肖風(fēng)云
摘 要:在課程改革推進(jìn)、核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求下,如何讓學(xué)生站在物理角度認(rèn)識(shí)世界,建構(gòu)起大概念的物理學(xué)科思維和觀念,是物理教學(xué)實(shí)踐落實(shí)的要點(diǎn)。通過(guò)加強(qiáng)大概念統(tǒng)領(lǐng)下的學(xué)習(xí),能夠讓學(xué)生系統(tǒng)化地理解物理知識(shí)規(guī)律的內(nèi)涵,促使其形成物理學(xué)科思維,靈活地思考和解決物理問(wèn)題。本文基于能量大概念,從能量本質(zhì)和形式、轉(zhuǎn)化和守恒、意識(shí)和實(shí)踐等方面進(jìn)行內(nèi)涵解讀和教學(xué)實(shí)踐,以促進(jìn)學(xué)生形成正確的能量觀念、能量思維和能量意識(shí),促進(jìn)其核心素養(yǎng)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高中物理;能量大概念;內(nèi)涵
落實(shí)核心素養(yǎng)是課程改革的要求,更是在有限時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有價(jià)值教學(xué)的重要方法。在物理學(xué)科中,能量大概念強(qiáng)調(diào)知識(shí)的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性和串聯(lián)性,包含了做功、能量轉(zhuǎn)化、各模塊物理概念和規(guī)律,要求學(xué)生從能量角度對(duì)知識(shí)進(jìn)行提煉、規(guī)劃和升華,形成從物理學(xué)角度分析自然現(xiàn)象、處理真實(shí)問(wèn)題的能力。但是,由于缺乏對(duì)物理觀念的充足了解和思考,學(xué)生很難建構(gòu)起能量大概念,如何為學(xué)生搭建通過(guò)物理能量大概念的通道,使其將知識(shí)與概念進(jìn)行融合,是教學(xué)設(shè)計(jì)中需要關(guān)注和解決的重點(diǎn)問(wèn)題。本文立足高中物理能量大概念,將其解析為能量本質(zhì)和形式、能量轉(zhuǎn)移和守恒、能量意識(shí)和實(shí)踐,圍繞這三個(gè)維度展開教學(xué)實(shí)踐討論。
一、物理能量大概念概述
(一)概念
在學(xué)科觀念群中,大概念起著統(tǒng)率、引領(lǐng)各個(gè)子概念的作用。相較于普通的觀念,其更具抽象性,并非是某方面的具體規(guī)律、原理或概念,而是對(duì)一般概念、意義的概括,經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)物理小概念的歸納、糅合,形成統(tǒng)領(lǐng)大量小概念、反映物理本質(zhì)的模型和思想,從而形成更高層面的物理學(xué)科思維和觀念。在能量大概念的引領(lǐng)下,各個(gè)獨(dú)立的概念能夠建立起有效聯(lián)結(jié),便于學(xué)習(xí)者摸清概念間存在的縱橫關(guān)系,實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)知中的知識(shí)遷移,幫助其掌握運(yùn)用于實(shí)際情境的能力,具有極強(qiáng)的解釋力和適用性。舉例來(lái)講,相較于位移、速度、加速度等詞匯類概念,大概念更傾向于運(yùn)用“一句話、一個(gè)問(wèn)題、一個(gè)短語(yǔ)”揭示核心問(wèn)題并建立起各個(gè)概念間的聯(lián)系。大概念類似于容納多個(gè)小概念的集合,以無(wú)形的框架銜接各個(gè)概念,使得處于離散狀態(tài)的小概念形成相互聯(lián)系的結(jié)構(gòu),比之小概念,其具有更明顯的遷移和應(yīng)用屬性。但是,大概念往往存在內(nèi)隱性特征,只有教育者主動(dòng)去揭示才能有效呈現(xiàn)。
(二)特點(diǎn)
從物理能量大概念特點(diǎn)上看,其占據(jù)了物理學(xué)科的中心位置,是將關(guān)于能量的自然現(xiàn)象進(jìn)行高度抽象化后形成的核心概念;在物理學(xué)科內(nèi)容上,大概念的構(gòu)建能夠幫助學(xué)生形成靈活、整體、多元的思考方式,有助于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的遷移、認(rèn)知和理解,在討論中加以論證;在物理知識(shí)結(jié)構(gòu)上,學(xué)科網(wǎng)絡(luò)知識(shí)框架主要由小概念和其他大概念、大概念和具體的物理主題構(gòu)成;在物理文化特性上,大概念的構(gòu)建契合了人們追求科學(xué)、探索規(guī)律的思維邏輯,實(shí)現(xiàn)了對(duì)抽象性規(guī)律的整體統(tǒng)攝。在物理知識(shí)應(yīng)用上,大概念的解釋力、適用性較強(qiáng),與科技、生活等方面密切相關(guān),能夠?qū)Υ蠓秶奈锢憩F(xiàn)象、事實(shí)進(jìn)行解釋。
