梁金中

摘 要：新修訂的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將學(xué)科素養(yǎng)作為教學(xué)的重要任務(wù)，而物理概念的教學(xué)則是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)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(xué)策略，通過創(chuàng)設(shè)問題情景，設(shè)置親身體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探究，類比教學(xué)，結(jié)合物理學(xué)史，遵循概念的發(fā)展性和及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固等教學(xué)策略，能夠有效地促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行概念的意義建構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：學(xué)科素養(yǎng)；物理概念；教學(xué)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(shí)中最重要的基本元素，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，掌握物理規(guī)律，解決物理問題的重要基礎(chǔ)。2017年版的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將“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”做為物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)物理觀念的形成和發(fā)展需要學(xué)生通過物理概念、物理規(guī)律等內(nèi)容的學(xué)習(xí)及運(yùn)用才能逐步形成，教師引導(dǎo)學(xué)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(xué)生科學(xué)思維的重要途徑。

高考物理《考試大綱》也強(qiáng)調(diào)：“高考物理試題著重考查知識(shí)、能力和科學(xué)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(rèn)識(shí)概念的表達(dá)形式，能夠鑒別關(guān)于概念的似是而非的說法”等?？梢?，落實(shí)高中學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)是新課程物理教學(xué)的重要任務(wù)，物理概念的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)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(xué)策略已是當(dāng)務(wù)之急，本文圍繞物理概念的教學(xué)策略進(jìn)行探討。

1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情景，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)

物理學(xué)是一門研究自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)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(xué)中應(yīng)充分利用學(xué)生身邊熟悉的現(xiàn)象和事實(shí)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生觀察與思考，以增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生意義地建構(gòu)物理概念。如在“自由落體”教學(xué)中，可以播放在月球上同時(shí)釋放鐵錘和羽毛的視頻，在“超重與失重”概念教學(xué)中播放“王亞平的太空授課視頻”，在“自感”概念的教學(xué)中演示自感實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等等，讓學(xué)生感受真實(shí)的物理現(xiàn)象，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。

在物理概念的教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)針對性的問題情景，讓學(xué)生充分參與概念的教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，應(yīng)用各種物理思維和方法，排除學(xué)生前概念對教學(xué)產(chǎn)生的影響，讓學(xué)生重構(gòu)新概念，理解新概念的確切含義，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。如在“位移”概念的教學(xué)中，由于學(xué)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(gè)概念，為了解決這個(gè)問題，可以設(shè)置如下的教學(xué)情景：“放學(xué)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(xué)生表示無法確定老師家的位置；老師補(bǔ)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(xué)生的激烈討論和思考，學(xué)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(zhǔn)備。

2 設(shè)置親身體驗(yàn)，親歷概念形成

俗話說：良好的教育來自深刻的體驗(yàn)。在物理概念的教學(xué)中，教師要盡可能設(shè)置讓學(xué)生參與互動(dòng)，觀察或肢體感受等體驗(yàn)性活動(dòng)，經(jīng)歷科學(xué)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(yàn)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的提升。如在“向心力”概念的教學(xué)中，可讓學(xué)生用細(xì)線提著小球在水平桌面做圓周運(yùn)動(dòng)，感受各種情形下細(xì)線的拉力情況，也可讓學(xué)生用手掌托著物理課本，伸直手臂在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，感受手掌對課本的作用力，還可嘗試快速做圓周運(yùn)動(dòng)將書本摔出，感受離心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。在“超重與失重”的教學(xué)中，可讓學(xué)生體驗(yàn)電梯上下運(yùn)動(dòng)時(shí)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(xué)生站在體重計(jì)上觀察站立、蹲下過程中的讀數(shù)變化情況，等等，設(shè)置讓學(xué)生親身體驗(yàn)的物理情景，讓學(xué)生親歷概念的形成過程。

3 重視實(shí)驗(yàn)探究，讓數(shù)據(jù)揭示概念

有些高中物理概念需要進(jìn)行定量研究，讓學(xué)生經(jīng)歷演示實(shí)驗(yàn)或分組實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)獲取實(shí)驗(yàn)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(xué)中，可以設(shè)計(jì)兩個(gè)不同電阻的并聯(lián)電路，讓學(xué)生分別測量其若干組電壓值U和電流值I，然后引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)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(shí)也可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用U-I圖象進(jìn)行分析，從而直觀地認(rèn)識(shí)導(dǎo)體的電阻特性。又如動(dòng)摩擦因數(shù)、電場強(qiáng)度、電容和折射率等概念的教學(xué)，也需要通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，這不僅能促進(jìn)學(xué)生意義建構(gòu)物理概念，也能較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高物理素養(yǎng)。

