沈春燕
摘 要:物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個主要方面,彼此之間互相聯(lián)系,共同發(fā)展。比如物理核心素養(yǎng)中科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度的形成,需要學(xué)生結(jié)合基本的物理知識展開思考與實驗探究。而課堂是學(xué)生構(gòu)建物理基本知識,形成科學(xué)思維的重要場所。因此高中物理教師要結(jié)合核心素養(yǎng)理念組織展開教學(xué)活動,并引導(dǎo)學(xué)生加強物理概念、性質(zhì)定理的學(xué)習(xí)理解與實驗探究,從而讓學(xué)生在物理知識的學(xué)習(xí)和實踐探索中形成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度,進而在提升學(xué)生物理素養(yǎng)的同時提升課堂教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理;課堂教學(xué)
物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵組成部分,是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí),慢慢形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展與社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力,是具有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。因此高中物理教師要結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容,通過合適的教學(xué)方式,把對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融入到課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中。
一、夯實基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念
萬丈高樓平地起,學(xué)生只有深入理解了電勢能和電勢的概念,才能更全面地理解電勢差與電勢強度的關(guān)系;只有深入理解了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點,才能更深入地分析電路圖中電流、電壓和電阻之間的關(guān)系;只有深入理解了磁場、磁感線以及磁感應(yīng)強度等基本知識,才能多元化地分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用。而且物理觀念本就是學(xué)生依據(jù)物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識。因此教師要引導(dǎo)學(xué)生夯實基礎(chǔ)知識,為高效的學(xué)習(xí)活動奠定堅實的基礎(chǔ)。
首先,教師要結(jié)合物理內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的運動觀念。運動是物理學(xué)的核心概念,是物質(zhì)的存在方式和基本屬性。高中物理教材上對運動的描述,由“質(zhì)點、參考系、時間、位移、速度、加速度”等基本概念組成,因此教師一定要引導(dǎo)學(xué)生深入理解每一個基本概念。比如加速度,教師就可以運用多媒體課件呈現(xiàn)與其相關(guān)的所有知識點,包括速度、加速度等在定義、表達式、方向、物理意義以及單位等方面的對比分析。
其次,教師要結(jié)合物理內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的相互作用觀念。力是相互作用的,教師同樣可以通過基本的物理概念來引導(dǎo)學(xué)生理解力的相互作用。比如彈力,彈力產(chǎn)生的重要條件就是兩個物體一定要有相互間的接觸,而且發(fā)生了彈性形變。在分析彈力方向、求解彈力大小時,教師同樣可以有意識地滲透兩物體間的相互作用力,從而進一步培養(yǎng)學(xué)生的相互作用觀念。類似的,還有摩擦力,摩擦力產(chǎn)生的重要條件也是兩個物體彼此之間的接觸、擠壓以及相對滑動的趨勢等。
再次,教師要結(jié)合物理內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的能量觀念。比如《重力勢能》,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從重力做功特點以及重力勢能表達式入手。具體可以是運用多媒體課件呈現(xiàn)物體從高處落下的豎直運動、斜線運動以及曲線運動等。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生分析某一物體從高處落下時的重力勢能及其變化,具體可以是質(zhì)量1千克的小球,從桌面上方1.2米的A點落到地上B點,桌面高0.8米,問小球?qū)τ谧烂娑?,在A點的重力勢能;對于地面而言,在A點的重力勢能。