在基于大概念的教學(xué)框架下,教師需要對(duì)框架、體系內(nèi)的知識(shí)進(jìn)行分層、分級(jí)整合,形成多維度、多層次的概念體系。在物理能量大概念中,要圍繞功能關(guān)系為核心,以動(dòng)能、勢(shì)能、電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能、內(nèi)能等概念為基礎(chǔ),才能實(shí)現(xiàn)全過(guò)程貫穿“能量觀念”的目標(biāo)。通過(guò)分析居于下位的三個(gè)能量維度——能量本質(zhì)和形式、能量的守恒和轉(zhuǎn)化、能量意識(shí)和實(shí)踐,讓學(xué)生由淺入深地理解能量大概念,形成能量觀念。
二、物理能量大概念統(tǒng)領(lǐng)的結(jié)構(gòu)體系
在能量大概念的分析中,需要運(yùn)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論進(jìn)行基本知識(shí)體系的建構(gòu),以概念發(fā)展、進(jìn)階層面進(jìn)行小概念關(guān)聯(lián),構(gòu)建能量大概念,需要應(yīng)用到以下三種模型:其一,階梯式模型,主要是以單線式方式分析能量概念進(jìn)階,整個(gè)過(guò)程猶如攀登階梯,能量大概念的建構(gòu)需要達(dá)到階梯終點(diǎn);其二,螺旋式上升模型,類似于走之字形上坡路線,通過(guò)反復(fù)學(xué)習(xí)討論同一內(nèi)容,不斷地?cái)U(kuò)展內(nèi)容深度、增強(qiáng)難度;其三,拼圖模型,概念并非以縱向形式拓展,而是如拼圖一般進(jìn)行橫向延伸、拓展,建立起多個(gè)小概念的橫向關(guān)聯(lián)。
基于知識(shí)邏輯的初高中物理教材,主要將力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、原子物理劃分成知識(shí)模塊,以螺旋上升形式進(jìn)行知識(shí)深度、難度的遞進(jìn)。學(xué)生在初中階段要初步形成物理觀念,能夠站在物理角度分析自然現(xiàn)象……高中物理在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,構(gòu)建起力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)和近代物理的邏輯知識(shí)體系。在課程改革理念下,可打破固有的邏輯體系,關(guān)于“相互作用與運(yùn)動(dòng)定律”“機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型”“機(jī)械能及其守恒定律”“靜電場(chǎng)、電路與電能”“電磁感應(yīng)與交變電流”等各個(gè)部分內(nèi)容,都可以從功能關(guān)系、能量大概念角度進(jìn)行學(xué)習(xí)討論,各個(gè)部分知識(shí)規(guī)律都能體現(xiàn)能量守恒與轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。在這樣的大概念組織結(jié)構(gòu)下,各部分知識(shí)能夠以網(wǎng)絡(luò)化形式呈現(xiàn),更引入了最近發(fā)展區(qū)理論,圍繞一系列原理發(fā)展進(jìn)階,使得各個(gè)小概念以相互關(guān)聯(lián)形式歸屬到能量大概念下。例如:在力的概念構(gòu)建上,可以從內(nèi)容、形式、做功這三個(gè)角度進(jìn)行分析,力的內(nèi)容主要包括了不同性質(zhì)的力,如電磁力、萬(wàn)有引力、強(qiáng)力、弱力,而重力、彈力、摩擦力等屬于最基本的力學(xué)概念;在力的表現(xiàn)形式上,主要包括力存在的本質(zhì)特點(diǎn),如三要素、獨(dú)立性、互相性、矢量性、物質(zhì)性等;從做功的角度分析,均伴隨著各自的功能關(guān)系與能量轉(zhuǎn)化。再如,在勢(shì)能的概念構(gòu)建上,基于功能關(guān)系和能量大概念的支持,構(gòu)建出重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能、分子勢(shì)能、引力勢(shì)能等概念,以重力勢(shì)能為基點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念認(rèn)知學(xué)習(xí)、重力做功特點(diǎn)探究,從生活視角進(jìn)行物理概念認(rèn)知,再聯(lián)系其他勢(shì)能進(jìn)行分析、類比、歸納,從而建構(gòu)起完善的能量大概念知識(shí)體系。(見圖1)
三、高中物理大概念具體內(nèi)涵分析
(一)關(guān)于能量的本質(zhì)與形式
