落實核心素養(yǎng)的高中物理概念、規(guī)律教學(xué)策略研究

王添華

摘 要：提升物理核心素養(yǎng)是當(dāng)今高中物理教學(xué)的主要任務(wù)。物理概念和物理規(guī)律為基本教學(xué)內(nèi)容，在學(xué)生形成清晰的物理概念和準(zhǔn)確掌握物理規(guī)律的教學(xué)活動中，探索有效教學(xué)方法，形成不同概念和規(guī)律教學(xué)的模式，形成提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的有效教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理概念;物理規(guī)律;建構(gòu)物理模型;創(chuàng)新實驗;物理學(xué)史

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。高中物理核心素養(yǎng)以“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”為四個基本要素。物理概念和物理規(guī)律為基本教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生形成清晰的物理概念和準(zhǔn)確掌握物理規(guī)律是教學(xué)的首要任務(wù)，探索物理教學(xué)過程如何落實物理核心素養(yǎng)提升，是當(dāng)今物理教師研究的重要課題。本人對物理概念和教學(xué)過程提升物理核心素養(yǎng)的有效教學(xué)策略進行研究。

列寧說過：“認識是人們對自然界的反映，但并不是簡單的、直接的、完全的反映，而是一系列的抽象過程，即概念、規(guī)律等等的構(gòu)成、形成的過程?！笔箤W(xué)生利用比較、分類、類比、歸納和演繹、分析和綜合等抽象思維的方法，對感性材料進行“去粗存精、去偽存真、由此及彼、由表及里”的整理加工，將非本質(zhì)的東西摒棄掉，從而把握其本質(zhì)屬性的過程，就是形成概念和掌握規(guī)律的過程，這過程也是科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成的過程。

一、反映物質(zhì)現(xiàn)象類概念建立過程是物理觀念培養(yǎng)的重要過程

物理觀念是人們利用物理概念和規(guī)律來解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的看法。要讓學(xué)生在高中物理的學(xué)習(xí)形成初步的物理觀念，必須使學(xué)生形成清晰的物理概念和熟練掌握物理規(guī)律。

質(zhì)點、時間、位移、重力、彈力、摩擦力、電荷等，這類物理概念是為了描述物理現(xiàn)象而引入的，教學(xué)過程可以先以物理現(xiàn)象歸類引入，然后進行總結(jié)共同的特征，然后用最簡單的物理語言進行描述，最后進行解釋前面的現(xiàn)象?？梢圆捎谩皻w類—總結(jié)—描述—解釋”的教學(xué)模式。

比如，摩擦力的教學(xué)中，可以提出手握水杯不往下掉，推粗糙水平面上的箱子推不動，提出問題為什么不動呢？從力學(xué)的觀點來分析，可知受到了力的作用，從而總結(jié)現(xiàn)象中共同的特征歸納為，相互擠壓，粗糙面，相對運動趨勢，在接觸面上產(chǎn)生的力叫摩擦力。

通過這個過程，學(xué)生對自然現(xiàn)象養(yǎng)成利用物理知識去分析現(xiàn)象的意識，就是物理觀念形成的過程。

二、反映物質(zhì)屬性類概念建立過程是科學(xué)思維培養(yǎng)的有效路徑

科學(xué)思維是在對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識過程中，形成抽象思維的方式。對客觀事物的研究必須經(jīng)歷由具體到抽象概括，再由抽象到具體的反復(fù)結(jié)合的過程，才能屏除復(fù)雜現(xiàn)象帶來的干擾，透過現(xiàn)象看到本質(zhì)。物理模型是認識客觀現(xiàn)象與本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律的橋梁，教學(xué)過程引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷構(gòu)建物理模型來分析客觀事實的過程，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維最重要的路徑。

速度，加速度，功，沖量，力矩，電場強度，磁感應(yīng)強度，線速度，角速度，向心加速度，功率等這些物理量的都是通過科學(xué)家研究過程中，為了準(zhǔn)確描述物理規(guī)律而定義，有的用比值法、乘積法等物理思想方法?？梢圆捎谩皩Ρ取治觥獨w納—定義—理解—應(yīng)用”的教學(xué)模式。

