基于核心素養的高中物理概念教學策略

梁金中

摘 要：新修訂的《高中物理課程標準》將學科素養作為教學的重要任務，而物理概念的教學則是培養學生物理學科素養的有效途徑，本文探討基于核心素養的高中物理概念教學策略，通過創設問題情景，設置親身體驗，實驗探究，類比教學，結合物理學史，遵循概念的發展性和及時復習鞏固等教學策略，能夠有效地促進學生進行概念的意義建構，發展學生的學科素養。

關鍵詞：學科素養；物理概念；教學策略

物理概念是自然現象和客觀事物最本質特征和屬性的反映，它是物理知識中最重要的基本元素，是學生學習物理知識，掌握物理規律，解決物理問題的重要基礎。2017年版的《高中物理課程標準》將“物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任”做為物理學科的核心素養，強調物理觀念的形成和發展需要學生通過物理概念、物理規律等內容的學習及運用才能逐步形成，教師引導學生經歷物理概念的建構過程和物理規律的形成過程，是發展學生科學思維的重要途徑。

高考物理《考試大綱》也強調：“高考物理試題著重考查知識、能力和科學素養”，在理解能力上要求考生“要理解物理概念的確切含義，能夠清楚地認識概念的表達形式，能夠鑒別關于概念的似是而非的說法”等。可見，落實高中學生的學科素養是新課程物理教學的重要任務，物理概念的教學是培養學生物理學科素養的重要途徑。探討基于核心素養下的高中物理概念教學策略已是當務之急，本文圍繞物理概念的教學策略進行探討。

1 創設真實情景，增強感性認識

物理學是一門研究自然界物質運動最一般規律和物質基本結構的學科，許多物理概念都是從生活現象中抽象概括形成的，因此，在物理概念的教學中應充分利用學生身邊熟悉的現象和事實，引導和啟發學生觀察與思考，以增強感性認識，促進學生意義地建構物理概念。如在“自由落體”教學中，可以播放在月球上同時釋放鐵錘和羽毛的視頻，在“超重與失重”概念教學中播放“王亞平的太空授課視頻”，在“自感”概念的教學中演示自感實驗現象等等，讓學生感受真實的物理現象，增強感性認識。

在物理概念的教學中，教師可以創設針對性的問題情景，讓學生充分參與概念的教學過程，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，應用各種物理思維和方法，排除學生前概念對教學產生的影響，讓學生重構新概念，理解新概念的確切含義，發展學生的學科素養。如在“位移”概念的教學中，由于學生已有“路程”的前概念，常誤以為“路程”可以用來表示物體的位置變化，混淆兩個概念，為了解決這個問題，可以設置如下的教學情景：“放學后，老師行走862米的路程回到家里，你們能知道我家的位置嗎？”顯然，學生表示無法確定老師家的位置；老師補充說：“如果我出校門走另一條道，我回家的路程則需要1368米，我這兩種走法位置變化相同嗎？”， 經過學生的激烈討論和思考，學生不僅對“路程”概念的理解更深刻，也為引入“位移”概念做好準備。

2 設置親身體驗，親歷概念形成

俗話說：良好的教育來自深刻的體驗。在物理概念的教學中，教師要盡可能設置讓學生參與互動，觀察或肢體感受等體驗性活動，經歷科學家探究物理問題的基本過程，獲得構建物理概念的最直接體驗，從而提升學生的學習能力，促進學科素養的提升。如在“向心力”概念的教學中，可讓學生用細線提著小球在水平桌面做圓周運動，感受各種情形下細線的拉力情況，也可讓學生用手掌托著物理課本，伸直手臂在水平面內做圓周運動，感受手掌對課本的作用力，還可嘗試快速做圓周運動將書本摔出，感受離心運動現象。在“超重與失重”的教學中，可讓學生體驗電梯上下運動時腳與底板的作用力情況，觀察懸掛在電梯里的彈簧稱對重物拉力的示數變化規律，或讓學生站在體重計上觀察站立、蹲下過程中的讀數變化情況，等等，設置讓學生親身體驗的物理情景，讓學生親歷概念的形成過程。

3 重視實驗探究，讓數據揭示概念

有些高中物理概念需要進行定量研究，讓學生經歷演示實驗或分組實驗，通過實驗獲取實驗數據，分析數據，揭示事物的本質特征，順利構建物理概念。如在“電阻”概念的教學中，可以設計兩個不同電阻的并聯電路，讓學生分別測量其若干組電壓值U和電流值I，然后引導學生分析實驗數據，認識不同電阻對電流的阻礙情況，發現電阻的本質特征，懂得用U/I值定義電阻R的意義。在數據分析時也可以引導學生應用U-I圖象進行分析，從而直觀地認識導體的電阻特性。又如動摩擦因數、電場強度、電容和折射率等概念的教學，也需要通過設計實驗進行教學，這不僅能促進學生意義建構物理概念，也能較好地培養學生的科學探究能力，提高物理素養。