從物理學(xué)層面看,能量存在宏觀、微觀的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中,能夠以多種形式呈現(xiàn)在自然界,如熱能、化學(xué)能、機(jī)械能、電能等。我們需要在教學(xué)中幫助學(xué)生建立起對(duì)能量概念的認(rèn)知。在具體認(rèn)知環(huán)節(jié)中,能量概念抽象性極強(qiáng),學(xué)生很難在簡(jiǎn)單的語(yǔ)言解讀下理解“能量本質(zhì)是什么”。教師應(yīng)抓住教學(xué)重點(diǎn),從守恒觀點(diǎn)開展教學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量是一個(gè)守恒量,再對(duì)功能關(guān)系層面的內(nèi)容進(jìn)行解讀,讓學(xué)生了解能量守恒的原因。
在高中物理教學(xué)中,力學(xué)是最先體現(xiàn)能量概念的模塊。在掌握這部分的公式和理論知識(shí)后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從能量角度對(duì)力學(xué)的特點(diǎn)進(jìn)行表征,通過(guò)分析能量轉(zhuǎn)化、功能關(guān)系對(duì)受力與運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行描繪,使其在學(xué)習(xí)中感知和認(rèn)識(shí)能量觀念。對(duì)于包括了功、動(dòng)能、勢(shì)能、功能關(guān)系的章節(jié)內(nèi)容,教材對(duì)能量的概念進(jìn)行了介紹和解讀,教師可以讓學(xué)生結(jié)合動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、功與功率等概念進(jìn)行概念認(rèn)知。在理論性認(rèn)知和解析的基礎(chǔ)上,教師可以設(shè)置物理能量和探究實(shí)驗(yàn)交叉的學(xué)習(xí)活動(dòng),組織學(xué)生對(duì)功與速度變化的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行探究,分析釋放的粉筆頭從靜止?fàn)顟B(tài)到越下降越快的狀態(tài)、小皮筋拉動(dòng)小車做功等實(shí)驗(yàn)活動(dòng),順勢(shì)呈現(xiàn)動(dòng)能定理,并以實(shí)驗(yàn)演示形式讓學(xué)生熟練掌握定理、概念。然后,開展重力勢(shì)能與重力做功關(guān)系的探究活動(dòng),使得學(xué)生由概念認(rèn)知發(fā)展到觀念樹立階段,構(gòu)建起“勢(shì)能可以伴隨做功轉(zhuǎn)化,且勢(shì)能變化受做功量多少的影響”的觀念。通過(guò)遞進(jìn)式的學(xué)習(xí)活動(dòng),讓學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)概念的同時(shí),不斷地補(bǔ)充和完善大概念結(jié)構(gòu)。在后續(xù)的物理學(xué)習(xí)模塊中,包括電磁學(xué)、電路、光學(xué)等相關(guān)問(wèn)題,能量概念也能為學(xué)生思考、分析問(wèn)題提供支持。所以,教師應(yīng)有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合能量觀念進(jìn)行概念分析、知識(shí)建構(gòu),讓學(xué)生構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)和大概念體系相統(tǒng)一的能量觀念。
(二)關(guān)于能量的轉(zhuǎn)移和守恒
在深層能量觀念中,在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、能量發(fā)生轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化時(shí),能量本身不會(huì)被創(chuàng)造或銷毀,其總能量仍遵循守恒原則。比如,在自然界中,能量產(chǎn)生、耗散、轉(zhuǎn)化,均體現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)移的方向性。在宏觀的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化過(guò)程中,功可以作為能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式、一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體的量度單位,能量的觀點(diǎn)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)和理解物理知識(shí)、破解物理問(wèn)題提供有效借鑒。
