基于學科核心素養提升的物理概念教學

姚娜 梅曉璇

學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理核心素養主要包括“物理觀念”、“科學思維”、“科學探究”、“科學態度與責任”四個方面。物理教學應根據新課改的基本理念和學科核心素養的要求，創造性地開展教學工作，將物理學科核心素養的培養貫穿于物理教學活動的全過程。

物理概念教學是物理教學的基礎，目的是使學生掌握事物的物理屬性或物理現象的本質特征。在高中物理教學中，教師要注意優化概念教學，將核心素養的基本理念有效地融入其中，提升物理課堂的品質。那么，在高中物理概念教學中，如何提升物理核心素養？下面筆者結合自己的教學實踐，談幾點具體的做法，以便拋磚引玉。

一、創設情境、獲得感知

建構主義學習理論認為，學習過程是知識體系構建的一個過程，因此，教學應以學生的學為中心。高中階段的物理學習對理解能力要求較高，內容也比較抽象，有些物理概念不像初中那樣可以直觀認知和形象理解。這就要求我們深入研究，根據學生的實際認知規律和教學內容的特點，創設物理情境，豐富物理過程，將原本抽象的物理概念形象化、直觀化，讓學生能有所感知。

案例（一）：以高中物理選修3-1《電勢能》的教學為例，讓學生真切地感受到“電場有能量”，教學設計如下：

師：這是一個普通節能燈，怎么能讓它發光？

生：接入電路;

師：將節能燈接入電路，電能轉化為光能，不接入電路，節能燈能不能發光？

演示實驗1：特斯拉線圈，隔空點亮日光燈管如圖1所示。

師：看到什么現象？想到什么問題？有東西在提供能量，什么在提供能量？

生：電場提供能量;

師：特斯拉線圈接上9V電池，放電端就好像是一個正或負的電荷，在其周圍就有它激發的電場。電場在提供能量，讓節能燈發光，電場有能量。靜電場中是否也有類似現象？那么有什么辦法研究這種儲存于電場中的能量呢？

演示實驗2：這個一個粘有鋁箔的酸奶盒如圖2所示，它現在叫靜電電動機，用靜電棒去靠近它，仔細觀察有什么現象？

生：酸奶盒越轉越快;

師：酸奶盒由靜止到運動，受到力的作用;

什么力做功使酸奶盒運動？什么形式的能轉化為動能？

生：靜電力做功，靜電場中的能量轉化為動能。

本環節通過演示實驗設置問題情境，引導學生逐步解決問題主要有兩個目的：1.確鑿地向學生反映出電場有能量、電場有儲存能量的本領的事實，從而使電勢能真實、具體、可感觸，培養學生逐步形成物質觀念; 2.通過對實驗現象的觀察分析，引導學生應用力學和能量的觀點分析問題，幫助學生建立相互作用觀和能量觀，從而提升學生的物理學科核心素養。

二、科學思維、形成定義

物理概念是人們頭腦中對客觀事物的物理共性和本質特性的反映，是物理事物和物理過程的思維加工和抽象概括。在實踐得來的感性認識基礎要上升成理論認識，需要經過思維加工，可以通過多種不同的科學方法形成概念。

案例（二）：《電勢能》的教學中，通過實驗學生感受到“電場有能量”，但要形成電勢能的概念，還是有一定的難度。

具體教學設計如下：

師：物體在地面附近由A運動到B，重力做功與重力勢能變化有什么關系？

生：應用動能定理：WAB=ΔEK=EKA-EKB

根據能量守恒定律：ΔEK=-ΔEp

WAB=EPA-EPB

師：如圖4所示，將+q從A點到B點的過程中，電場力做功對應什么能的變化？

生：類比靜電力做功和重力做功可知，對于靜電力做功同樣有---WAB=EpA-EpB，靜電力做功等于A位置某種形式能減去B位置某種形式能;

師：對于靜電力做功，EP是什么呢？

生：電勢能;

師：電場中的EP能不能叫勢能？我們一起回顧必修2教材中，關于勢能的定義，相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢能。

電荷在電場中受電場力運動，電場力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟運動的路徑無關，功的大小等于電荷在初位置的某種能量EPA與末位置的某種能量EPB兩者之差。EP與電荷在電場中位置有關，符合勢能的定義，可以稱其為電勢能。

本課例中，根據靜電力做功和重力做功規律相同，均與路徑無關，只與初末位置有關;及電場和重力場在某些屬性上的類似為出發點，利用類比的方法從重力做功與重力勢能的變化關系推理出靜電力做功與電勢能變化的關系，建立電勢能的概念。通過思維加工，幫助學生從熟悉的情景出發，總結概括出抽象、不熟悉的電勢能的概念。在形成概念的過程中，培養學生的科學思維能力，落實核心素養。

在中學物理中，反映物理思維、科學方法的內容是很多的，要完全做到融方法于知識中，也并非易事，但只要在概念和規律的教學中，重視方法的探討，就可做到使學生在學習物理知識的同時，又掌握了科學的思維方法。

三、實踐應用、深化理解

物理學本身就是一門實踐性很強的自然學科，物理概念都是從實踐中總結出來的，所以只有把物理概念應用于實踐，應用于解決實際問題，才能體現出物理概念的價值與作用。在物理概念教學中，也要增強實踐意識，在幫助學生深入理解概念的同時，提升學生的核心素養。增強實踐意識的途徑是體驗，而不是知識。

綜上所述，概念教學是物理教學中的重難點，也是中學生感知、接受、掌握物理知識的一個關鍵節點。只有提高概念教學的有效性，才能促進學生物理核心素養的形成與發展。在新課改的引領下，教師要新觀念，積極探索，重視學生物理概念的建構過程，既要重視知識的“去脈”，更要重視知識的“來龍”。在指導學生概念學習的同時，不斷提升和發展學生的學科核心素養。