二、組織實驗活動,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力
實驗是物理探究的重要方式,很多物理性質(zhì)定理也是在大量的實驗活動中總結(jié)出來的。而且實驗探究還是學(xué)生運用科學(xué)思維設(shè)計實驗,操作、觀察以及記錄實驗活動的過程。因此教師一定要重視實驗活動,要讓直觀的實驗現(xiàn)象幫助學(xué)生加強理解與運用,從而全面提升學(xué)生的物理素養(yǎng)。
首先,教師要加強演示實驗。如果實驗活動對環(huán)境以及工具的要求不高,那么教師可以在課堂上進行演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生加強觀察、理解與分析總結(jié)。比如《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》,教師要先準備好打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、小車、砝碼等實驗器材,運用控制變量法,先保持物體的質(zhì)量不變,測量物體在不同力的作用下的加速度;然后再保持物體所受的力不變,測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度等。通過對實驗現(xiàn)象的觀察以及復(fù)寫紙片上的圖形,學(xué)生就能大致總結(jié)出加速度與力的關(guān)系以及加速度與質(zhì)量的關(guān)系。如果實驗活動對環(huán)境以及工具的要求比較高,那么教師可以運用多媒體課件呈現(xiàn)演示實驗,即在課前提前準備好實驗的視頻。比如《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》,教師就可以運用課件視頻直觀呈現(xiàn)具體的演示實驗,從而在節(jié)省課堂時間的同時幫助學(xué)生增強理解與記憶。
其次,教師要組織學(xué)生經(jīng)歷實驗設(shè)計與探究的全過程。相比較于觀看演示實驗而言,學(xué)生更容易記住親自動手的操作過程。比如《探究平拋運動的特點》,學(xué)生就可以自主準備好頻閃照相機,小球及其他實驗工具,然后全面地研究平拋運動的特點。
三、組織小組合作,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度
小組合作是新課標(biāo)中極力提倡的一種教學(xué)方法,其能夠讓小組學(xué)生集思廣益,共同經(jīng)歷物理知識的探索構(gòu)建過程。而且每一個學(xué)生都有屬于自己的獨特思維,所以合作交流的方式可以讓學(xué)生以多元化的視角來探索物理知識。因此教師要將小組合作有效地運用到具體的課堂教學(xué)活動中。
教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)內(nèi)容中的重難點展開合作交流。例如《曲線運動》,這部分內(nèi)容的重難點是物體做曲線運動的速度方向以及條件。那么教師就可以引導(dǎo)學(xué)生在自主思考的基礎(chǔ)上展開合作交流,具體是每一個學(xué)生圍繞曲線運動展開自主分析,總結(jié)出曲線運動的方向特點以及形成條件,然后與小組學(xué)生展開分享。如果小組內(nèi)的所有學(xué)生均能夠結(jié)合具體的圖示或者運動過程描述清楚曲線運動的方向及其形成條件,那么就說明所有小組學(xué)生均已經(jīng)突破了重難點。如果有小組學(xué)生存在分歧,那么小組學(xué)生就要展開深入的分析與討論,教師也可以參與其中,或是針對性地展開教學(xué)活動。
當(dāng)學(xué)生深入理解了曲線運動的特點,他們可以小組為單位,舉例日常生活中做曲線運動的物體。每一個小組學(xué)生都要做出相應(yīng)的描述,從而進一步深入探索曲線運動。
四、優(yōu)化課堂提問,培養(yǎng)學(xué)生的物理思維
提問作為一種師生互動的重要方式,會經(jīng)常性地出現(xiàn)在課堂教學(xué)活動中??茖W(xué)恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)計,能夠激活學(xué)生思維的漣漪,能夠給課堂教學(xué)活動提供源源不斷的動力。而且學(xué)生會在問題分析以及解答的過程中認識事物的內(nèi)在規(guī)律以及相互關(guān)系,并能夠經(jīng)歷分析綜合與推理論證的科學(xué)思維過程。因此教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化問題設(shè)計,從而全面培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。