在物理課堂教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)有意識(shí)地使用能量分析方法,讓學(xué)生形成能力分析、轉(zhuǎn)化的思考方式和思維習(xí)慣。例如:在電磁感應(yīng)中,對(duì)于楞次定律“阻礙”二字的理解是教學(xué)難點(diǎn),借由能量大概念的引領(lǐng)可輕松破解難點(diǎn)并加深理解,在導(dǎo)體棒切割磁感線的運(yùn)動(dòng)中安培力必須阻礙運(yùn)動(dòng),機(jī)械能減少了轉(zhuǎn)化為電能,反之安培力若不是阻力而是動(dòng)力,那么導(dǎo)體棒只要輕推一下就可以永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,這不符合能量守恒定律?;谀芰拷嵌鹊姆治龇椒?,可使學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和處理問(wèn)題的效果得到提高,幫助其迅速形成問(wèn)題解決思路。同時(shí),在高中整個(gè)知識(shí)體系和框架中,能量與各個(gè)分支具有著不同程度的聯(lián)系,這就會(huì)給學(xué)生使用能量分析方法帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。教師應(yīng)幫助學(xué)生明確不同知識(shí)間存在的關(guān)系,使其精準(zhǔn)地把握不同知識(shí)、規(guī)律中能量分析法的使用差異,不斷地將知識(shí)進(jìn)行綜合化、系統(tǒng)化。例如:在講解電場(chǎng)這部分內(nèi)容時(shí),學(xué)生往往很難對(duì)電勢(shì)能形成正確認(rèn)識(shí)。這時(shí),教師可以圍繞能量大概念,讓學(xué)生從局部知識(shí)的能量分析中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以類比和遷移的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索。由于學(xué)生已經(jīng)完成了重力做功、重力勢(shì)能的能量學(xué)習(xí),了解了二者間能量的變化、流動(dòng)。所以在電場(chǎng)的教學(xué)實(shí)踐中,教師可以讓學(xué)生以參照前者的分析方式進(jìn)行研究,讓學(xué)生回憶在重力場(chǎng)中重力做功的特點(diǎn),從能量角度分析電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功的特點(diǎn),將電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化、重力做功與重力勢(shì)能的變化聯(lián)合起來(lái)討論。通過(guò)這樣類比探究場(chǎng)景,學(xué)生能夠?qū)⒊橄笄夷吧膶W(xué)習(xí)內(nèi)容與熟悉的重力場(chǎng)分析結(jié)合起來(lái),不斷地拓展和豐富能量大概念結(jié)構(gòu),幫助其將抽象內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蠡瘓?chǎng)景,強(qiáng)化其認(rèn)知思維和能量概念。在后續(xù)學(xué)習(xí)和探究帶電粒子偏轉(zhuǎn)的知識(shí)內(nèi)容時(shí),學(xué)生可以再次以能量分析的方式進(jìn)行類比,更快地找到問(wèn)題點(diǎn),促進(jìn)其問(wèn)題解決能力得到提高。
(三)關(guān)于能量的意識(shí)和實(shí)踐
基于能量本質(zhì)、形式的掌握,以及能量守恒分析方法的運(yùn)用。教師還應(yīng)重視物理能量意識(shí)和實(shí)踐維度,將能量意識(shí)和實(shí)踐補(bǔ)充到大概念中,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量知識(shí)能夠支持新能源的開發(fā),為解決社會(huì)能源問(wèn)題、提高資源利用率提供思路。在社會(huì)發(fā)展中,必不可少的是能源,但能源存在有限性,這就需要教師培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到開發(fā)新能源和節(jié)能減耗是持續(xù)利用資源的路徑。
對(duì)于學(xué)生已經(jīng)認(rèn)知的能量守恒規(guī)律,其容易產(chǎn)生能量總是不變的觀念。這時(shí),教師應(yīng)對(duì)能量耗散帶來(lái)的問(wèn)題進(jìn)行解讀,讓學(xué)生從認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)化、耗散的方向性,進(jìn)而了解到人類要有節(jié)制地運(yùn)用自然界的能量。