基于核心素養(yǎng)之物理觀念的形成與發(fā)展的教學(xué)策略

葉金福

【摘 要】物理核心素養(yǎng)基本構(gòu)成要素中地位突出、作用明顯就是物理觀念，其內(nèi)涵指的是透過物理學(xué)視角深入分析和認(rèn)識客觀存在的物質(zhì)、運(yùn)動、能量以及相互間存在的作用所形成的基本思想意識；是對基本概念、規(guī)律的思想境界的進(jìn)一步凝練和升華；借助物理知識和基本方法對自然現(xiàn)象進(jìn)行解讀、對現(xiàn)實(shí)生活問題進(jìn)行解決的一種能力。物理觀念的培養(yǎng)策略有：加強(qiáng)對基本物理知識深層次學(xué)習(xí)和重視，樹立和強(qiáng)化物理觀念；教師需充分發(fā)揮示范帶頭作用，運(yùn)用正確的物理觀念積極引導(dǎo)學(xué)生對認(rèn)知沖突充分理解，及時(shí)有效矯正錯(cuò)誤的物理觀念；深入把握和探究清楚概念和規(guī)律深層次的內(nèi)涵意義， 強(qiáng)化物理觀念，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、評價(jià)、反思和概括，發(fā)展物理觀念。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)；物理觀念；形成與發(fā)展；教學(xué)策略

核心素養(yǎng)是一種跨學(xué)科素養(yǎng)，能對學(xué)生終身發(fā)展能起關(guān)鍵且有益處的作用。是知識、能力和態(tài)度的綜合表現(xiàn)。高中教學(xué)開設(shè)的物理課程最重要目標(biāo)就是不斷加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平提升，側(cè)重3個(gè)教學(xué)維度對學(xué)生的培養(yǎng)，即知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀，從而奠定堅(jiān)持的基礎(chǔ)，利于學(xué)生終身發(fā)展，提高學(xué)生社會應(yīng)具備的基本應(yīng)對能力。提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的主要途徑則是通過使學(xué)生逐步建立核心素養(yǎng)，能用發(fā)展的眼光深入理解、把握以及靈活運(yùn)用知識，這樣能促使學(xué)生全方位提升和樹立科學(xué)素養(yǎng)。

一、物理觀念的基本含義

觀念是客觀現(xiàn)實(shí)在人們意識上的反映，物理觀念是物理學(xué)家經(jīng)歷長期的實(shí)踐和理論研究概括出的對物理世界的根本認(rèn)識。如德國有名的物理學(xué)家、諾貝爾獎得主馮勞厄曾提出的觀念，物理觀念深刻內(nèi)涵是受過教育的人從中能獲取最大收獲并對曾學(xué)的知識和內(nèi)容過濾后剩余下的記憶，由此可推可以對學(xué)生物理知識內(nèi)容學(xué)習(xí)忘卻后，留存的東西對學(xué)生有何作用？所剩下的則是學(xué)生透過物理知識學(xué)習(xí)而不斷形成的一種物理理念、視角，用這些理念和視角去面對新事物、認(rèn)識新事物并且能夠解決新問題，進(jìn)而建立具體思想、方法以及觀點(diǎn)，所以根植于學(xué)生思想中的物理基本觀念。

二、物理觀念的內(nèi)涵、要素和基本表現(xiàn)

物理觀念本質(zhì)意義就是指以物理學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，學(xué)生不斷深入對物理學(xué)科基本特征進(jìn)行了解，全面掌握物理學(xué)科及其包括性知識，進(jìn)而形成物理思想、方法以及觀點(diǎn)，并在實(shí)踐中有效進(jìn)行運(yùn)用，逐漸養(yǎng)成自覺意識，用思維慣性去觀察、認(rèn)識身邊的事物，正確處理存在的問題。通過學(xué)習(xí)深入有利于對物質(zhì)、運(yùn)動、能量以及它們相互作用的深入了解，取得的成果都是基于物理學(xué)視角使用；深入推進(jìn)物理概念及基本規(guī)律在思想中不斷凝練和升華；不斷用物理知識及相關(guān)方法加強(qiáng)對自然現(xiàn)象的解讀、對實(shí)際問題進(jìn)行解決而形成的一種能力。具體如一個(gè)學(xué)生具備成熟的物質(zhì)觀，他就會注意新物質(zhì)時(shí)用物質(zhì)觀去觀察、思考、解讀其具有的基本屬性，探究該物質(zhì)具有的物理特性。物理觀念廣泛意義上包括對經(jīng)典物理為基礎(chǔ)進(jìn)一步深化具體的觀念，如物質(zhì)觀、運(yùn)動觀等，并在實(shí)踐中加以運(yùn)用，對自然現(xiàn)象進(jìn)行理論解釋、幫助解決處理現(xiàn)實(shí)問題等，該種觀念會得到發(fā)展和革新，從而具有現(xiàn)代化特點(diǎn)的物理物質(zhì)觀、運(yùn)動觀、能量觀以及相互作用觀等逐漸產(chǎn)生并被廣泛使用這些觀念描述自然界的圖景。