通過這類概念的教學(xué)，學(xué)生經(jīng)歷了抽象、建模、等思維能力的過程，科學(xué)思維能力得到了培養(yǎng)，也是科學(xué)思維養(yǎng)成重要的過程。

三、反映物質(zhì)間相互聯(lián)系和自然規(guī)律類掌握過程是科學(xué)探究能力培養(yǎng)的途徑

實驗探究和創(chuàng)新能力是指學(xué)生能提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。

平行四邊形定則、牛頓第一定律、牛頓第二定律、自由落體運動、動態(tài)平衡，動能定理、機械能守恒定律、動量定理、動量守恒定律、安培定則、左手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、理想氣體三大實驗定律等。這些規(guī)律是科學(xué)家在總結(jié)大量實驗和物理規(guī)律總結(jié)出來的，教學(xué)過程務(wù)必讓學(xué)生重演經(jīng)歷實驗探究的過程?？刹捎谩把菔緦嶒灐^察現(xiàn)象—設(shè)問—分析—總結(jié)—應(yīng)用”的教學(xué)模式。

比如，在平拋運動的教學(xué)過程，通過演示平拋一類運動，可以讓學(xué)生進行猜想，水平方向不受力應(yīng)該做勻速直線運動，豎直方向只受到重力，應(yīng)該做自由落體運動，是不是呢？通過實驗進行驗證，進而讓學(xué)生通過設(shè)計實驗，通過數(shù)據(jù)的收集，總結(jié)歸納證明。

這個過程也是科學(xué)探究與交流素養(yǎng)的養(yǎng)成過程，學(xué)生在動手做實驗的過程中，通過交流分享實驗的結(jié)果，增加了他們的興趣和科學(xué)意識。

四、描述推論類的概念，是樹立科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)的教育良方

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是在認識科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境（STSE）的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成的對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感?！翱茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理、STSE等要素。

物理學(xué)史孕育著大量的科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度責(zé)任教學(xué)資源，其中不乏有些感人的故事。如自由落體運動的認識過程，牛頓第一定律的形成過程，萬有引力定律建立過程，法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)過程，近代物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程等等?？刹捎谩拔锢韺W(xué)史—演繹—歸納—總結(jié)—應(yīng)用”的教學(xué)模式。

比如，牛肚第一定律教學(xué)中，通過亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓幾位科學(xué)家是思考過程，讓學(xué)生經(jīng)歷思維的過程，也體會物理規(guī)律的發(fā)展道路是曲折漫長的，增加學(xué)生的科學(xué)意識和責(zé)任。又比如，在講核物理部分的時候，可以介紹普蘭克、愛恩斯坦的故事，通過故事讓學(xué)生意識到，科學(xué)可以推進人類社會文明的發(fā)展，但是有些方面也會造成不可挽回的歷史危害，從而增加他們利用科學(xué)知識的態(tài)度和責(zé)任。

其實高中物理的內(nèi)容大部分是經(jīng)典物理的部分，而整個經(jīng)典物理理論的形成其實也是物理學(xué)史的發(fā)展過程，在教學(xué)過程中不失時機的利用物理學(xué)史，滲透科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的增強名族科學(xué)情感。

總之，學(xué)生是否形成清晰概念、理解概念的本質(zhì)，是否能利用概念準(zhǔn)確描述規(guī)律并利用規(guī)律解決生活中遇到的物理問題，通過教學(xué)是否形成物理思維能力，是否提升了物理核心素養(yǎng)，都是判斷教學(xué)是否有效的重要指標(biāo)。教師在概念和規(guī)律教學(xué)中，一定要讓學(xué)生能夠認識概念的來龍去脈，為什么引入，怎么引入，如何利用簡單語言描述，最終要到應(yīng)用解決問題中檢驗是否理解和掌握，而高中階段的應(yīng)用主要是理論應(yīng)用和實際探究應(yīng)用。

基金項目：福建省中青年教師科研項目， 項目編號：JZ170423（福建教育學(xué)院資助）

參考文獻

[1]普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版），人名教育出版社

[2]許國梁主編，束炳如等改編，中學(xué)物理教學(xué)法，高等教育出版社，1993年5月