例如:對(duì)于煤炭、天然氣、石油、核能、水能等,這些資源均歸屬于不可再生能源,教師可以對(duì)上述資源的過(guò)度開發(fā)、利用帶來(lái)的危害進(jìn)行討論,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量的耗散與人類社會(huì)發(fā)展、生存具有密切的聯(lián)系,以列舉生活、生產(chǎn)范例的形式探討提高能量利用率的相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)解讀這部分內(nèi)容,能夠引導(dǎo)學(xué)生樹立起節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境的能量意識(shí)。同時(shí),能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移使得人們可用資源不斷減少,這就需要人們?cè)诩訌?qiáng)環(huán)保工作的同時(shí),根據(jù)自然發(fā)展規(guī)律進(jìn)行新能源的開發(fā)和開采。例如:教師可以對(duì)先進(jìn)科技支持下的新能源開發(fā)、利用進(jìn)度進(jìn)行講解,如我國(guó)海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電的布局,光伏發(fā)電配套工程建設(shè)、水電可再生能源利用等。在梳理完成上述知識(shí)后,教師可以開展“電費(fèi)消耗”清單的制作活動(dòng),讓學(xué)生對(duì)家用電器的月消耗電能進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如電腦、電視、洗衣機(jī)、冰箱等,完成對(duì)電器銘牌上額定功率的閱讀,再根據(jù)各種電器的使用、待機(jī)時(shí)間進(jìn)行用電量的預(yù)估。然后對(duì)電能表起始數(shù)值進(jìn)行記錄,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,最后結(jié)合統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),針對(duì)性地設(shè)計(jì)節(jié)能方案,提升其能量實(shí)踐能力。通過(guò)建立能量觀念間的相互聯(lián)系,構(gòu)建知識(shí)本質(zhì)、規(guī)律認(rèn)知→功能轉(zhuǎn)化關(guān)系→能量意識(shí)和實(shí)踐的教學(xué)路徑。在最后的能量意識(shí)和實(shí)踐分析中,主要從能量耗散、新能源開發(fā)角度進(jìn)行分析,作為最后的兩部分知識(shí)內(nèi)容,其旨在將能量大概念知識(shí)與社會(huì)生活和生產(chǎn)活動(dòng)相聯(lián)系,讓學(xué)生由知識(shí)規(guī)律認(rèn)知、能量觀念形成過(guò)渡到功能轉(zhuǎn)化、能量守恒的應(yīng)用上,形成能量應(yīng)用意識(shí)、實(shí)踐能力,塑造正確的能量意識(shí)、強(qiáng)化能量實(shí)踐能力是這一環(huán)節(jié)的重要任務(wù),通過(guò)圍繞能量耗散、能源持續(xù)利用、新能源開發(fā)活動(dòng)進(jìn)行相關(guān)資料的搜集、查閱,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)提高資源利用率、新能源開發(fā)的重要性形成正確認(rèn)知。在能量意識(shí)、觀念形成的基礎(chǔ)上,通過(guò)設(shè)計(jì)、開展能量實(shí)踐拓展活動(dòng),讓學(xué)生將能量大概念帶入生活實(shí)踐中,從電器用電量調(diào)查和實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到節(jié)能環(huán)保的重要意義,并針對(duì)性地制訂節(jié)能方案,真正將大概念統(tǒng)領(lǐng)的能量意識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。
四、高中物理能量大概念的教學(xué)評(píng)測(cè)
對(duì)能量大概念教學(xué)效果的檢驗(yàn),必須要從過(guò)程性、終結(jié)性評(píng)價(jià)兩方面入手,客觀地評(píng)測(cè)學(xué)生的認(rèn)知能力、知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu),為優(yōu)化能量大概念教學(xué)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。首先,開展過(guò)程性評(píng)價(jià)。在學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程中,對(duì)其各方面學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)的了解、過(guò)程性資料的采集十分關(guān)鍵,對(duì)學(xué)生能量觀的形成結(jié)果具有重要影響。