滲透大概念教育理念培養(yǎng)中學(xué)生物理觀念

【摘 要】本文闡述通過(guò)形成認(rèn)知體系、觸及知識(shí)本質(zhì)及解決具體問(wèn)題的教學(xué)實(shí)踐，以不斷滲透大概念教育理念，培養(yǎng)中學(xué)生的物理觀念，提升學(xué)生的高中物理核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理 大概念 核心概念 物理觀念

【中圖分類(lèi)號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）01B-0151-02

大概念教學(xué)思路的基本要求是要把握住在物理學(xué)習(xí)中起核心引領(lǐng)作用的概念，這類(lèi)概念相比于一般概念而言更具有抽象性、概括性。在選取時(shí)，教師要提取能夠組織具體學(xué)科知識(shí)的關(guān)鍵性概念，在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行持續(xù)的教和學(xué)，將知識(shí)系統(tǒng)地連貫起來(lái)，幫助學(xué)生掌握物理概念及規(guī)律，從而培養(yǎng)和提升學(xué)生的物理觀念。

一、加強(qiáng)聯(lián)系，形成認(rèn)知體系

（一）延伸，擴(kuò)展視野。大概念教育理念所強(qiáng)調(diào)的核心概念和共同概念一般都是抽象性和概括性較強(qiáng)的概念，教師可以引導(dǎo)學(xué)生就物理知識(shí)和客觀現(xiàn)象進(jìn)行聯(lián)想延伸，幫助學(xué)生擴(kuò)展視野，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

例如，在講述“機(jī)械振動(dòng)”這個(gè)物理知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，教師引導(dǎo)學(xué)生從生活普遍的現(xiàn)象中展開(kāi)聯(lián)想和延伸，讓學(xué)生擴(kuò)展視野，深化物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以先讓學(xué)生觀察在風(fēng)中的樹(shù)枝是如何擺動(dòng)的，水中的浮標(biāo)是怎樣上下運(yùn)動(dòng)的，鐘擺的擺動(dòng)有什么規(guī)律等具體的客觀現(xiàn)象，讓學(xué)生通過(guò)觀察自主思考這些現(xiàn)象的共同運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，進(jìn)而引出機(jī)械振動(dòng)的概念。上述現(xiàn)象所蘊(yùn)含的物理規(guī)律實(shí)質(zhì)就是機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)的概念就是“物體在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)”。然后再通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更加清楚地了解機(jī)械振動(dòng)的概念。

在延展物理知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生深入探究的過(guò)程中，教師要注重讓學(xué)生自主地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找到知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，探索物理知識(shí)的應(yīng)用。而不是把大概念教育理念流于形式，將知識(shí)的延伸當(dāng)成可有可無(wú)的課堂內(nèi)容。如果掌握的知識(shí)之間是孤立的、零碎的，那么容易導(dǎo)致概念教育理念難以發(fā)揮大的作用。

（二）對(duì)比，深入內(nèi)核。大概念教育理念更為強(qiáng)調(diào)的是物理知識(shí)教學(xué)的整體性和系統(tǒng)性，教師不能忽略相似概念的區(qū)別和聯(lián)系。一些物理概念具有很大的相似性，需要加以區(qū)分。如果不能清楚地認(rèn)識(shí)到兩者的差異，學(xué)生將會(huì)曲解概念的原意，影響其對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解和應(yīng)用。

例如，在高中物理中“磁場(chǎng)強(qiáng)度”與“磁感應(yīng)強(qiáng)度”這兩個(gè)概念，教師可運(yùn)用比較法幫助學(xué)生通過(guò)對(duì)比區(qū)分這兩個(gè)概念的相似與不同的地方，使學(xué)生區(qū)分出這兩個(gè)相似概念。磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)基本的物理量，它描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，是一個(gè)矢量，其符號(hào)用 B 表示，單位是韋伯/平方米（Wb/m2）或特斯拉（T）。磁場(chǎng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)的性質(zhì)，用 H 表示，其定義式為 ，式中 B 是磁感應(yīng)強(qiáng)度，M 是磁化強(qiáng)度，μ0 是真空中的磁導(dǎo)率，H 的單位是安/米。在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師要把這兩個(gè)概念放在一起讓學(xué)生通過(guò)比較來(lái)認(rèn)識(shí)它們的異同點(diǎn)。磁感應(yīng)強(qiáng)度反映的是相互作用力，是兩個(gè)參考點(diǎn) A 與 B 之間的應(yīng)力關(guān)系，而磁場(chǎng)強(qiáng)度是主體單方的量，比如 A 點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，不管 B 方有沒(méi)有參與，這個(gè)量是不變的。通過(guò)這樣的方式，讓學(xué)生利用對(duì)比更加深刻地認(rèn)識(shí)物理概念，把握概念所蘊(yùn)含的本質(zhì)內(nèi)核。

