基于核心素養(yǎng)的高中物理概念教學策略

梁金中

摘 要：新修訂的《高中物理課程標準》將學科素養(yǎng)作為教學的重要任務，而物理概念的教學則是培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)的有效途徑，本文探討基于核心素養(yǎng)的高中物理概念教學策略，通過創(chuàng)設問題情景，設置親身體驗，實驗探究，類比教學，結(jié)合物理學史，遵循概念的發(fā)展性和及時復習鞏固等教學策略，能夠有效地促進學生進行概念的意義建構(gòu)，發(fā)展學生的學科素養(yǎng)。

關鍵詞：學科素養(yǎng)；物理概念；教學策略

物理概念是自然現(xiàn)象和客觀事物最本質(zhì)特征和屬性的反映，它是物理知識中最重要的基本元素，是學生學習物理知識，掌握物理規(guī)律，解決物理問題的重要基礎。2017年版的《高中物理課程標準》將“物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任”做為物理學科的核心素養(yǎng)，強調(diào)物理觀念的形成和發(fā)展需要學生通過物理概念、物理規(guī)律等內(nèi)容的學習及運用才能逐步形成，教師引導學生經(jīng)歷物理概念的建構(gòu)過程和物理規(guī)律的形成過程，是發(fā)展學生科學思維的重要途徑。

高考物理《考試大綱》也強調(diào)：“高考物理試題著重考查知識、能力和科學素養(yǎng)”，在理解能力上要求考生“要理解物理概念的確切含義，能夠清楚地認識概念的表達形式，能夠鑒別關于概念的似是而非的說法”等?？梢姡鋵嵏咧袑W生的學科素養(yǎng)是新課程物理教學的重要任務，物理概念的教學是培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)的重要途徑。探討基于核心素養(yǎng)下的高中物理概念教學策略已是當務之急，本文圍繞物理概念的教學策略進行探討。

1 創(chuàng)設真實情景，增強感性認識

物理學是一門研究自然界物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學科，許多物理概念都是從生活現(xiàn)象中抽象概括形成的，因此，在物理概念的教學中應充分利用學生身邊熟悉的現(xiàn)象和事實，引導和啟發(fā)學生觀察與思考，以增強感性認識，促進學生意義地建構(gòu)物理概念。如在“自由落體”教學中，可以播放在月球上同時釋放鐵錘和羽毛的視頻，在“超重與失重”概念教學中播放“王亞平的太空授課視頻”，在“自感”概念的教學中演示自感實驗現(xiàn)象等等，讓學生感受真實的物理現(xiàn)象，增強感性認識。

在物理概念的教學中，教師可以創(chuàng)設針對性的問題情景，讓學生充分參與概念的教學過程，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，應用各種物理思維和方法，排除學生前概念對教學產(chǎn)生的影響，讓學生重構(gòu)新概念，理解新概念的確切含義，發(fā)展學生的學科素養(yǎng)。如在“位移”概念的教學中，由于學生已有“路程”的前概念，常誤以為“路程”可以用來表示物體的位置變化，混淆兩個概念，為了解決這個問題，可以設置如下的教學情景：“放學后，老師行走862米的路程回到家里，你們能知道我家的位置嗎？”顯然，學生表示無法確定老師家的位置；老師補充說：“如果我出校門走另一條道，我回家的路程則需要1368米，我這兩種走法位置變化相同嗎？”， 經(jīng)過學生的激烈討論和思考，學生不僅對“路程”概念的理解更深刻，也為引入“位移”概念做好準備。

2 設置親身體驗，親歷概念形成

俗話說：良好的教育來自深刻的體驗。在物理概念的教學中，教師要盡可能設置讓學生參與互動，觀察或肢體感受等體驗性活動，經(jīng)歷科學家探究物理問題的基本過程，獲得構(gòu)建物理概念的最直接體驗，從而提升學生的學習能力，促進學科素養(yǎng)的提升。如在“向心力”概念的教學中，可讓學生用細線提著小球在水平桌面做圓周運動，感受各種情形下細線的拉力情況，也可讓學生用手掌托著物理課本，伸直手臂在水平面內(nèi)做圓周運動，感受手掌對課本的作用力，還可嘗試快速做圓周運動將書本摔出，感受離心運動現(xiàn)象。在“超重與失重”的教學中，可讓學生體驗電梯上下運動時腳與底板的作用力情況，觀察懸掛在電梯里的彈簧稱對重物拉力的示數(shù)變化規(guī)律，或讓學生站在體重計上觀察站立、蹲下過程中的讀數(shù)變化情況，等等，設置讓學生親身體驗的物理情景，讓學生親歷概念的形成過程。