首先,教師要設(shè)計啟發(fā)性的物理問題。啟發(fā)性的問題能夠讓學(xué)生深入理解基本概念或者性質(zhì)定理。比如上述內(nèi)容中提到的質(zhì)點,教師就可以通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生理解質(zhì)點的特點以及物體被看作質(zhì)點的條件。具體問題可以是一列火車在平直軌道上行駛,什么時候可以把它看作一個點,什么時候不可以?研究雄鷹從北方飛到南方的位置變化時,能把雄鷹看作一個點嗎?研究雄鷹翅膀運動時,能把翅膀看作一個點嗎?學(xué)生只要分析清楚了以上問題,就能總結(jié)出質(zhì)點的具體特點,并能深入理解“質(zhì)點是理想化的模型,在實際中不存在”這句話的含義。關(guān)于質(zhì)點方面的內(nèi)容,教師還可以提出如下問題:研究一列火車過橋所需的時間,火車是否可以看成質(zhì)點;乒乓球比賽中選手發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球,旋轉(zhuǎn)球是否可以看成質(zhì)點等。通過對以上問題的分析與解答,學(xué)生就能更加客觀地理解事物的本質(zhì)屬性。
其次,教師要設(shè)計開放性的物理問題,即學(xué)生在理解某一知識概念后,能夠結(jié)合已有的認知經(jīng)驗展開相應(yīng)的分析與作答,而且開放性問題模式下,教師要鼓勵每一個學(xué)生參與其中,并有意識地提問班級中不同層次能力的學(xué)生,從而鍛煉每一個學(xué)生的物理思維。比如質(zhì)點,教師可以引導(dǎo)學(xué)生舉例出生活中可以被看成質(zhì)點的人或者物體;比如參考系,教師可以引導(dǎo)學(xué)生舉例出關(guān)于運動描述的諺語,并分析其中的參考系;比如彈力,教師可以引導(dǎo)學(xué)生舉例常見的彈力接觸方式及其方向分析等。開放性問題模式下,學(xué)生有更多的自由發(fā)揮空間,因而每一個學(xué)生的物理思維都能得到有效鍛煉。
再次,教師要展開追問。學(xué)生的問題分析與作答中,總是會出現(xiàn)這樣或者那樣的問題,或是分析思路錯誤,或是對基本的物理知識點掌握不牢,或是根本就沒有解題思路。因此教師要結(jié)合學(xué)生的具體作答情況展開追問,從而引導(dǎo)學(xué)生及時查漏補缺。比如上述內(nèi)容中提到的對乒乓球比賽中選手發(fā)送的旋轉(zhuǎn)球是否可以看成質(zhì)點,如果學(xué)生作答錯誤,那么教師就要引導(dǎo)學(xué)生進一步分析旋轉(zhuǎn)球各點的運動情況是否相同。
五、課外拓展,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
現(xiàn)代社會背景下的高中生早已不是兩耳不聞窗外事的書呆子,他們既會研究教材上的基本知識,也關(guān)心基本知識在社會生產(chǎn)中的運用,更是熱衷于分析衛(wèi)星發(fā)射以及深海潛水等方面中運用到的物理知識。物理知識原理比較好分析,但是如何將物理基本原理為生產(chǎn)實踐服務(wù)卻是一項巨大工程,而且教育教學(xué)的根本目標(biāo)也是要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)以致用能力。因此教師要引導(dǎo)學(xué)生加強課外拓展,觀察物理知識在生產(chǎn)實踐中的運用,并加強創(chuàng)新研究,從而全面提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。
例如北斗衛(wèi)星的發(fā)射,其中就包含著很多的物理知識,教師可以引導(dǎo)學(xué)生認真研究衛(wèi)星發(fā)射中的第一宇宙速度,發(fā)射速度,運行速度,同步軌道以及衛(wèi)星變軌等內(nèi)容。以“第一宇宙速度”為例,學(xué)生既要明白它的概念,又需要理解該公式的推導(dǎo)過程,然后才能對其展開靈活運用。還有衛(wèi)星發(fā)射時的作用力與反作用力,同樣也是基本物理知識在生產(chǎn)實踐中的運用。
例如摩擦力在日常生活中的運用,比如在北方的冬天,汽車無法在光滑的冰面上行駛,那么設(shè)計師就結(jié)合摩擦力的特點,制作了專門用于增大摩擦力的雪地輪,從而有效降低了雨雪天氣的事故率等。
還例如工地上的打樁機,其本質(zhì)上就是一個內(nèi)燃機缸體,通過往復(fù)不停地做功,來讓地基更加牢固。
只要學(xué)生善于觀察與思考,就能在日常生產(chǎn)建設(shè)中發(fā)現(xiàn)很多的物理知識,并能在觀察與思考的過程中具備創(chuàng)新的潛能。
總而言之,高中生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一蹴而就的,其需要教師和學(xué)生的共同努力。因此教師要將對學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融于具體的教學(xué)活動中,進而促使學(xué)生成長為適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化發(fā)展的復(fù)合型人才。
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