4 巧用類比法，順應新概念

在高中教學中，某些物理概念的教學可以類比已學過的物理概念的構建方法，達到化難為易，讓學生更好地順應新概念的形成，提高學習效率。如加速度、功率等概念的定義可以類比速度概念的定義方法，電路類比水路，電流類比水流，電源類比水泵，點電荷類比質點，電場線類比磁感線，渦流類比水旋渦，等等，都可以達到較好的教學效果。對于抽象不易理解的概念，教學中應盡可能通過類比學生熟悉的物理現象，幫助學生理解新概念。如電場是一種特殊物質，看不見摸不著，電勢概念和電勢能概念比較抽象，在靜電場的教學中如果能類比重力場進行教學，通過類比重力、高度、重力勢能等學生熟悉的概念，學生就能較好地理解電勢和電勢能概念。

5 巧借物理學史，拓寬概念視野

在物理學發展過程，科學家在探索自然規律中形成了許多寶貴的科學思想與方法，若在教學中能加以介紹和借鑒，就能更好地幫助學生理解概念和拓寬科學視野。如在力與運動的教學中，通過介紹亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等科學家的觀點和研究方法，引發學生思考和討論，將有助于學生對“力與運動”關系的理解與掌握，樹立正確的相互作用觀和運動觀。又如在光的波粒二象性的教學中，可以結合惠更斯和牛頓的基礎研究，剖析楊氏雙縫干涉實驗、赫茲實驗、光電效應等現象的本質，理解麥克斯韋和愛因斯坦所提出的重要理論，從而讓學生更好地理解人類對光的波粒二象性的認識歷程，更好地掌握光的本質。

6 遵循概念的發展性，深化概念理解

高中物理的教學內容是循環遞進的，物理概念的認識和理解也是逐步完善的，教學中應注意教學內容的承上啟下，引導學生不斷豐富對物理概念的理解和掌握。如對“力”概念的認識就是一個不斷遞進和完善的過程，“力是物體對物體的作用”是對力的最初級表述，適合初中學生的理解水平。“力是物體間的相互作用”及牛頓第三定律的內容，更深刻地揭示了力的本質特征，是高中學生理解能力和思維能力的結果。“力是改變運動狀態的原因”，是將力與運動緊密地聯系起來所形成的物理觀，與定量研究的牛頓第二定律形成慎密的動力學思想與方法。又如“速度”概念的教學，在初中階段，速度被定義為“路程與時間的比值”，在某種意義上適合初學者對運動快慢的理解，到了高中階段，先是建立“位移與時間的比值”的平均速度概念，粗略地描述了物體的運動快慢，繼而應用微元法和極限思想形成瞬時速度概念，學生也因此懂得如何測量速度的方法（如利用小車上的檔光片與通過光電門的遮擋時間來測量小車的速度）。此后，在研究勻速圓周運動時，又引進“線速度”和“角速度”概念，在研究曲線運動引入合速度與分速度概念，最終學生對“速度”概念有了更系統的理解和掌握。由此可見，物理概念的教學遵循著循序漸進的發展性原則，教師須統領教學全局，讓學生系統性地學習物理概念，形成正確的物理觀念。

7 合理安排練習，鞏固物理概念

物理概念是事物最本質特征和屬性的抽象概括，初學者往往不易理解和掌握，尤其在概念的內涵和外延的理解方面，往往會出現這樣或那樣的錯誤，因此必須及時進行復習和鞏固，“學而時習之”便是這一道理。通過適量做題可以有效地幫助學生鞏固所學的物理概念，在例題選擇上應當緊扣概念的內涵和外延進行有針對性的訓練，如位移、速度、速率、速度的變化、加速度等概念，要注意其矢量性和易混淆等特點進行針對練習。

物理概念的教學是學生學習物理知識的基礎，只有正確構建物理概念，才能理解有關物理規律，并應用它解決物理問題，物理概念的教學是發展學生科學素養的重要途徑，在教學中應注意轉變教學方式，通過創設問題情景，引導學生觀察、親身體驗、實驗操作等教學策略，應用科學思維和方法，讓學生實現對物理概念的意義建構，促進學生學科素養的全面提升。