4 巧用類比法，順應(yīng)新概念

在高中教學(xué)中，某些物理概念的教學(xué)可以類比已學(xué)過的物理概念的構(gòu)建方法，達(dá)到化難為易，讓學(xué)生更好地順應(yīng)新概念的形成，提高學(xué)習(xí)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(diǎn)電荷類比質(zhì)點(diǎn)，電場線類比磁感線，渦流類比水旋渦，等等，都可以達(dá)到較好的教學(xué)效果。對于抽象不易理解的概念，教學(xué)中應(yīng)盡可能通過類比學(xué)生熟悉的物理現(xiàn)象，幫助學(xué)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(xué)中如果能類比重力場進(jìn)行教學(xué)，通過類比重力、高度、重力勢能等學(xué)生熟悉的概念，學(xué)生就能較好地理解電勢和電勢能概念。

5 巧借物理學(xué)史，拓寬概念視野

在物理學(xué)發(fā)展過程，科學(xué)家在探索自然規(guī)律中形成了許多寶貴的科學(xué)思想與方法，若在教學(xué)中能加以介紹和借鑒，就能更好地幫助學(xué)生理解概念和拓寬科學(xué)視野。如在力與運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，通過介紹亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等科學(xué)家的觀點(diǎn)和研究方法，引發(fā)學(xué)生思考和討論，將有助于學(xué)生對“力與運(yùn)動(dòng)”關(guān)系的理解與掌握，樹立正確的相互作用觀和運(yùn)動(dòng)觀。又如在光的波粒二象性的教學(xué)中，可以結(jié)合惠更斯和牛頓的基礎(chǔ)研究，剖析楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、赫茲實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)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(xué)生更好地理解人類對光的波粒二象性的認(rèn)識(shí)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(xué)內(nèi)容是循環(huán)遞進(jìn)的，物理概念的認(rèn)識(shí)和理解也是逐步完善的，教學(xué)中應(yīng)注意教學(xué)內(nèi)容的承上啟下，引導(dǎo)學(xué)生不斷豐富對物理概念的理解和掌握。如對“力”概念的認(rèn)識(shí)就是一個(gè)不斷遞進(jìn)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(xué)生的理解水平。“力是物體間的相互作用”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(xué)生理解能力和思維能力的結(jié)果。“力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，是將力與運(yùn)動(dòng)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(dòng)力學(xué)思想與方法。又如“速度”概念的教學(xué)，在初中階段，速度被定義為“路程與時(shí)間的比值”，在某種意義上適合初學(xué)者對運(yùn)動(dòng)快慢的理解，到了高中階段，先是建立“位移與時(shí)間的比值”的平均速度概念，粗略地描述了物體的運(yùn)動(dòng)快慢，繼而應(yīng)用微元法和極限思想形成瞬時(shí)速度概念，學(xué)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(shí)間來測量小車的速度）。此后，在研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，又引進(jìn)“線速度”和“角速度”概念，在研究曲線運(yùn)動(dòng)引入合速度與分速度概念，最終學(xué)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(xué)遵循著循序漸進(jìn)的發(fā)展性原則，教師須統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)全局，讓學(xué)生系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)物理概念，形成正確的物理觀念。

7 合理安排練習(xí)，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(xué)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(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤，因此必須及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，“學(xué)而時(shí)習(xí)之”便是這一道理。通過適量做題可以有效地幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的物理概念，在例題選擇上應(yīng)當(dāng)緊扣概念的內(nèi)涵和外延進(jìn)行有針對性的訓(xùn)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(diǎn)進(jìn)行針對練習(xí)。

物理概念的教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的基礎(chǔ)，只有正確構(gòu)建物理概念，才能理解有關(guān)物理規(guī)律，并應(yīng)用它解決物理問題，物理概念的教學(xué)是發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，在教學(xué)中應(yīng)注意轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，通過創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生觀察、親身體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作等教學(xué)策略，應(yīng)用科學(xué)思維和方法，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對物理概念的意義建構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面提升。