為了順利地實(shí)施、優(yōu)化能量大概念教學(xué),對(duì)學(xué)生物理學(xué)概念掌握情況、物理能量觀的建立程度進(jìn)行評(píng)價(jià),需要設(shè)計(jì)和應(yīng)用教學(xué)評(píng)價(jià)卡,通過(guò)學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、教師輔導(dǎo)評(píng)等方式,及時(shí)地把握各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中的問(wèn)題,為優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)提供藍(lán)本。在具體的評(píng)價(jià)記錄卡上,需要包括課前、課中、課后三個(gè)評(píng)價(jià)板塊,學(xué)生要在學(xué)習(xí)前、學(xué)習(xí)后描述對(duì)能量觀念、大概念的認(rèn)知,并將存在的疑難問(wèn)題加以記錄以便反饋。在課中板塊,設(shè)計(jì)教師發(fā)言、小組研究、學(xué)生聆聽、合作協(xié)同、教學(xué)反思等板塊,讓學(xué)生在學(xué)中思、在思考中探究、在探究基礎(chǔ)上分享和反思,并完成對(duì)課堂各個(gè)環(huán)節(jié)表現(xiàn)的獨(dú)立評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。同時(shí),實(shí)施終結(jié)性評(píng)價(jià)?;谀芰看蟾拍钪R(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)的完成,對(duì)學(xué)生概念認(rèn)知、觀念形成、思想方法等進(jìn)展情況進(jìn)行考查??疾槭侄我詸z測(cè)題方式進(jìn)行,主要由敘述題、選擇題、解答題等開放性題目類型,對(duì)學(xué)生能量觀念的形成、發(fā)展情況進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。最終通過(guò)對(duì)學(xué)生作答情況進(jìn)行統(tǒng)一分析,完成對(duì)學(xué)生能量觀念建構(gòu)的評(píng)價(jià),便于教師抓住根本性問(wèn)題,進(jìn)一步地優(yōu)化教學(xué)方式和設(shè)計(jì)。在測(cè)試題編寫項(xiàng)目上,要從核心概念外延到能量大概念的各個(gè)子概念上。例如:在能量本質(zhì)和形式上,涉及能量定義、存在形式、動(dòng)能和勢(shì)能關(guān)系等知識(shí)的測(cè)試;在能量的轉(zhuǎn)移上,涉及物理運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能,燒水中能量轉(zhuǎn)移,動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能三者間的轉(zhuǎn)化等;在能量守恒上,涉及能量守恒的基本概念、具體體現(xiàn)、在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)等;在能量耗散中,涉及電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、能量利用率、機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、能量轉(zhuǎn)化的方向性等內(nèi)容。通過(guò)針對(duì)上述能量知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)題設(shè)置,對(duì)項(xiàng)目檢測(cè)難度、水平進(jìn)行優(yōu)化,確保其契合學(xué)生能量觀念的發(fā)展需求。這樣形成的檢測(cè)問(wèn)題,能夠確保終結(jié)性評(píng)測(cè)結(jié)果的可靠性,從而更加全面、合理地測(cè)試能量觀念發(fā)展程度。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,能量大概念與物理教學(xué)的融合是貫徹核心素養(yǎng)、鍛煉學(xué)生思維能力的重要渠道。教師應(yīng)在開展教學(xué)的同時(shí),從大概念角度對(duì)物理能量的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念認(rèn)知、探究分析和實(shí)踐操作,并加強(qiáng)過(guò)程性、終結(jié)性教學(xué)評(píng)測(cè),促使其能量觀念向更高層次發(fā)展,從而促進(jìn)物理教學(xué)活動(dòng)的有效開展。
參考文獻(xiàn)
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本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度常規(guī)課題“大概念統(tǒng)整下高中生物理能量觀形成的研究”(課題編號(hào):2020XB0490)的階段性成果。