對課堂教學(xué)中落實(shí)物理觀念的思考

嚴(yán)信正

摘 要：《標(biāo)準(zhǔn)》中是這樣界定：“物理觀念”是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動與相互作用、能量等的基礎(chǔ)認(rèn)識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，是從物理學(xué)視角解釋現(xiàn)象和解決實(shí)際問題基礎(chǔ)。主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動觀念、相互作用觀念、能量觀念及應(yīng)用等要素。在實(shí)際的課堂教學(xué)中物理觀念的形成常常伴隨于科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律、科學(xué)理論等知識的學(xué)習(xí)過程中?？梢娢锢碛^念的形成是在高中物理的教學(xué)過程中需要經(jīng)常落實(shí)的一項(xiàng)核心素養(yǎng)。在課堂中落實(shí)物理觀念成為一個(gè)重要任務(wù)之一。

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng);物理觀念

一、在概念教學(xué)中落實(shí)物理觀念

概念教學(xué)是高中物理新課教學(xué)的常見類型之一。而在整個(gè)高中物理教學(xué)中，我們在幫助學(xué)生構(gòu)建許多物理概念的同時(shí)，還需要落實(shí)物理觀念這一素養(yǎng)。這會讓學(xué)生對知識的理解到達(dá)一個(gè)新的高度。如何在物理概念課中落實(shí)物理觀念呢？

1.利用隨堂實(shí)驗(yàn)顯化物理概念

如物理必修一《彈力》這節(jié)內(nèi)容中有許多物理概念。而彈力的概念比較抽象，同時(shí)又是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。如何突破呢？我們可以借助演示實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)如下：

首先演示拉伸和壓縮彈簧，釋放一邊，彈簧怎么運(yùn)動？

學(xué)生觀察后總結(jié)：彈簧拉伸后想縮回，壓縮后想彈出去。總之，要恢復(fù)到原來的樣子。

再演示上圖課本中的實(shí)驗(yàn)。

師：甲圖小車為什么向右運(yùn)動，乙圖為什么向左運(yùn)動？

生：小車受到的力的方向不同。甲圖小車受到彈簧向右的拉力，乙圖小車受到彈簧向左的推力。

師：甲乙兩圖的彈簧狀態(tài)一樣嗎？

生：不一樣，一個(gè)拉伸一個(gè)壓縮。

師：那么能不能總結(jié)出彈簧對小車的力產(chǎn)生的過程？

生：甲圖：彈簧被拉伸了，想向右恢復(fù)原來的樣子，就會對左邊連著的小車產(chǎn)生拉力。乙圖：彈簧被壓縮了，想向右恢復(fù)原來的樣子，就會對左邊連著的小車產(chǎn)生推力。

師：那彈簧對小車上面的物體有力的作用嗎？為什么？

生：沒有，因?yàn)闆]有接觸。

師：非常好。那么我們把同學(xué)們剛才發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象一起總結(jié)一下。彈簧的力是由于發(fā)生彈性形變的彈簧由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的小車產(chǎn)生力的作用。其實(shí)這就是物理中的彈力。通過這一教學(xué)片斷活動，學(xué)生的彈力概念是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過觀察實(shí)驗(yàn)，總結(jié)和歸納形成。這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生扎實(shí)的掌握了物理概念，同時(shí)能夠做到培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念在頭腦中提煉和升華。實(shí)際上很多物理概念的教學(xué)都可以借助實(shí)驗(yàn)來達(dá)到我們預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。比如：彈性限度、最大靜摩擦力、滑動摩擦力等都可以借助實(shí)驗(yàn)落實(shí)概念，從而提升學(xué)生的物理觀念這一素養(yǎng)。

2.巧用類比教學(xué)深入物理概念

物理中一些概念有點(diǎn)相似。在平常的教學(xué)中我們可以通過類比的方法來研究它們。如學(xué)習(xí)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念時(shí)，我們可以通過類比電場強(qiáng)度E來進(jìn)行教學(xué)。這兩個(gè)概念本身都很抽象，既然電場強(qiáng)度已經(jīng)研究清晰了。我們就可以通過類比更快地熟悉磁感應(yīng)強(qiáng)度。具體如下：

師：電場的性質(zhì)是什么？

生：對放入其中的電荷有力的作用。

師：所以在研究電場時(shí)，我們是通過引入一個(gè)試探電荷，發(fā)現(xiàn)試探電荷受到的力與電荷的比值對同一位置來說是不變的。從而得到E=F/q。那么磁場的性質(zhì)是什么？

生：對磁性物質(zhì)和通電導(dǎo)線有力的作用。

師：那應(yīng)該研究哪個(gè)對象好呢？

生：通電導(dǎo)線，因?yàn)殡娏鞔笮『蛯?dǎo)線的長度能測。

師生就類比于電場強(qiáng)度的方法，共同完成了實(shí)驗(yàn)，得到F=BIL，從而得到B=F/IL。類比的教學(xué)方法可以降低概念形成的難度，特別是對抽象的概念起到的效果會更加明顯。

二、在規(guī)律教學(xué)中，落實(shí)物理觀念

1.激發(fā)認(rèn)知沖突，真正認(rèn)識物理規(guī)律

學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理規(guī)律時(shí)，心中對這個(gè)物理規(guī)律多少有一點(diǎn)認(rèn)識。這些認(rèn)識可能來源于生活，可能來源于以前的知識。有時(shí)學(xué)生的一些認(rèn)識是錯誤的。在這種情況下，我們?nèi)绻脤?shí)驗(yàn)等比較直觀的方法沖激他們原有的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的求知欲，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會有顯著的效果。如學(xué)習(xí)自由落體運(yùn)動時(shí)，學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為越重的物體下落的越快。教師可以引導(dǎo)學(xué)生動手完成以下實(shí)驗(yàn)：相同材料的兩張紙，大小不一樣，小的揉成紙團(tuán)，同一高度同時(shí)靜止下落。學(xué)生會觀察到輕的物體下落的快，這與自己的前概念完全不符合。在這種刺激下，學(xué)生便會努力學(xué)生下落快慢真正取決于哪些因素。學(xué)生對自由落體運(yùn)動的規(guī)律認(rèn)識就會更加到位。我們同樣可以用傳感器演示對加速運(yùn)動的物體來說規(guī)律照樣成立。再次提升學(xué)生對知識的深入認(rèn)識，并在這一過程中不斷地提高學(xué)生的物理觀念的素養(yǎng)。

2.合理設(shè)計(jì)問題，層層剖析規(guī)律

許多物理規(guī)律并不是很輕易能夠理解。我們在學(xué)習(xí)新的規(guī)律時(shí)若能做到對問題進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散式的思考最后總結(jié)出規(guī)律，這對學(xué)生的學(xué)習(xí)有效性和落實(shí)物理觀念是非常有效的。如在學(xué)習(xí)楞次定律時(shí)，首先第一問：感應(yīng)電流的方向可能有哪些因素決定？然后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一一對比，找到因素。再問：能否把四種合并成兩種情況？引導(dǎo)學(xué)生合并成磁通量增加和減少的兩種情況。合并完成后，再問：能否把兩種情況合并成一種情況？最后得出楞次定律。通過層層設(shè)問可以幫助學(xué)生降低尋找規(guī)律的難度和提升對規(guī)律認(rèn)識的深度。

不同的知識我們要采用合適的教學(xué)方法，不僅讓學(xué)生有效地掌握了知識，同時(shí)也落實(shí)了物理觀念這一素養(yǎng)，達(dá)到了事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]彭前程.談對“學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)及物理學(xué)科核心素養(yǎng)”的理解[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017（10）：1-4