信息技術大學物理學科核心素養培養

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［摘要］針對全面深化課程改革中提出的發展學生物理學科核心素養，提出通過信息技術結合物理教學是培養學生物理學科核心素養的重要方法之一。通過國內外背景概述，探究信息技術結合大學物理教學方法對培養物理學科核心素養的意義，最后通過大學物理機械波概念的教學實例，實現了通過信息技術培養大學物理學科核心素養。希望能為物理教學提供新思路，為以后探究性、創新性教學的開展提供借鑒。

［關鍵詞］信息技術；物理核心素養；大學物理教學

21世紀以來，隨著信息技術的蓬勃發展，現代化信息技術正深刻改變著教學方法。正如所言，信息技術的發展應該推動教育變革和創新，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系。將信息技術引入物理教學課堂，優化教學方法，豐富教學內容，使信息技術成為培養創新性人才的一大助力，推動創新精神落地生根。核心素養是我國提出的新型人才培育目標，在知識學習的基礎上，強調批判精神、決策能力、解決問題能力等。在信息爆炸時代背景下，信息技術在大學物理課堂教學中應用廣泛，如何通過信息技術結合物理教學提升學生的學科核心素養成為新時期背景下的一大課題。本文結合自身物理教學感悟，探討如何利用信息技術結合物理教學培養學科核心素養。

一、背景概述

（一）信息技術在教學中的探索

國外發達國家由于信息技術發展較快，較早地意識到信息技術在教學中的重要作用。事實證明，信息技術可以豐富課堂的教學方式。美國是最早將信息技術與教學相融合的國家，早在1989年，美國科學促進協會首次提出將信息技術融入課程的思想。1997年，美國前總統克林頓提出，到2000年應實現所有教師通過信息技術教學培訓，所有學校都要實現信息技術與日常教學的整合[1]。1999年，英國政府意識到信息教育的重要性，信息與通訊技術課程標準，要求開設“信息與通訊技術課程”（ICT課程）作為英國中小學生的必修課程之一[2]。我國在信息技術與學科教學整合這一方面起步較晚，但發展較快。2001年，教育部頒布《基礎教育課程改革綱要》，標志著信息技術教育正式登上教育的平臺，明確指出應該充分發揮信息技術的優勢，大力推進信息技術在各學科教學中的應用。自此以后，各個學科都進行著信息技術與不同學科融合的摸索，物理學科尤其受益匪淺。隨著“三通兩平臺”工作扎實推進，信息技術已經漸漸融入課堂，變抽象為具體，化無形為有形，讓物理教學更加生動精彩。

（二）國內外物理核心素養研究現狀

早在1997年，經濟合作與發展組織就提出核心素養概念，將培養核心素養視為基礎教育的DNA、人才培養的指針。多年來，歐盟、美國、日本等從未停止對教學中培養核心素養的研究，雖然不同國家提出的核心素養內容有所不同，但也有其相通之處。2005年，歐盟明確指出終身學習的八大核心素養[3]，每一個核心素養包括知識、技能和態度三大維度，同時提出批判性思維、創造力等是貫穿八大素養中的共同能力。美國在2001年提出《21世紀素養框架》，明確生活與職業技能、學習與創新技能及信息、媒體與技術技能是新時期學生應當培養的三項技能，其中又包括批判性思維、交流與合作等若干素質要求[4]。2013年，日本國立教育政策研究所《培養適應社會變化的素質與能力的教育課程編制的基本原理》[5]提出立足本國、面向國際的核心素養框架，即21世紀能力，其中包括實踐力、思考力及基礎力的培養。2014年，教育部《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，提出學生發展核心素養體系，后經過研究確定六大學生核心素養，具體可細分為18個基本要點[6]。關于學科素養的研究，基于物理學科的特點，提出物理核心素養，由“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”及“科學態度與責任”四大維度構成，詳細地說明了新時期物理教學目標。

