高中物理教學中培養學生“物理觀念”之我見

劉維建

(江蘇省如皋市第一中學 226500)

高中物理學科核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等四個基本要素.這四個基本要素又被稱之為物理學科的四個核心素養，它是學生科學素養的重要組成部分，也是新時期教、學、研、評活動的統領和依據，對其進行研究、解讀，當是物理教師今后一段時期的重點任務.在筆者看來，物理學科核心素養的這四個要素，在具體的物理知識教學中的地位與培養邏輯并不完全相同，而從物理學習促進學生物理學科核心素養提升的角度來看，四要素中的物理觀念素養，地位尤其重要.

一、對物理觀念的理解

所謂物理觀念，是指從物理學視角形成的對客觀世界的概括性認識.物理觀念作為高中物理學科核心素養的重要組成部分，不僅有著豐富的內涵和自身的特點，其教學價值也需要得到重視.重視物理觀念教學價值的前提，是對物理觀念有基本的理解，筆者以為這個理解可以從物理與生活兩個角度來進行.

從物理角度來看，物理觀念形成于物理概念、規律的建構過程，形成于物理知識學習過程中的探究過程.當我們強調從物質、能量、運動三個角度學習物理知識，并形成概括性的認識時，我們認為物理觀念就形成了.比如說，“牛頓第一運動定律”的學習中，學生形成的慣性概念以及用慣性解釋一些實例，就可以讓學生認識到用慣性和慣性定律，可以解決物理中遇到的一些問題，可以解釋生活中關于力與運動的一些基本現象，在解釋的過程中，慣性與慣性定律就逐步地變成學生的自發認識，這就是物理觀念形成的基本表征.

從生活角度來看，物理觀念更多的體現為學生在物理學習中形成的認識，在生活事物判斷中的遷移等.生活中的一些事物看似與物理無關，但如果能夠用物理思維去判斷，那就可以更加準確地判斷真假、對錯.記得一位學生在課堂上曾經舉了一個例子：一些騙子到家里騙爺爺、奶奶，說有些東西可以試用，只要給幾百元，試用一周后還退還，而且確實有鄰居收到了退還的錢.于是爺爺奶奶很動心，我就極力勸阻，因為這是不合邏輯的事情，最終的結果肯定是騙人.筆者就特別欣賞這種判斷，且認為物理課堂上應當強化理性思維、邏輯推理在生活中的延伸，只有學生帶著這樣的物理觀念走向生活，物理觀念才能真正彰顯出其內在的價值.

物理與生活的關系密切，物理教學強調“從生活走向物理，從物理走向社會”.從物理與生活兩個角度理解物理觀念，可以將物理知識學習中形成的物理觀念遷移到生活中去，從而真正表現為能夠影響學生生活的素養.

二、物理觀念培養途徑

那么在高中物理教學中，如何有效培養學生的物理觀念呢？根據筆者的實踐，以為有三個環節不可或缺：

一是建立明確的物理觀念培養意識.傳統的高中物理教學容易因為應試的需要，而過多重視學生的解題能力而忽視物理觀念的培養.因而培養學生物理觀念的前提就是教師要有明確的意識.相比較而言，這個意識在物理思想方法的教學中更容易建立，例如牛頓第一運動定律的探究得出過程中，運用到一個重要的思想方法，就是“實驗推理”.通過斜面實驗得出摩擦力越小，運動距離越長；其后推理出沒有摩擦力時物體將一直做勻速直線運動；再然后用氣墊導軌來演示水平方向不受力時做勻速直線運動的情形.這樣的實驗思想方法，就可以轉化為學生的物理觀念.

二是尋找物理觀念培養的契機.從物理思想方法向物理觀念的轉變，還是需要捕捉教學契機的.這個契機往往來自于學生在建構物理知識、領會物理思想方法過程中出現的思考與想法.比如在學習“牛頓第一運動定律”的時候，有學生提出問題“伽利略為什么會設計出這樣的一個理想斜面實驗？”筆者是這樣講述的：在物理發展史中，伽利略設計理想斜面實驗的原因是其對“力與運動關系”的思考，在于其對亞里士多德“力是維持物體運動狀態的原因”結論的質疑.正是因為數十年如一日的持續思考，使得他能夠天才地設計出理想斜面實驗.這也告訴我們：只有持續關注一件事，才能在日復一日的思考中獲得靈感.如果說機遇垂青于有準備的人，那這個準備就是持續思考……這樣的認識傳遞給學生，也就幫學生建立了相應的物理觀念.

三是引導學生進行適當的遷移.物理觀念形成的表現之一，就是其在其它情境中的遷移運用.上面談到的物理思想方法轉變為物理觀念之后，要引導學生在新情境中運用這些物理觀念.譬如筆者提出問題“生活中遇到他人對某事物作出非常肯定的判斷時，你會怎樣選擇？”這種情形非常常見，很多時候人們總有盲從的心理，但筆者期待看到的是人們能夠尋找“事實”然后去“判斷”，這實際上就對應著“實驗推理”的物理思想方法；又如提出“物理學習如何才能取得突破”的問題，然后就跟學生強調只有持續對物理知識、物理問題進行關注，那有效構建物理知識、解決物理問題的靈感才有可能出現……

三、物理觀念教學反思

實踐表明，通過以上三步的努力，學生在物理知識學習中形成的認識，可以有效地轉換為物理觀念，而且這個觀念不僅能夠體現在物理學科本身，還能夠體現在生活當中.而也只有在物理、生活中同時能夠影響學生的思維的物理觀念，才能真正被稱之為物理觀念.

需要指出的是，物理知識不是物理觀念，而習慣了物理知識教學的高中物理課堂，如何轉識成智，如何讓智再轉化為觀念，值得教師思考.從課程研究與教學實踐出發，分析探討物理知識與物理觀念的區別與聯系，并以此為基礎探討物理觀念教學的意義與實施.這對在中學物理教學中落實物理核心素養的課程目標具有重要的啟示意義.

確實，對于物理教師而言，厘清知識與觀念的關系，是物理觀念培養的基礎，是通往核心素養落地的關鍵.高中階段的物理教學，是必須超越知識累積層面的理解的，真正指向物理觀念培養的物理教學，更加符合高中階段學生的理性成長需要，更加符合核心素養所強調的必備品格與關鍵能力培養的需要.從這個角度講，物理觀念的培養對高中物理教學具有統領作用的判斷，并不夸張.