高中物理證據(jù)意識培養(yǎng)策略

蘇濤

【摘要】自然和生活現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象、科學(xué)常識與原理等，都可以被稱作證據(jù)，教師應(yīng)當(dāng)合理指導(dǎo)學(xué)生運用各類證據(jù)學(xué)習(xí)物理。下面主要以“超重和失重”教學(xué)為例，落實：創(chuàng)設(shè)情境提出問題，引導(dǎo)學(xué)生猜想假設(shè);指導(dǎo)小組共同探究，收集物理數(shù)據(jù)證據(jù);借助物理科學(xué)知識，分析辯證物理科學(xué)原理;聯(lián)系生活生產(chǎn)實踐，評價成果交流感想。通過有效落實以上培養(yǎng)策略，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生高中物理證據(jù)意識。

【關(guān)鍵詞】高中物理;證據(jù)意識;超重和失重;收集證據(jù);科學(xué)原理

物理是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)學(xué)科，因此在物理教學(xué)中教師要指導(dǎo)學(xué)生做各種各樣的實驗，而實驗最講求證據(jù)，因此證據(jù)對于物理學(xué)科具有重要的意義。高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，啟發(fā)學(xué)生質(zhì)疑精神，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力，更好地提高物理學(xué)科教學(xué)的有效性。過去的高中物理教學(xué)中，教師多是以單獨講授為主的教學(xué)方式，常常否定學(xué)生猜想與假設(shè)，有時還會干預(yù)一些問題證據(jù)，不利于培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識與學(xué)科核心素養(yǎng)。新課改背景下的高中物理教學(xué)中，教師要根據(jù)課程的主題內(nèi)容，指引學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作探究，探尋各類證據(jù)，更好解決問題，進而達成培養(yǎng)目標。

一、創(chuàng)設(shè)情境提出問題，引導(dǎo)學(xué)生猜想假設(shè)

物理與現(xiàn)實生活有著密切的聯(lián)系，高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識，教師可以先根據(jù)物理課程主題與內(nèi)容，借助圖片以及視頻資源，制作教學(xué)課件與微課視頻，在課堂上展現(xiàn)這些內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)生動的情境，提出若干問題，進而引導(dǎo)學(xué)生進行猜想、作出假設(shè)，為進一步探究知識打好基礎(chǔ)[1]。

例如，新人教版必修一的“超重與失重”的教學(xué)中，結(jié)合課程的主題內(nèi)容和教學(xué)目標，教師先展現(xiàn)火箭升空、太空艙活動、電梯升降等情境。教師結(jié)合重力知識先提問：何為重力？為何航天員在太空艙內(nèi)能飄起來？電梯升降中物體質(zhì)量有何變化？是不是物體的重力發(fā)生了變化？通過這些提問引發(fā)學(xué)生思考，以彈簧測力計為例，解釋視重和實重的概念，讓學(xué)生明確：超重是視重比重力大，失重是視重比重力小。結(jié)合學(xué)生回答情況，教師先總結(jié)超重現(xiàn)象：物體對水平支持面的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ笥谖矬w所受重力，讓學(xué)生自己總結(jié)失重現(xiàn)象。

二、指導(dǎo)小組共同探究，收集物理數(shù)據(jù)證據(jù)

通過前期對與物理相關(guān)的生活內(nèi)容的思考與探索，總結(jié)生活與生產(chǎn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生初步進行猜想與假設(shè)。物理作為自然科學(xué)學(xué)科，講求證據(jù)，要在科學(xué)證據(jù)的基礎(chǔ)上進行推理和判斷，進而得出科學(xué)論斷[2]。因此，教師要繼續(xù)指導(dǎo)小組參與共同探究，通過演示實驗或者探究實驗，收集物理數(shù)據(jù)證據(jù)。

