淺談物理觀念

吳巧燕

摘 要 近年來，核心素養的教學理念日益受重視。中學物理提高學生核心素養，主要體現在物理觀念，物理科學思維，科學態度和實驗探究能力這四方面。而物理觀念作為核心素養內在要求的重要組成部分，主要體現在客觀事實現象出發，回歸到客觀現實本質，將原有的觀點轉化成觀念，并且重塑形成新的知識體系和認知體系。如同中學熱力學的學習過程，學生由直觀感知，通過程序化的思維加工，內化成客觀認知。

關鍵詞 物理觀念;理想氣體;規律;認知;系統

中圖分類號：G632???????? 文獻標識碼：A?????? 文章編號：1002-7661（2019）10-0101-01

核心素養模型初見于2012年世界經濟合作組織，后于2014年我國教育部印發的課程改革指導，明確提出提高學生核心素養發展體系的指導意見。從而各個學科開始研究服務于發展學生核心素養的內在要求和相應措施。

中學物理課程對學生核心素養的發展幫助，主要體現在提升學生的物理科學素養。而物理科學素養主要體現在物理觀念，物理科學思維，科學態度和實驗探究能力這四方面。其中物理觀念作為物理科學素養的重要組成部分，是物理體現核心素養的起點，也是歸宿。本文以中學物理熱力學中的理想氣體狀態變化規律為例，從中學教師的角度理解學生物理觀念形成。

一、物理觀念的直觀認知

百度百科詞條對觀念的解釋是某者對事物的主觀與客觀認識的系統化之集合體，而《大辭海》的表述為：觀點有兩個含義，一是觀察事物時所處的位置或采取的態度，二是指對事物或問題的看法。與我們平時感知的觀點不一樣之處在于，觀念是需要客觀認識后的系統認知，而觀點更多側重格式的直觀認知，只是對事情的各部分關系形成理解，而不是要素的集合[2]。學生對于氣體的最初認識是身邊的空氣，空氣“可冷可熱，可能會讓人覺得比較悶或者舒爽”等，這些直觀認知觀點是學生學習氣體狀態變化規律的基礎，而在學習的過程中，將會有相應的壓強、體積和溫度來度量這些感知。但是在學習的過程中，由于大氣外層太陽光線以及自身感知空間結構的局限性因素，對壓強的理解過程中顯得很乏力，畢竟空氣是流動的，太陽會照射，微觀上氣體分子之間也會存在相互作用。因此創建物理模型“理想氣體”，對研究氣體狀態的壓強P、體積V和溫度T變化有著重要的意義。從微觀理解形成壓強根本原因后，再結合體積和溫度因素進行認識。

二、物理觀念的加工：認知革新發展

學生學習的過程既是需要感知、記憶、想象、思維、意志等對知識信息進行接受、編碼、貯存、提取和使用的認知過程。初步學習氣體狀態，通過氣體實驗規律探究，學生可以分別去理解氣體的各個狀態量之間的相互影響，進而到利用單氣體變化規律求解不同狀態下的P、V和T。但是，若是當單氣體某一穩態下的PVT中的任意兩個物理狀態量都未知，學生在如何理解這個階段的狀態是比較混亂的，往往表現得比較凌亂。這個時候，如果能通過舊知來幫助學習者調試已有的心智模式，構建新的心智模式，可以更好地掌握系統知識。

例如，若是學生知道一個氣體對象一個過程變化，轉化到數學函數關系中，對應該氣體對象的兩個狀態聯系，只有一個關聯關系是無法找出，此時，應是思考是否存在第三狀態，或者第二個氣體對象關聯理解，會更好地理解目標氣體對象狀態的轉變。這將是直觀感受通過思維程序化加工后形成客觀認知的重要步驟。

三、物理觀念的系統重塑：知識體系和認知體系

當學生掌握了求解氣體狀態量的變化后，若是僅限于此階段的認知，只是一種知識加工以及學習技能的掌握。在此基礎上，可以嘗試協助學生跳出固有的知識局限，重新審視自己的知識體系。只有學生內化了的對物理學的認知品質，整體把握物理學知識結構，在對人類認識物理學的發展過程、思維方式、研究方法的認知與理解的基礎上才能獲得物理觀念。

在理解理想氣體的變化規律過程中，氣體變化并非只是感知的冷熱等不同的效果，還有狀態變化，這些變化可以通過相同或者不同的氣體對象找出相應的物理狀態，從直觀到客觀的科學認知內化;利用氣體自身變化規律，或者聯系多部分密封氣體對象的變化規律，重新認識“空氣”，從觀點到觀念的重建。

四、小結

其實物理觀念并非是獨立形成的，而是結合物理科學思維和科學探究，在學習過程中，不斷通過思維探索，認知結構的加工，重塑收獲了固化認識到新客觀認知系統，真正形成物理觀念，然后發展成具有普遍性知識和技能，體現出發展學生核心素養的內在要求。

參考文獻：

[1]夏征農.大辭海.語詞卷[M].上海辭書出版社，2011.

[2]陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007（3）：157.

[3]李敬然.中學生學習物理規律的認知障礙分析及解決策略[D].東北師范大學，2006.

[4]M.David Merrill，盛群力，鐘麗佳等譯.首要教學原理[M].福建教育出版社，2016：338.

[5]蔡鐵權，鄭瑞.物理觀念的物理教育價值——物理觀念教育思考[J].物理教學，2018（12）：5.