對課堂教學中落實物理觀念的思考

嚴信正

摘 要：《標準》中是這樣界定：“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基礎認識，是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華，是從物理學視角解釋現象和解決實際問題基礎。主要包括物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及應用等要素。在實際的課堂教學中物理觀念的形成常常伴隨于科學概念、科學規律、科學理論等知識的學習過程中。可見物理觀念的形成是在高中物理的教學過程中需要經常落實的一項核心素養。在課堂中落實物理觀念成為一個重要任務之一。

關鍵詞：物理核心素養;物理觀念

一、在概念教學中落實物理觀念

概念教學是高中物理新課教學的常見類型之一。而在整個高中物理教學中，我們在幫助學生構建許多物理概念的同時，還需要落實物理觀念這一素養。這會讓學生對知識的理解到達一個新的高度。如何在物理概念課中落實物理觀念呢？

1.利用隨堂實驗顯化物理概念

如物理必修一《彈力》這節內容中有許多物理概念。而彈力的概念比較抽象，同時又是本節課的重點和難點。如何突破呢？我們可以借助演示實驗。實驗如下：

首先演示拉伸和壓縮彈簧，釋放一邊，彈簧怎么運動？

學生觀察后總結：彈簧拉伸后想縮回，壓縮后想彈出去。總之，要恢復到原來的樣子。

再演示上圖課本中的實驗。

師：甲圖小車為什么向右運動，乙圖為什么向左運動？

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一樣嗎？

生：不一樣，一個拉伸一個壓縮。

師：那么能不能總結出彈簧對小車的力產生的過程？

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

師：那彈簧對小車上面的物體有力的作用嗎？為什么？

生：沒有，因為沒有接觸。

師：非常好。那么我們把同學們剛才發現的現象一起總結一下。彈簧的力是由于發生彈性形變的彈簧由于要恢復原狀，對與它接觸的小車產生力的作用。其實這就是物理中的彈力。通過這一教學片斷活動，學生的彈力概念是建立在實驗基礎上，通過觀察實驗，總結和歸納形成。這樣的教學方式讓學生扎實的掌握了物理概念，同時能夠做到培養學生的物理觀念在頭腦中提煉和升華。實際上很多物理概念的教學都可以借助實驗來達到我們預期的教學目標。比如：彈性限度、最大靜摩擦力、滑動摩擦力等都可以借助實驗落實概念，從而提升學生的物理觀念這一素養。

2.巧用類比教學深入物理概念

物理中一些概念有點相似。在平常的教學中我們可以通過類比的方法來研究它們。如學習磁場中的磁感應強度B的概念時，我們可以通過類比電場強度E來進行教學。這兩個概念本身都很抽象，既然電場強度已經研究清晰了。我們就可以通過類比更快地熟悉磁感應強度。具體如下：

師：電場的性質是什么？

生：對放入其中的電荷有力的作用。

師：所以在研究電場時，我們是通過引入一個試探電荷，發現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。那么磁場的性質是什么？

生：對磁性物質和通電導線有力的作用。

師：那應該研究哪個對象好呢？

生：通電導線，因為電流大小和導線的長度能測。

師生就類比于電場強度的方法，共同完成了實驗，得到F=BIL，從而得到B=F/IL。類比的教學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、在規律教學中，落實物理觀念

1.激發認知沖突，真正認識物理規律

學生在學習新的物理規律時，心中對這個物理規律多少有一點認識。這些認識可能來源于生活，可能來源于以前的知識。有時學生的一些認識是錯誤的。在這種情況下，我們如果用實驗等比較直觀的方法沖激他們原有的認識，激發學生的求知欲，對激發學生的學習興趣會有顯著的效果。如學習自由落體運動時，學生的生活經驗認為越重的物體下落的越快。教師可以引導學生動手完成以下實驗：相同材料的兩張紙，大小不一樣，小的揉成紙團，同一高度同時靜止下落。學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，學生便會努力學生下落快慢真正取決于哪些因素。學生對自由落體運動的規律認識就會更加到位。我們同樣可以用傳感器演示對加速運動的物體來說規律照樣成立。再次提升學生對知識的深入認識，并在這一過程中不斷地提高學生的物理觀念的素養。

2.合理設計問題，層層剖析規律

許多物理規律并不是很輕易能夠理解。我們在學習新的規律時若能做到對問題進行合理地設計，引導學生發散式的思考最后總結出規律，這對學生的學習有效性和落實物理觀念是非常有效的。如在學習楞次定律時，首先第一問：感應電流的方向可能有哪些因素決定？然后通過實驗數據進行一一對比，找到因素。再問：能否把四種合并成兩種情況？引導學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。通過層層設問可以幫助學生降低尋找規律的難度和提升對規律認識的深度。

不同的知識我們要采用合適的教學方法，不僅讓學生有效地掌握了知識，同時也落實了物理觀念這一素養，達到了事半功倍的效果。

參考文獻

[1]彭前程.談對“學生發展核心素養及物理學科核心素養”的理解[J].中學物理教學參考，2017（10）：1-4