信息技术大学物理学科核心素养培养

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［摘要］针对全面深化课程改革中提出的发展学生物理学科核心素养，提出通过信息技术结合物理教学是培养学生物理学科核心素养的重要方法之一。通过国内外背景概述，探究信息技术结合大学物理教学方法对培养物理学科核心素养的意义，最后通过大学物理机械波概念的教学实例，实现了通过信息技术培养大学物理学科核心素养。希望能为物理教学提供新思路，为以后探究性、创新性教学的开展提供借鉴。

［关键词］信息技术；物理核心素养；大学物理教学

21世纪以来，随着信息技术的蓬勃发展，现代化信息技术正深刻改变着教学方法。正如所言，信息技术的发展应该推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系。将信息技术引入物理教学课堂，优化教学方法，丰富教学内容，使信息技术成为培养创新性人才的一大助力，推动创新精神落地生根。核心素养是我国提出的新型人才培育目标，在知识学习的基础上，强调批判精神、决策能力、解决问题能力等。在信息爆炸时代背景下，信息技术在大学物理课堂教学中应用广泛，如何通过信息技术结合物理教学提升学生的学科核心素养成为新时期背景下的一大课题。本文结合自身物理教学感悟，探讨如何利用信息技术结合物理教学培养学科核心素养。

一、背景概述

（一）信息技术在教学中的探索

国外发达国家由于信息技术发展较快，较早地意识到信息技术在教学中的重要作用。事实证明，信息技术可以丰富课堂的教学方式。美国是最早将信息技术与教学相融合的国家，早在1989年，美国科学促进协会首次提出将信息技术融入课程的思想。1997年，美国前总统克林顿提出，到2000年应实现所有教师通过信息技术教学培训，所有学校都要实现信息技术与日常教学的整合[1]。1999年，英国政府意识到信息教育的重要性，信息与通讯技术课程标准，要求开设“信息与通讯技术课程”（ICT课程）作为英国中小学生的必修课程之一[2]。我国在信息技术与学科教学整合这一方面起步较晚，但发展较快。2001年，教育部颁布《基础教育课程改革纲要》，标志着信息技术教育正式登上教育的平台，明确指出应该充分发挥信息技术的优势，大力推进信息技术在各学科教学中的应用。自此以后，各个学科都进行着信息技术与不同学科融合的摸索，物理学科尤其受益匪浅。随着“三通两平台”工作扎实推进，信息技术已经渐渐融入课堂，变抽象为具体，化无形为有形，让物理教学更加生动精彩。

（二）国内外物理核心素养研究现状

早在1997年，经济合作与发展组织就提出核心素养概念，将培养核心素养视为基础教育的DNA、人才培养的指针。多年来，欧盟、美国、日本等从未停止对教学中培养核心素养的研究，虽然不同国家提出的核心素养内容有所不同，但也有其相通之处。2005年，欧盟明确指出终身学习的八大核心素养[3]，每一个核心素养包括知识、技能和态度三大维度，同时提出批判性思维、创造力等是贯穿八大素养中的共同能力。美国在2001年提出《21世纪素养框架》，明确生活与职业技能、学习与创新技能及信息、媒体与技术技能是新时期学生应当培养的三项技能，其中又包括批判性思维、交流与合作等若干素质要求[4]。2013年，日本国立教育政策研究所《培养适应社会变化的素质与能力的教育课程编制的基本原理》[5]提出立足本国、面向国际的核心素养框架，即21世纪能力，其中包括实践力、思考力及基础力的培养。2014年，教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出学生发展核心素养体系，后经过研究确定六大学生核心素养，具体可细分为18个基本要点[6]。关于学科素养的研究，基于物理学科的特点，提出物理核心素养，由“物理观念”“科学思维”“实验探究”及“科学态度与责任”四大维度构成，详细地说明了新时期物理教学目标。

二、信息技术融入大学物理教学，让核心素养落地

（一）大学物理教学特点

大学物理一直以来是大学教学中的一块“硬骨头”，大学物理要求的较强逻辑思维能力、实践操作能力和分析推理能力给物理教师的教学带来了一定的挑战。大学物理的教学目的在于训练学生的逻辑思维能力等，并教会他们观察生活中的物理现象，通过现象发现其背后所蕴含的物理知识。虽然较其他学科而言显得晦涩难懂，但却是一门对学生意义重大的学科。信息技术在物理学中的应用开拓了物理教学方法，给物理教学提供了新思路，另辟了一条新途径。结合信息技术，更好地从“物理观念”“科学思维”“实验探究”及“科学态度与责任”四个方面提升学生的科学素养，提高学生的创新思维能力和动手实践能力，为学生今后踏入社会奠定坚实的基础。