三、物理觀念的形成與發(fā)展

物理基本觀念受三方面因素的影響：一是學(xué)生在加強(qiáng)認(rèn)知物理學(xué)科相關(guān)知識時(shí)進(jìn)行的反思、總結(jié)和概括，在此基礎(chǔ)上豐富了物理知識類相關(guān)基本觀念，對觀念進(jìn)行細(xì)化，形成相應(yīng)的物質(zhì)觀、運(yùn)動觀等；二是學(xué)生不斷深入物理研究、對方法進(jìn)行探究，進(jìn)而形成物理方法類方面的基本觀念，如微元、類比以及模型等思想；三是基于學(xué)生通過物理科學(xué)加強(qiáng)對社會生活中存在的具體價(jià)值展開認(rèn)識和反思，并形成基本觀念即物理情意類觀念。三種不同類型的物理學(xué)科基本觀念間相互影響、相互作用、相互融合的有機(jī)整體，統(tǒng)籌于物理基本觀念中。

四、形成與發(fā)展物理觀念的教學(xué)策略

第一，注重基本物理知識的深入學(xué)習(xí)，逐步形成物理觀念

觀念是人類認(rèn)識物理的過程出現(xiàn)的產(chǎn)物。需要加強(qiáng)物理概念及其相關(guān)規(guī)律等基本物理知識學(xué)習(xí)，形成一定基本物理知識為體系的物理觀念。隨著學(xué)生對物理概念及規(guī)律等深入學(xué)習(xí)、不斷反思、加強(qiáng)遷移效果應(yīng)用，學(xué)生物理觀念隨之會得到進(jìn)一步發(fā)展和深化，當(dāng)遇到實(shí)際問題時(shí)就會主動積極利用已經(jīng)學(xué)會的相關(guān)觀念進(jìn)行自然現(xiàn)象解釋、問題解決。物理知識是物理基本觀念產(chǎn)生的基礎(chǔ)，中學(xué)物理課程是物理基本觀念形成的媒介，設(shè)定的課程內(nèi)容是對物理核心概念、基本知識的有效充實(shí)、是對物理基本觀念內(nèi)涵的不斷發(fā)展。因此物理基本觀念一定要以物理知識為基礎(chǔ)進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)過程才能得以形成，需淺入深出地突出和顯現(xiàn)出物理基本觀念，進(jìn)一步提煉和升華物理知識。因此學(xué)生要以物理具體知識為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合學(xué)科核心概念進(jìn)行整合內(nèi)化，逐步提高自身對整個(gè)物質(zhì)世界的整體認(rèn)識，即是物理觀念形成的具體過程。

第二，教師當(dāng)率先建立觀念，正確培養(yǎng)物理觀念

對學(xué)生物理觀念培育具有重要影響的就是教師所建立的觀念。教師上課堂上科學(xué)的代言人，教師具有什么樣的觀念學(xué)生就會形成什么樣的觀念，“長大后我就成了你”。“速度大的物理慣性大”這一錯(cuò)誤的物理觀念是怎么樣在學(xué)生的認(rèn)知里形成的呢？眾所周知的是對于孩子而言，家長可以看作是第一任老師，展開想象，如具體場景是家長帶著孩子在游樂園里游玩，當(dāng)看到高速沖來的游覽車迎面而來時(shí)，家長此時(shí)若大聲驚呼“當(dāng)心，速度這么快，慣性大自然會大”，那么孩子錯(cuò)誤的物理觀念就形成了。教師只有具備了物理觀念， 作為物理觀念的先行者，才會帶領(lǐng)學(xué)生多在學(xué)習(xí)基本物理知識、規(guī)律和方法的課堂中讓學(xué)生自己去體驗(yàn)、構(gòu)建，去培育物理觀念。

第三，利用學(xué)生的認(rèn)知沖突，準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化錯(cuò)誤物理觀念