3 重視實驗探究，讓數(shù)據(jù)揭示概念

有些高中物理概念需要進行定量研究，讓學生經(jīng)歷演示實驗或分組實驗，通過實驗獲取實驗數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，揭示事物的本質(zhì)特征，順利構(gòu)建物理概念。如在“電阻”概念的教學中，可以設計兩個不同電阻的并聯(lián)電路，讓學生分別測量其若干組電壓值U和電流值I，然后引導學生分析實驗數(shù)據(jù)，認識不同電阻對電流的阻礙情況，發(fā)現(xiàn)電阻的本質(zhì)特征，懂得用U/I值定義電阻R的意義。在數(shù)據(jù)分析時也可以引導學生應用U-I圖象進行分析，從而直觀地認識導體的電阻特性。又如動摩擦因數(shù)、電場強度、電容和折射率等概念的教學，也需要通過設計實驗進行教學，這不僅能促進學生意義建構(gòu)物理概念，也能較好地培養(yǎng)學生的科學探究能力，提高物理素養(yǎng)。

4 巧用類比法，順應新概念

在高中教學中，某些物理概念的教學可以類比已學過的物理概念的構(gòu)建方法，達到化難為易，讓學生更好地順應新概念的形成，提高學習效率。如加速度、功率等概念的定義可以類比速度概念的定義方法，電路類比水路，電流類比水流，電源類比水泵，點電荷類比質(zhì)點，電場線類比磁感線，渦流類比水旋渦，等等，都可以達到較好的教學效果。對于抽象不易理解的概念，教學中應盡可能通過類比學生熟悉的物理現(xiàn)象，幫助學生理解新概念。如電場是一種特殊物質(zhì)，看不見摸不著，電勢概念和電勢能概念比較抽象，在靜電場的教學中如果能類比重力場進行教學，通過類比重力、高度、重力勢能等學生熟悉的概念，學生就能較好地理解電勢和電勢能概念。

5 巧借物理學史，拓寬概念視野

在物理學發(fā)展過程，科學家在探索自然規(guī)律中形成了許多寶貴的科學思想與方法，若在教學中能加以介紹和借鑒，就能更好地幫助學生理解概念和拓寬科學視野。如在力與運動的教學中，通過介紹亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等科學家的觀點和研究方法，引發(fā)學生思考和討論，將有助于學生對“力與運動”關系的理解與掌握，樹立正確的相互作用觀和運動觀。又如在光的波粒二象性的教學中，可以結(jié)合惠更斯和牛頓的基礎研究，剖析楊氏雙縫干涉實驗、赫茲實驗、光電效應等現(xiàn)象的本質(zhì)，理解麥克斯韋和愛因斯坦所提出的重要理論，從而讓學生更好地理解人類對光的波粒二象性的認識歷程，更好地掌握光的本質(zhì)。

6 遵循概念的發(fā)展性，深化概念理解

高中物理的教學內(nèi)容是循環(huán)遞進的，物理概念的認識和理解也是逐步完善的，教學中應注意教學內(nèi)容的承上啟下，引導學生不斷豐富對物理概念的理解和掌握。如對“力”概念的認識就是一個不斷遞進和完善的過程，“力是物體對物體的作用”是對力的最初級表述，適合初中學生的理解水平?！傲κ俏矬w間的相互作用”及牛頓第三定律的內(nèi)容，更深刻地揭示了力的本質(zhì)特征，是高中學生理解能力和思維能力的結(jié)果?！傲κ歉淖冞\動狀態(tài)的原因”，是將力與運動緊密地聯(lián)系起來所形成的物理觀，與定量研究的牛頓第二定律形成慎密的動力學思想與方法。又如“速度”概念的教學，在初中階段，速度被定義為“路程與時間的比值”，在某種意義上適合初學者對運動快慢的理解，到了高中階段，先是建立“位移與時間的比值”的平均速度概念，粗略地描述了物體的運動快慢，繼而應用微元法和極限思想形成瞬時速度概念，學生也因此懂得如何測量速度的方法（如利用小車上的檔光片與通過光電門的遮擋時間來測量小車的速度）。此后，在研究勻速圓周運動時，又引進“線速度”和“角速度”概念，在研究曲線運動引入合速度與分速度概念，最終學生對“速度”概念有了更系統(tǒng)的理解和掌握。由此可見，物理概念的教學遵循著循序漸進的發(fā)展性原則，教師須統(tǒng)領教學全局，讓學生系統(tǒng)性地學習物理概念，形成正確的物理觀念。

7 合理安排練習，鞏固物理概念

物理概念是事物最本質(zhì)特征和屬性的抽象概括，初學者往往不易理解和掌握，尤其在概念的內(nèi)涵和外延的理解方面，往往會出現(xiàn)這樣或那樣的錯誤，因此必須及時進行復習和鞏固，“學而時習之”便是這一道理。通過適量做題可以有效地幫助學生鞏固所學的物理概念，在例題選擇上應當緊扣概念的內(nèi)涵和外延進行有針對性的訓練，如位移、速度、速率、速度的變化、加速度等概念，要注意其矢量性和易混淆等特點進行針對練習。

物理概念的教學是學生學習物理知識的基礎，只有正確構(gòu)建物理概念，才能理解有關物理規(guī)律，并應用它解決物理問題，物理概念的教學是發(fā)展學生科學素養(yǎng)的重要途徑，在教學中應注意轉(zhuǎn)變教學方式，通過創(chuàng)設問題情景，引導學生觀察、親身體驗、實驗操作等教學策略，應用科學思維和方法，讓學生實現(xiàn)對物理概念的意義建構(gòu)，促進學生學科素養(yǎng)的全面提升。