（二）信息技术在培养物理学科核心素养的意义

将信息技术与物理教学相结合，不仅仅是将多媒体技术作为教学辅助的工具，而更应该是通过信息技术这一平台，突破传统教学中的难点，突出重点，拓展教学内容，促进高效课堂，信息技术是培养大学物理学科核心素养的重要载体。接下来，从物理核心素养中提出的培养学生“物理观念”“科学思维”“实验探究”及“科学态度与责任”四方面具体阐述信息技术融入大学物理教学对核心素养培养的重要意义。在物理观念的培养上，核心概念是物理知识领域的中心，教师希望能通过生动形象的物理教学将这些概念性知识传达给学生，使学生能够掌握物理学的基本观念及思想，并能运用物理知识解释自然现象和生活问题。但这些在传统教学中时常出现讲解过于抽象导致学生无法深刻理解的情况，但通过多媒体教学可以充分展示传统教学中无法展示的现象和规律，丰富物理课堂的同时也加深了学生的理解。科学思维是指从物理的角度诠释客观事物的本质属性、内在规律及相互关系。培养学生的科学思维能力，在传统教学中，纸质化的教学、抽象化的讲解，使学生的理解停留于表面，重结果而忽视过程。而信息技术在物理教学中的应用使这一方面有所突破，使得纸质化的文字变得生动形象。科学探究是学习物理科学的主要研究方法，有助于培养学生综合科学能力及科学素养。倡导学生进行探究式教学，摒弃喂养式教学，科学探究精神是培养创新精神的基础。应用信息技术结合物理教学，可以更好地培养学生的探究精神，利用多媒体技术演示在现实条件下难以完成的实验，揭示物理规律，帮助学生理解实验过程，信息技术可以提供虚拟探究环境，给学生模拟一个真实且安全的探究环境。培养学生科学态度与责任是物理教学的目标，物理教学培养的是学生严谨的科学态度，是敢于大胆质疑、小心求证的科学态度，更是了解科学、技术、社会环境后产生的社会责任感，用正确的科学观和价值观服务社会。通过信息技术融入物理教学，给学生提供一个开放式、多元化的学习环境，有利于培养学生的独立思考能力，锻炼批判性和创造性思维，将学生塑造成具有质疑能力、探究能力、较好的科学素养及创新精神符合新时代要求的新型人才。

三、基于信息技术培养核心素养物理教学实例探究

本文以机械振动中机械波教学为例，展示如何将信息技术融入物理教学中，促进学生对物理知识的理解，激活学生的思维活动，激发学生的学习兴趣，提升学生的物理核心素养。机械波概念教学设计：1.教学要求物理观念：掌握机械波的形成过程；知道机械波的特点和种类；知道机械波的概念。科学探究：从日常生活中的典型案例展示切入，通过观察分析，采用任务驱动法，引导学生主动探究。科学态度与责任：培养观察和思考能力，敢于表达自己的观点以及信息收集处理能力。2.教学重点：机械波的概念。3.教学难点：机械波形成的原因。4.教学方法：案例分析法，任务驱动法等。5.教学内容与进程（见下表）。

四、总结

一个优秀的教师在于激活学生的学习兴趣，培养学生自主学习、探索知识的能力，同时，培养学生的创新意识，挖掘学生的创新潜力。信息时代的到来、信息技术的快速发展，给传统教学迎来了新的生机，信息技术连接学生的感性世界与理性世界。通过多媒体教学，拓宽学生的视野宽度，提升学生的思维能力、创新意识、解决问题能力。核心素养是新时代背景下对人才的新要求，也是教师培养学生的目标。作为物理教师，只有将培养物理核心素养作为教学宗旨，通过信息技术融入物理课堂的教学手段，才能培养出实事求是、有责任、有担当的创新型人才。

作者:林娟颖 林庆河 单位:福建船政交通职业学院 福建连江黄如论中学