摘 要:對(duì)高中物理教學(xué)來說,高三復(fù)習(xí)是對(duì)物理系統(tǒng)性知識(shí)點(diǎn)的全面總結(jié),廣大物理教師所面臨的重點(diǎn)研究課題就是怎樣才能在高三復(fù)習(xí)階段,開展有效的物理抽象概念及規(guī)律相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。因此,文章基于現(xiàn)代教育視角,對(duì)核心素養(yǎng)下物理抽象概念及規(guī)律在高三復(fù)習(xí)中的教學(xué)策略展開深入研究,并提出具體實(shí)施策略。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);物理;抽象概念;高三復(fù)習(xí);教學(xué)策略
物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的,是適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。這里的必備品格和關(guān)鍵能力指適應(yīng)個(gè)人終身學(xué)習(xí)和社會(huì)發(fā)展所需要的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、關(guān)鍵能力、科學(xué)情感、態(tài)度、價(jià)值觀等方面的表現(xiàn),是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)集中體現(xiàn)出的帶有物理特征的能力。
一、 重視形成物理概念的過程——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境加深理解
高三物理復(fù)習(xí)雖然不是講授新課,但對(duì)于物理概念的形成過程還是要重視。在概念的復(fù)習(xí)過程中,可以創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生思考和回憶概念的由來和意義。比如在復(fù)習(xí)電場的概念時(shí),可以提出這樣一個(gè)問題情境:兩個(gè)電荷沒有接觸,但卻可以產(chǎn)生相互作用,這一過程是怎樣完成的?通過學(xué)生回憶即可引出電場這樣一個(gè)概念,然后再創(chuàng)設(shè)問題情境:電場我們看不見也摸不著,那么,我們是怎樣去研究場的大小和方向的呢?學(xué)生在回答問題的時(shí)候也就順便把電場強(qiáng)度這個(gè)概念的形成過程及公式的由來又回憶了一次,從而加深了印象。這比讓學(xué)生直接回憶公式,效果要好得多。所以,教師進(jìn)行教學(xué)時(shí)要提高對(duì)物理概念形成過程教學(xué)的重視程度,促使高中生形成清晰物理概念,精準(zhǔn)把握并理解物理規(guī)律,并使他們的物理思維能力得到充分發(fā)展,從而達(dá)到中學(xué)物理教學(xué)核心素養(yǎng)的要求。
二、 運(yùn)用類比法構(gòu)建概念體系——加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)靈活性
用實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)疑引入抽象的物理概念是很困難的,教師一般多運(yùn)用與所學(xué)知識(shí)類比的方法比較學(xué)習(xí)。類比是科學(xué)研究中常用的方法之一,類比推理是根據(jù)兩個(gè)或兩類有相同屬性及規(guī)律的對(duì)象,依據(jù)我們熟悉的其中一類概念規(guī)律去推理另一類我們不熟悉的概念規(guī)律。在物理抽象概念教學(xué)中,通過類比強(qiáng)調(diào)概念之間的相關(guān)性、系統(tǒng)性,可進(jìn)一步協(xié)助學(xué)生將陌生知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槭煜さ膬?nèi)容,便于學(xué)生建立起科學(xué)、準(zhǔn)確、完整的概念,借助概念和規(guī)律串聯(lián)相關(guān)的物理知識(shí),進(jìn)而構(gòu)建完善的知識(shí)框架。例如:高三復(fù)習(xí)電場時(shí),我們可以用熟悉的重力場類比電場,雖然不像講新課那樣細(xì)致,但通過類比復(fù)習(xí),至少可以讓學(xué)生把概念理解的更加深刻、準(zhǔn)確。
受到重力作用的物體其移動(dòng)高度差(高度的差值)越大,重力勢(shì)能變化就越大。那么,要怎樣對(duì)電場中各點(diǎn)電勢(shì)進(jìn)行定義呢?
