基于學(xué)科核心素養(yǎng)提升的物理概念教學(xué)

姚娜 梅曉璇

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。物理核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”、“科學(xué)思維”、“科學(xué)探究”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。物理教學(xué)應(yīng)根據(jù)新課改的基本理念和學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，創(chuàng)造性地開展教學(xué)工作，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)貫穿于物理教學(xué)活動(dòng)的全過程。

物理概念教學(xué)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，目的是使學(xué)生掌握事物的物理屬性或物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征。在高中物理教學(xué)中，教師要注意優(yōu)化概念教學(xué)，將核心素養(yǎng)的基本理念有效地融入其中，提升物理課堂的品質(zhì)。那么，在高中物理概念教學(xué)中，如何提升物理核心素養(yǎng)？下面筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，談幾點(diǎn)具體的做法，以便拋磚引玉。

一、創(chuàng)設(shè)情境、獲得感知

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程是知識(shí)體系構(gòu)建的一個(gè)過程，因此，教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的學(xué)為中心。高中階段的物理學(xué)習(xí)對(duì)理解能力要求較高，內(nèi)容也比較抽象，有些物理概念不像初中那樣可以直觀認(rèn)知和形象理解。這就要求我們深入研究，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)物理情境，豐富物理過程，將原本抽象的物理概念形象化、直觀化，讓學(xué)生能有所感知。

案例（一）：以高中物理選修3-1《電勢(shì)能》的教學(xué)為例，讓學(xué)生真切地感受到“電場(chǎng)有能量”，教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

師：這是一個(gè)普通節(jié)能燈，怎么能讓它發(fā)光？

生：接入電路;

師：將節(jié)能燈接入電路，電能轉(zhuǎn)化為光能，不接入電路，節(jié)能燈能不能發(fā)光？

演示實(shí)驗(yàn)1：特斯拉線圈，隔空點(diǎn)亮日光燈管如圖1所示。

師：看到什么現(xiàn)象？想到什么問題？有東西在提供能量，什么在提供能量？

生：電場(chǎng)提供能量;

師：特斯拉線圈接上9V電池，放電端就好像是一個(gè)正或負(fù)的電荷，在其周圍就有它激發(fā)的電場(chǎng)。電場(chǎng)在提供能量，讓節(jié)能燈發(fā)光，電場(chǎng)有能量。靜電場(chǎng)中是否也有類似現(xiàn)象？那么有什么辦法研究這種儲(chǔ)存于電場(chǎng)中的能量呢？

演示實(shí)驗(yàn)2：這個(gè)一個(gè)粘有鋁箔的酸奶盒如圖2所示，它現(xiàn)在叫靜電電動(dòng)機(jī)，用靜電棒去靠近它，仔細(xì)觀察有什么現(xiàn)象？

生：酸奶盒越轉(zhuǎn)越快;

師：酸奶盒由靜止到運(yùn)動(dòng)，受到力的作用;

什么力做功使酸奶盒運(yùn)動(dòng)？什么形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能？

生：靜電力做功，靜電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

本環(huán)節(jié)通過演示實(shí)驗(yàn)設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生逐步解決問題主要有兩個(gè)目的：1.確鑿地向?qū)W生反映出電場(chǎng)有能量、電場(chǎng)有儲(chǔ)存能量的本領(lǐng)的事實(shí)，從而使電勢(shì)能真實(shí)、具體、可感觸，培養(yǎng)學(xué)生逐步形成物質(zhì)觀念; 2.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用力學(xué)和能量的觀點(diǎn)分析問題，幫助學(xué)生建立相互作用觀和能量觀，從而提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、科學(xué)思維、形成定義

物理概念是人們頭腦中對(duì)客觀事物的物理共性和本質(zhì)特性的反映，是物理事物和物理過程的思維加工和抽象概括。在實(shí)踐得來的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)要上升成理論認(rèn)識(shí)，需要經(jīng)過思維加工，可以通過多種不同的科學(xué)方法形成概念。

案例（二）：《電勢(shì)能》的教學(xué)中，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生感受到“電場(chǎng)有能量”，但要形成電勢(shì)能的概念，還是有一定的難度。

具體教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

師：物體在地面附近由A運(yùn)動(dòng)到B，重力做功與重力勢(shì)能變化有什么關(guān)系？

生：應(yīng)用動(dòng)能定理：WAB=ΔEK=EKA-EKB

根據(jù)能量守恒定律：ΔEK=-ΔEp

WAB=EPA-EPB

師：如圖4所示，將+q從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做功對(duì)應(yīng)什么能的變化？

生：類比靜電力做功和重力做功可知，對(duì)于靜電力做功同樣有---WAB=EpA-EpB，靜電力做功等于A位置某種形式能減去B位置某種形式能;

師：對(duì)于靜電力做功，EP是什么呢？

生：電勢(shì)能;

師：電場(chǎng)中的EP能不能叫勢(shì)能？我們一起回顧必修2教材中，關(guān)于勢(shì)能的定義，相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢(shì)能。

電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，功的大小等于電荷在初位置的某種能量EPA與末位置的某種能量EPB兩者之差。EP與電荷在電場(chǎng)中位置有關(guān)，符合勢(shì)能的定義，可以稱其為電勢(shì)能。

本課例中，根據(jù)靜電力做功和重力做功規(guī)律相同，均與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān);及電場(chǎng)和重力場(chǎng)在某些屬性上的類似為出發(fā)點(diǎn)，利用類比的方法從重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系推理出靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，建立電勢(shì)能的概念。通過思維加工，幫助學(xué)生從熟悉的情景出發(fā)，總結(jié)概括出抽象、不熟悉的電勢(shì)能的概念。在形成概念的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，落實(shí)核心素養(yǎng)。

在中學(xué)物理中，反映物理思維、科學(xué)方法的內(nèi)容是很多的，要完全做到融方法于知識(shí)中，也并非易事，但只要在概念和規(guī)律的教學(xué)中，重視方法的探討，就可做到使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，又掌握了科學(xué)的思維方法。

三、實(shí)踐應(yīng)用、深化理解

物理學(xué)本身就是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的自然學(xué)科，物理概念都是從實(shí)踐中總結(jié)出來的，所以只有把物理概念應(yīng)用于實(shí)踐，應(yīng)用于解決實(shí)際問題，才能體現(xiàn)出物理概念的價(jià)值與作用。在物理概念教學(xué)中，也要增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，在幫助學(xué)生深入理解概念的同時(shí)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)的途徑是體驗(yàn)，而不是知識(shí)。

綜上所述，概念教學(xué)是物理教學(xué)中的重難點(diǎn)，也是中學(xué)生感知、接受、掌握物理知識(shí)的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。只有提高概念教學(xué)的有效性，才能促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。在新課改的引領(lǐng)下，教師要新觀念，積極探索，重視學(xué)生物理概念的建構(gòu)過程，既要重視知識(shí)的“去脈”，更要重視知識(shí)的“來龍”。在指導(dǎo)學(xué)生概念學(xué)習(xí)的同時(shí)，不斷提升和發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。