，CD为倾斜直轨道，二者相切于C点，已知圆轨道的半径R=1m，倾斜轨道CD与水平地面的夹角为θ=37°，现将一小球以一定的初速度从A点射入圆管，小球直径略小于圆管的直径，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求小球通过倾斜轨道CD的最长时间（结果保留一位有效数字）
通过分析：小球通过倾斜轨道时间若最长，则小球到达圆轨道的最高点的速度为0，最高点到C点，对小球运用动能定理可得，mgh=■mνc2，h=R-Rcosθ
小球在CD段做匀加速直线运动，l=νct+■at2
CD段的长度为l=■
对小球运用牛顿第二定律：mgsinθ=ma，解得t=1s
让学生通过动能定理的应用，强化以下几个步骤：首先，明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。其次，要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况（待求的功除外）。第三，有些力在物体运动过程中不是始终存在的。
通过易错类题型的归类教学，真正落实物理的分析过程，以提升学生分析物理过程的核心素养。