通常情況下,電勢(shì)會(huì)以φ進(jìn)行表示,電場中某點(diǎn)的電勢(shì),代表著這一點(diǎn)在電場中位置的高低,和地理中地勢(shì)的高低是一樣的意義,而且,延電場線的方向,電勢(shì)逐漸降低。高度差和電勢(shì)差可以類比學(xué)習(xí),電勢(shì)相對(duì)零點(diǎn)電勢(shì)而言,電勢(shì)差和零點(diǎn)電勢(shì)選取沒有關(guān)系,電勢(shì)有大小,沒方向,是標(biāo)量。基于電勢(shì)概念,電場中任意兩點(diǎn)1、2間的電勢(shì)差可這樣來表示:U12=φ1-φ2。
為了更加透徹的了解電勢(shì)和電勢(shì)差,可以舉一些具體數(shù)字與高度和高度差做對(duì)比,加深學(xué)生對(duì)這一抽象概念的了解。如
h1=10m、h2=5m、h3=-5m、h4=-10m,則h1>h2>h3>h4,這里負(fù)號(hào)表示比零還要小,負(fù)的越多越小,那么類比電勢(shì),延電場線的方向電勢(shì)在降低,則可舉數(shù)字φ1=10V,φ2=5V,φ3=-5V,φ4=-10V,同樣,負(fù)的越多表示越小,則φ1>φ2>φ3>φ4。那么,電勢(shì)差的負(fù)號(hào)又是什么意思呢?同樣可以類比高度差:Δh12=h1-h2=10m-5m=5m,Δh32=h3-h2=-5m-5m=-10m,
那么哪個(gè)大呢?顯然Δh12<Δh32,這里的負(fù)號(hào)表示什么意思,可以讓學(xué)生回答。緊接著舉例電勢(shì)差,U12=φ1-φ2=10V-5V=5V,U32=φ3-φ2=-5V-5V=-10V,U12和U32哪個(gè)大呢?學(xué)生通過類比就可以迅速答出U32大,而且可以將電勢(shì)負(fù)號(hào)的含義與電勢(shì)差負(fù)號(hào)的含義類比,加深學(xué)生對(duì)這兩個(gè)抽象概念的理解。
例如,教師可給學(xué)生出這樣一道題:如圖1所示,點(diǎn)電荷Q的電場中,帶正電的試探電荷q1、q2分別在A、B兩點(diǎn),虛線是等勢(shì)線。電勢(shì)零點(diǎn)取無窮遠(yuǎn)處,要把q1、q2向無窮遠(yuǎn)移動(dòng)時(shí),外力克服靜電力做的功相等,那么,以下哪一項(xiàng)的說法是正確的?(1)A點(diǎn)電勢(shì)>B點(diǎn)電勢(shì);(2)A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等;(3)q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能 解析:如果對(duì)電勢(shì)和電勢(shì)差這兩個(gè)抽象概念不理解,這個(gè)題的正確選項(xiàng)很難選出來,通過判斷:φB>φA,而且都是負(fù)值, UB∞=φB-φ∞=φB,UA∞=φA-φ∞=φA,那是不是通過φB>φA就可以得出UB∞>UA∞呢?顯然不對(duì),學(xué)生有這樣的疑惑,關(guān)鍵是對(duì)抽象概念理解不清,沒有重視電勢(shì)和電勢(shì)差的負(fù)號(hào),這里還是舉具體數(shù)字說明,比如電勢(shì)φB=-2V>φA=-4V,但是對(duì)電勢(shì)差負(fù)號(hào)不表示大小,所以反而UB∞= -2V<UA∞=-4V,這樣就可以選出C項(xiàng)了。因此,要做對(duì)這道題,關(guān)鍵就是要對(duì)電勢(shì)和電勢(shì)差這兩個(gè)抽象概念理解透徹。 三、 通過圖像加深對(duì)物理概念的理解——深化學(xué)生抽象思維能力 圖像可以讓學(xué)生更直觀、清晰地理解抽象概念。在高三復(fù)習(xí)過程中,出于使高中生深入認(rèn)知抽象物理概念的目的,通過圖像來使學(xué)生深刻理解物理概念不失為一種好的方法,這更有利于發(fā)展學(xué)生的抽象思維能力(詳見圖2、3)。 通過對(duì)以上圖像的直觀了解,使學(xué)生理清了電勢(shì)與地勢(shì)的聯(lián)系,學(xué)生在做題和思考時(shí),遇到不理解的問題,既可以對(duì)比,也可以想到圖像,從而降低了題的難度。為了對(duì)這一抽象的物理概念理解更加透徹,還可以引導(dǎo)學(xué)生自行畫出電勢(shì)φ隨x變化的圖象,這樣,不僅可以加深對(duì)電勢(shì)變化規(guī)律的印象,同時(shí)還可以順便理解正負(fù)號(hào)的含義。 例如,教師可給學(xué)生出這樣一道題:兩電荷量分別是Q1和Q2的點(diǎn)電荷位于y軸上的M、N處,兩電荷連線內(nèi)各點(diǎn)電勢(shì)φ隨坐標(biāo)y變化的關(guān)系圖象見圖4,P點(diǎn)電勢(shì)最高,且在y軸上MP長度 解析:本題很多學(xué)生做錯(cuò),主要因?yàn)閷W(xué)生是沒有通過圖像對(duì)物理概念進(jìn)行理解分析,所以,不理解電勢(shì)的變化。仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)圖像在負(fù)半軸,也就是說電勢(shì)是負(fù)的,所以從N到P電勢(shì)升高,從P到M電勢(shì)降低。則電場線方向從P到N,從P到M,則Q1和Q2都帶負(fù)電荷,只要理解了這點(diǎn),這個(gè)題目可做對(duì)了。 高中階段正是學(xué)生各種思維發(fā)展的關(guān)鍵期,在高三的復(fù)習(xí)過程中,物理抽象概念的教學(xué)直接會(huì)影響學(xué)生對(duì)題意的理解,所以在物理概念課教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力,有利于學(xué)生對(duì)客觀事物共同屬性和本質(zhì)特征的認(rèn)識(shí),促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,符合核心素養(yǎng)的教學(xué)理念要求。 作者簡介:楊健,甘肅省蘭州市,永登一中。