例如，關(guān)于“超重與失重”的課程中，結(jié)合以上學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，教師可以繼續(xù)提出問題：在什么情況下會發(fā)生超重或者失重呢？有的學(xué)生說在太空中、在月球上，還有的學(xué)生說在電梯運行中。根據(jù)電梯運行過程，進行受力分析，得出根據(jù)不同運動過程，與V方向、a方向相關(guān)，F(xiàn)N和G具有不同關(guān)系，發(fā)生的現(xiàn)象各有不同。教師播放電梯中放置稱量物體的天平和彈簧測力計的視頻，不同運動過程的所測質(zhì)量各有不同，要求學(xué)生：記錄不同階段超重與失重現(xiàn)象，根據(jù)關(guān)系物理量記錄不同階段數(shù)據(jù)，探尋其中規(guī)律。教師先讓學(xué)生自主探究，然后將電梯運動過程分加速上升、勻速上升、減速上升、加速下降、勻速下降、減速下降共6個過程，V方向、a方向、FN和G的關(guān)系和物體狀態(tài)各不相同，如加速上升時V、a方向向上、FN>G，物體處于超重狀態(tài)。最后，教師指引學(xué)生得出結(jié)論：加速度方向向上時，物體發(fā)生超重現(xiàn)象，反之發(fā)生失重現(xiàn)象。

三、借助物理科學(xué)知識，分析辯證物理科學(xué)原理

在高中物理課程教學(xué)中，教師還要引導(dǎo)學(xué)生利用物理科學(xué)知識，分析問題和解答問題，這樣的學(xué)習(xí)效果更好，能夠培養(yǎng)學(xué)生思維能力和自主學(xué)習(xí)能力，更好發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。教師先讓學(xué)生自主進行分析與解答，然后予以點評和總結(jié)，運用物理科學(xué)原理進行分析辯證[3]。

例如，對于上述的“超重與失重”的課程，對超重和失重原理進行分析，教師可以讓學(xué)生利用F=ma的公式進行分析和解答。一段時間后，根據(jù)學(xué)生解答的情況，教師結(jié)合圖文予以總結(jié)：超重原理，當(dāng)電梯向上運動或向下運動，F(xiàn)-mg=ma，所以F=m（g+a）>mg;失重原理，當(dāng)電梯向下運動或向上運動，mg-F=ma，所以F=m（g-a）

四、聯(lián)系生活生產(chǎn)實踐，評價成果交流感想

高中物理學(xué)科知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系緊密，在培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識的過程中，除了結(jié)合實驗探究和公式推導(dǎo)培養(yǎng)，還可以讓學(xué)生與生活實踐聯(lián)系起來，結(jié)合生活感受物理，進而提高證據(jù)意識的培養(yǎng)效果。課程最后，教師評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，引導(dǎo)學(xué)生交流感想，以此完善物理課程教學(xué)。

例如，在“超重與失重”的課程中，主體內(nèi)容結(jié)束后，教師可以準備體重計，讓幾名學(xué)生按照老師的指導(dǎo)測量自己的體重，以此體驗超重和失重。比如：先測量自己現(xiàn)在的體重，然后在體重計上迅速下蹲到靜止過程，觀察體重計示數(shù)變化，再迅速起立，觀察示數(shù)變化。教師還可以結(jié)合航天員在太空中的失重狀態(tài)資料，講述完全失重，評價學(xué)生學(xué)習(xí)成果。最后，教師讓各小組交流本課學(xué)習(xí)成果。

結(jié)語：

綜上所述，物理學(xué)科教學(xué)的核心是科學(xué)探究活動，學(xué)科核心素養(yǎng)中的物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究等都需要以證據(jù)為基礎(chǔ)，因此教師教學(xué)應(yīng)當(dāng)高度重視證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生通過猜想與假設(shè)、實驗探究、聯(lián)系生活等，全面探尋證據(jù)，共同合理解釋證據(jù)，解決物理問題，進而有效地培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)意識。

參考文獻：

[1]馮麗， 賈劍. 高中物理證據(jù)意識培養(yǎng)策略——以”超重和失重”教學(xué)為例[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2021（8）：13-15.

[2]陳允怡. 高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略——以”超重和失重”教學(xué)為例[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2019（18）：10-11.

[3]呂立龍. 基于核心素養(yǎng)生成的物理課堂教學(xué)設(shè)計——以”超重和失重”為例[J]. 湖南中學(xué)物理， 2018（11）：82-84.