高中階段物理課程教授的物理知識感受性更強(qiáng)烈也更抽象，學(xué)生業(yè)已形成的固化思想觀念中關(guān)于生活經(jīng)驗(yàn)或一些潛意識都會對學(xué)生遇到問題解決問題產(chǎn)生一定影響，所學(xué)物理規(guī)律并不一定能夠解決實(shí)際問題：如力分解知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生會依靠經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識進(jìn)行慣性思考，基本不會深入理解和運(yùn)用其他理論進(jìn)行解釋；如平拋物體飛行時(shí)間的計(jì)算和研究，學(xué)生會想當(dāng)然的認(rèn)為隨著平拋的初速度不斷增大，飛行時(shí)間就會增大，產(chǎn)生此類錯(cuò)誤認(rèn)知，若不及時(shí)對學(xué)生進(jìn)行糾正，會影響學(xué)生正確物理觀念建立。從建構(gòu)主義理論分析，可知學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中都會依靠原有經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，隨著新信息的不斷接觸和傳輸、“撞擊”而產(chǎn)生的相互作用才會促使學(xué)生思想中建構(gòu)新的認(rèn)知模式，也就是所謂的新知識的產(chǎn)生和掌握。通過教學(xué)對相關(guān)問題情境進(jìn)行有效創(chuàng)設(shè)和營造，加強(qiáng)原有觀念和物理事實(shí)存在的沖擊感，從而突顯出新觀念相較于原有觀念更能夠合理有效的對存在的物理事實(shí)進(jìn)行解釋，從而讓學(xué)生自覺感受和認(rèn)可新觀念具有的可理解性以及合理性。只有在認(rèn)知沖突的不斷處理和解決的過程中，才能夠便于學(xué)生加強(qiáng)對錯(cuò)誤觀念的正確轉(zhuǎn)變，讓他們樹立正確的物理觀念。

第四，理清概念和規(guī)律的內(nèi)涵外延，強(qiáng)化物理觀念

物理概念和規(guī)律深層次內(nèi)涵指的是事物或事件中深植某一類型的本質(zhì)屬性、某一層面的具體規(guī)律反映及其所起的作用。對物理概念需要全面把握某類事物所有屬性，不能片面化將某事件屬性看作是物理規(guī)律。具體如磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)習(xí)時(shí)，對概念定義式的理解，教師不能只強(qiáng)調(diào)學(xué)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式，還應(yīng)進(jìn)一步深化定義式在磁場本身性質(zhì)方面的教學(xué)內(nèi)容；另外學(xué)習(xí)庫侖定律時(shí)，教師只讓學(xué)生理解定義式的數(shù)學(xué)含義，不利于學(xué)生庫侖定律為基礎(chǔ)的內(nèi)容認(rèn)知，不能對相互作用帶電體進(jìn)行正確、全面理解，也不能用庫侖定律對相互作用力進(jìn)行深入求解。如物理公式比較復(fù)雜交易混淆時(shí)，教師教學(xué)就應(yīng)加強(qiáng)對公式物理意義進(jìn)行重點(diǎn)解讀，對公式適用條件重點(diǎn)點(diǎn)撥，讓學(xué)生清楚物理公式與數(shù)學(xué)公式間的細(xì)致區(qū)別。使數(shù)學(xué)應(yīng)用意識的建立更加全面，使學(xué)生更深入的把握和建構(gòu)物理知識結(jié)構(gòu)、物理科學(xué)觀念，更深入物理問題的本質(zhì)、意義以及關(guān)系進(jìn)行理解。

第五，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、評價(jià)、反思和概括，發(fā)展物理觀念

教師教學(xué)理論時(shí)，實(shí)際操作示范效果好于言語講解，最好方式就是加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)。課堂教學(xué)中，教師需為學(xué)生積極提供體驗(yàn)、評價(jià)、交流機(jī)會，拓展應(yīng)用平臺，多給予學(xué)生綜合反思概括能力的形成予以引導(dǎo)。不斷加強(qiáng)學(xué)生深入理解核心概念、解決問題的具體思路和有效方法，多提高具體能力，在學(xué)生充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上擴(kuò)大對類似知識的聯(lián)想。如重力、彈力、電場力做功特點(diǎn)的類比聯(lián)系，就非常有利于學(xué)生構(gòu)建正確的能量觀。另外，還需要不斷加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)活動的客觀合理評價(jià)，適時(shí)調(diào)整和優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)策略。通過課后習(xí)題和訪談等具體實(shí)施方法加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的建構(gòu)，對過程中信息及時(shí)把握才能夠促使學(xué)生不斷加強(qiáng)對形成的物理觀念體系的修正、完善以及豐富。

總之，物理課堂教學(xué)中教師要以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，以核心知識為主線，在教學(xué)中滲透物理觀念，較大程度的發(fā)揮物理課的價(jià)值。

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