對(duì)比是一種學(xué)習(xí)物理概念及規(guī)律的重要方法。在高中物理的教學(xué)過(guò)程中，教師要善于運(yùn)用對(duì)比的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生找出易混淆的概念間的異同點(diǎn)，幫助學(xué)生進(jìn)一步區(qū)分概念，掌握其蘊(yùn)涵知識(shí)內(nèi)容的本質(zhì)內(nèi)核，從而獲取準(zhǔn)確的、明晰的物理概念，促使知識(shí)體系的建構(gòu)更具有邏輯性和系統(tǒng)性。

二、彼此融合，觸及知識(shí)本質(zhì)

（一）梳理內(nèi)部結(jié)構(gòu)，整體把握。知識(shí)不是孤立的，大概念教育理念傳遞的教學(xué)思想就是要從高中物理學(xué)科中具有最大概括性和內(nèi)核性的概念出發(fā)，對(duì)物理知識(shí)內(nèi)容加以組織和綜合，梳理知識(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少知識(shí)的枯燥使用和單調(diào)重復(fù)，促進(jìn)知識(shí)間的彼此融合，從而從整體上把握物理知識(shí)，觸及知識(shí)的本質(zhì)。

例如，“直線運(yùn)動(dòng)”，在大概念教學(xué)理念中將知識(shí)進(jìn)行梳理，形成知識(shí)體系。在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生需要掌握的概念有參考系、質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間、時(shí)刻、位移、速度、加速度等，這些概念是學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)時(shí)，我們用框架圖的形式將其基本運(yùn)動(dòng)形式的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)大類(lèi)表示。其中，勻速直線運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)內(nèi)容包括速度公式 ，位移公式 s=vt，以及 v-t 圖象、s-t 圖象等;勻變速直線運(yùn)動(dòng)，我們從規(guī)律和特例兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行歸納，規(guī)律包括 vt=v0+at，，vt2-v02=2as，v-t 圖象等。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例分為自由落體和豎直上拋兩大類(lèi)，自由落體涉及的公式有 vt=gt， 等;豎直上拋涉及的公式有 ，vt2-v02=-2gh 等。教師幫助學(xué)生梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，整體把握知識(shí)。

在梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)，整體把握知識(shí)內(nèi)容的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用概念圖、思維導(dǎo)圖等圖示方法，讓學(xué)生借助概念圖的形式對(duì)自己學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行歸納和概括。在這個(gè)過(guò)程中，將抽象的文字轉(zhuǎn)換為直觀形象的圖形，從而有利于學(xué)生理清思路，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

（二）加強(qiáng)整合應(yīng)用，另辟蹊徑。加強(qiáng)知識(shí)整合應(yīng)用的要求是學(xué)生要通過(guò)知識(shí)的歸納和整合，在學(xué)習(xí)新知識(shí)或者解決物理問(wèn)題的時(shí)候，能夠從自己的知識(shí)體系里準(zhǔn)確而有效地調(diào)動(dòng)和運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)。具體而言，學(xué)生要能將接收到的陌生信息迅速地與已知的知識(shí)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，自如地調(diào)用或駕馭有關(guān)的物理概念及規(guī)律去理解新知識(shí)、解決物理問(wèn)題。

在加強(qiáng)知識(shí)整合應(yīng)用的過(guò)程中，教師要不斷嘗試新方法和改進(jìn)教學(xué)方法，另辟蹊徑，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。但對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，要想對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行整合應(yīng)用難度較大，因此教師要結(jié)合學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備量、理解能力、認(rèn)知發(fā)展水平等為學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移創(chuàng)設(shè)條件，循序漸進(jìn)地發(fā)展學(xué)生知識(shí)整合的能力。

三、聯(lián)系實(shí)際，解決具體問(wèn)題

（一）結(jié)合情境，擴(kuò)大涉獵范圍。就高中物理知識(shí)而言，大概念教育離不開(kāi)“物質(zhì)”“運(yùn)動(dòng)與相互作用”和“功與能”等這幾個(gè)核心概念。教師要善于把握和利用好核心概念，從核心概念出發(fā)，延展相關(guān)物理知識(shí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生圍繞大概念形成對(duì)物理學(xué)習(xí)的整體認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大涉獵范圍，深化物理認(rèn)識(shí)。

