直觀體驗法在物理概念教學中的應用
——以省級優課《功》為例

李田甜

（廣州市培英中學，廣東 廣州）

高中物理學科的核心素養圍繞“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個維度展開。它集中概括了物理學科的教育價值，為高中物理教學指明了新的方向。物理概念既是物理學大廈的基石，也是高中物理教學的重點。如何將物理學科核心素養融入概念教學中是一線教師亟待解決的問題。

一、直觀體驗法

在物理概念教學中，以直觀體驗來沖擊學生的感官和思維，抓住學生的有意注意和無意注意，讓學生親歷概念形成的科學思維過程，享受思維升華的樂趣，并在此過程中提升物理核心素養。

直觀體驗法，是指讓學生通過對客觀事物的直接接觸而獲得感性認識，讓客觀事物在大腦中形成最直接、最生動的反映。物理概念的建立，往往要經歷“觀察—比較—概括—抽象”的科學思維過程。運用直觀體驗法進行物理概念教學時，不僅要注重感官的體驗，更要注重思維的體驗。下面以省級優課“功”為例，論述直觀體驗法的應用。

二、直觀體驗法教學應用

1.直觀體驗實驗過程

形成概念的過程中，學生常常會因感性認識不足而產生思維障礙。創設物理情境，幫助學生建立感性認識是解決這個問題的好辦法。

教學片段1

小實驗：兩位同學拉緊一張復印紙的四個角，老師將一個重物輕放在紙上。紙可以托住重物。此時，老師突然拿起重物，從高處落下，則紙無法托住重物，重物落地。

師：同樣一個重物，為什么輕放在紙上時，紙可以托住，從高處落下時卻托不住？

生：因為高處落下的重物具有更多的動能。

師：它的動能是怎樣得來的？

生：重力勢能轉化而來的。

師：重力勢能又是怎樣得來的？

生：在舉起重物的過程中手對重物的力做了功。

本環節對于培養學生核心素養的意義：實驗吸引了學生的無意注意，設問吸引了學生的有意注意。學生經歷了參與和觀察實驗、提出問題、解決問題、引入概念的過程，對于功和能的關系有了更清晰的認識，強化了守恒的物理觀念，培養了觀察、描述、分析、交流等科學探究的能力。

2.直觀體驗理論探究過程

在概念課的教學中，我們還能通過理論探究來培養學生的猜想能力和科學思維。下面以推導恒力做功表達式的教學片段為例。

教學片段2

師：在實際生活中，若力的方向與位移的方向成一夾角。如何計算功？我們可以將這個問題簡化成相應的模型。若已知拉力大小為F，與水平方向成α角，位移大小為l，如何計算拉力的功？

生：將拉力F分解為水平分力F1和豎直分力F2。其中F2與位移垂直，不做功，所以F的功就等于F1的功。

師：非常好！……（展示求解過程，得到W=Fcosα·l）除了這個方法外？還有其他方法嗎？（教師繼續引導學生類比思考，通過分解位移的方法得出結論）

本環節對于培養學生核心素養的意義：猜想與假設是科學思維的一種方式，其基本思維過程，就是根據所觀察、發現的事實，調動原有知識和經驗，對該事實的成因或結果做出猜想與假設并進行解釋的過程。理論探究的環節，可以讓學生體驗猜想與假設的思維過程，培養猜想能力和科學思維。

3.直觀體驗肢體語言表達過程

動作、行為是大腦認知的外在表現。讓學生通過肢體語言來表達對概念的理解，不斷強化認知。

教學片段3

小活動：體驗1 J的正功與負功。手托課本放于體側，勻速向上舉過頭頂。再勻速放下，讓課本回到體側。經測量，課本質量約100 g，勻速上升時，手對課本的支持力約為1 N。課本位移約為1 m。支持力對課本做功約1 J。勻速下降時，支持力對課本做了約1 J的負功，并由學生觀察得出由力與位移的夾角決定功的正負。

片段3中，學生對1 J的功有了明顯的直觀感受，強化了對單位量的認識；自然引出負功的概念，啟發學生思考“功”是矢量還是標量的問題，培養深入探索的科學精神；由觀察得出力與位移的夾角決定功的正負，培養了觀察能力。

核心素養下的物理概念教學更加注重科學研究方法的應用、關注學生真實的情感體驗、借助原始物理問題培養學生解決實際問題的能力和意識。這些要求的落實都離不開教學的主體——學生。直觀體驗法的核心思想是運用注意規律，在課堂中緊緊抓住學生，讓學生在直觀體驗中學習物理概念，提升核心素養。在具體教學環節的設計方面，上述環節均有以下共同特征：第一，問題引導；第二，制造與已學知識的沖突或關聯；第三，難度適當，符合學生的“最近發展區”。