二、信息技術融入大學物理教學，讓核心素養落地

（一）大學物理教學特點

大學物理一直以來是大學教學中的一塊“硬骨頭”，大學物理要求的較強邏輯思維能力、實踐操作能力和分析推理能力給物理教師的教學帶來了一定的挑戰。大學物理的教學目的在于訓練學生的邏輯思維能力等，并教會他們觀察生活中的物理現象，通過現象發現其背后所蘊含的物理知識。雖然較其他學科而言顯得晦澀難懂，但卻是一門對學生意義重大的學科。信息技術在物理學中的應用開拓了物理教學方法，給物理教學提供了新思路，另辟了一條新途徑。結合信息技術，更好地從“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”及“科學態度與責任”四個方面提升學生的科學素養，提高學生的創新思維能力和動手實踐能力，為學生今后踏入社會奠定堅實的基礎。

（二）信息技術在培養物理學科核心素養的意義

將信息技術與物理教學相結合，不僅僅是將多媒體技術作為教學輔助的工具，而更應該是通過信息技術這一平臺，突破傳統教學中的難點，突出重點，拓展教學內容，促進高效課堂，信息技術是培養大學物理學科核心素養的重要載體。接下來，從物理核心素養中提出的培養學生“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”及“科學態度與責任”四方面具體闡述信息技術融入大學物理教學對核心素養培養的重要意義。在物理觀念的培養上，核心概念是物理知識領域的中心，教師希望能通過生動形象的物理教學將這些概念性知識傳達給學生，使學生能夠掌握物理學的基本觀念及思想，并能運用物理知識解釋自然現象和生活問題。但這些在傳統教學中時常出現講解過于抽象導致學生無法深刻理解的情況，但通過多媒體教學可以充分展示傳統教學中無法展示的現象和規律，豐富物理課堂的同時也加深了學生的理解。科學思維是指從物理的角度詮釋客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系。培養學生的科學思維能力，在傳統教學中，紙質化的教學、抽象化的講解，使學生的理解停留于表面，重結果而忽視過程。而信息技術在物理教學中的應用使這一方面有所突破，使得紙質化的文字變得生動形象。科學探究是學習物理科學的主要研究方法，有助于培養學生綜合科學能力及科學素養。倡導學生進行探究式教學，摒棄喂養式教學，科學探究精神是培養創新精神的基礎。應用信息技術結合物理教學，可以更好地培養學生的探究精神，利用多媒體技術演示在現實條件下難以完成的實驗，揭示物理規律，幫助學生理解實驗過程，信息技術可以提供虛擬探究環境，給學生模擬一個真實且安全的探究環境。培養學生科學態度與責任是物理教學的目標，物理教學培養的是學生嚴謹的科學態度，是敢于大膽質疑、小心求證的科學態度，更是了解科學、技術、社會環境后產生的社會責任感，用正確的科學觀和價值觀服務社會。通過信息技術融入物理教學，給學生提供一個開放式、多元化的學習環境，有利于培養學生的獨立思考能力，鍛煉批判性和創造性思維，將學生塑造成具有質疑能力、探究能力、較好的科學素養及創新精神符合新時代要求的新型人才。

三、基于信息技術培養核心素養物理教學實例探究

本文以機械振動中機械波教學為例，展示如何將信息技術融入物理教學中，促進學生對物理知識的理解，激活學生的思維活動，激發學生的學習興趣，提升學生的物理核心素養。機械波概念教學設計：1.教學要求物理觀念：掌握機械波的形成過程；知道機械波的特點和種類；知道機械波的概念。科學探究：從日常生活中的典型案例展示切入，通過觀察分析，采用任務驅動法，引導學生主動探究。科學態度與責任：培養觀察和思考能力，敢于表達自己的觀點以及信息收集處理能力。2.教學重點：機械波的概念。3.教學難點：機械波形成的原因。4.教學方法：案例分析法，任務驅動法等。5.教學內容與進程（見下表）。

四、總結

一個優秀的教師在于激活學生的學習興趣，培養學生自主學習、探索知識的能力，同時，培養學生的創新意識，挖掘學生的創新潛力。信息時代的到來、信息技術的快速發展，給傳統教學迎來了新的生機，信息技術連接學生的感性世界與理性世界。通過多媒體教學，拓寬學生的視野寬度，提升學生的思維能力、創新意識、解決問題能力。核心素養是新時代背景下對人才的新要求，也是教師培養學生的目標。作為物理教師，只有將培養物理核心素養作為教學宗旨，通過信息技術融入物理課堂的教學手段，才能培養出實事求是、有責任、有擔當的創新型人才。

作者:林娟穎 林慶河 單位:福建船政交通職業學院 福建連江黃如論中學