例如，加速度是學(xué)生在高中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中需要掌握的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，但學(xué)生在理解這個(gè)概念時(shí)很容易與速度混淆。教師要善于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生結(jié)合情境進(jìn)行思考，綜合認(rèn)識(shí)。利用多媒體播放小型轎車(chē)和列車(chē)起步后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，讓學(xué)生逐一思考速度變化如何、誰(shuí)的速度變化大、誰(shuí)的速度變化快等問(wèn)題，讓學(xué)生結(jié)合生活情境思考它們速度變化的情況。再展示飛機(jī)起飛、迫擊炮發(fā)射等具體事例，讓學(xué)生區(qū)分速度大、速度變化大、速度變化快慢這三種情況的含義。其中特別要提醒學(xué)生注意“物體運(yùn)動(dòng)的快慢”和“運(yùn)動(dòng)速度快慢變化”是完全不同的內(nèi)容表達(dá)，進(jìn)而讓學(xué)生感受到速度及加速度是不同的物理量。速度表示運(yùn)動(dòng)的快慢，而加速度表示速度變化的快慢，用 a 表示，即 ，單位是 m/s2，是矢量，既有大小又有方向。

在高中物理的教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合情境的教學(xué)實(shí)踐是使學(xué)生與社會(huì)生活直接接觸，將理論和實(shí)際有機(jī)地結(jié)合的積極嘗試。教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的、有啟發(fā)性的生活情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，渲染課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）碰撞思維，生發(fā)瞬間靈感。我們說(shuō)靈感思維是具有突發(fā)性、模糊性和非自覺(jué)性的，它有時(shí)就誕生于思維碰撞的電光石火的瞬間。教師在聯(lián)系實(shí)際，解決具體問(wèn)題的教學(xué)過(guò)程中，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地利用所學(xué)的物理知識(shí)去思考和解決問(wèn)題，讓思維盡情地碰撞。由此在某一個(gè)瞬間可能就會(huì)靈光乍現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和應(yīng)用有豁然開(kāi)朗之感，從而提升學(xué)生的物理觀念。

例如，以生活中學(xué)生經(jīng)常玩的一個(gè)游戲進(jìn)行導(dǎo)入，甲、乙兩個(gè)同學(xué)手拉手玩拔河的游戲，結(jié)果甲同學(xué)贏了乙同學(xué)，那么這兩個(gè)同學(xué)是誰(shuí)受的拉力更大一些？學(xué)生開(kāi)始在思考這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，不假思索地說(shuō)肯定是乙，因?yàn)榧宗A，甲把乙拉過(guò)去，所以乙同學(xué)受到的拉力更大一些。這時(shí)，教師不要直接告訴學(xué)生題目的正確思路和解法，而是要告訴學(xué)生生活中有些感覺(jué)不是完全科學(xué)和正確的，在面對(duì)一些物理問(wèn)題時(shí)，不要簡(jiǎn)單地把生活中的經(jīng)驗(yàn)當(dāng)成規(guī)律來(lái)用，為學(xué)生解題靈感的出現(xiàn)創(chuàng)設(shè)條件。進(jìn)而讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)深入分析題目，根據(jù)牛頓第三定律，甲、乙兩人之間的拉力是相互作用力，大小相等，方向相反，甲勝乙是因?yàn)榧资芎贤饬?duì)甲作用的結(jié)果，二人拉力是一樣大的。

在這個(gè)過(guò)程中，教師要明確的一點(diǎn)是學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的整合和應(yīng)用能力水平不是很高，在理解上不免會(huì)存在片面、偏差和疑惑的時(shí)候，這些是不可避免的。教師要引導(dǎo)學(xué)生自主思考、大膽嘗試、探索交流、相互合作、共同探究，從而使學(xué)生在思維的碰撞和融合中獲取知識(shí)、解決問(wèn)題，深化對(duì)物理知識(shí)的理解和應(yīng)用。

大概念教育理念的傾向是把物理學(xué)習(xí)的過(guò)程轉(zhuǎn)化為大概念的、連續(xù)的、相互貫通的知識(shí)體系建構(gòu)的歷程，整個(gè)學(xué)習(xí)歷程是相互聯(lián)系、不可分割的整體。隨著教學(xué)目標(biāo)的不斷躍升，知識(shí)體系的填充和歸納就更豐富、更系統(tǒng)，從而使學(xué)生不斷地形成更加完整的認(rèn)知體系，觸及知識(shí)本質(zhì)，解決具體問(wèn)題，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，提升學(xué)生的高中物理核心素養(yǎng)。

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[2]魯世明.新課改高中物理概念的學(xué)習(xí)策略[J].中學(xué)物理，2011（29）

【作者簡(jiǎn)介】劉慶業(yè)，男，中學(xué)一級(jí)教師，現(xiàn)就職于廣西玉林市博白縣沙河中學(xué)，從事中學(xué)物理教學(xué)。

（責(zé)編 盧建龍）