“五位一體”實驗教學新模式在高中物理教學中的應用
——以“牛頓第一定律”為例

許軍樓

(江蘇省泗洪中學 江蘇 泗洪 223900)

1.構建“五位一體”課堂教學，培養科學思維

構建“五位一體”課堂教學，首先需要在物理教學中充分體現物理觀念，培養學生形成科學思維，在認知、理解和掌握物理概念及規律的過程中發展所形成的物理觀念，并將其在物理課程中形成的物理觀念和思維應用于現實生活中各種問題的分析和解決中，在此過程中學生的探究能力、實踐意識和核心素養都會得到進一步的提高和增強。物理觀念是指從物理學角度出發形成的對物質、能量、運動、相互作用等的基本認知，包括物質觀、能量觀、時空觀和相互作用觀等。這些觀念都是物理學家經過長期的理論和實踐研究所總結和概括出的對物理世界最根本的認識，其指引著人們不斷學習和發現并解釋各種不同現象和規律。學生在日常的物理學習中通過對物理學科特征的深入理解能對物理知識取得概括性認識，并聯系其真實的生活情境進行深度學習，主動形成運用其物理思想、觀念和方法來學習物理知識、處理和解決實際情境問題的意識及科學思維習慣。例如在牛頓第一定律的教學中，首先需要使學生改變初中學習階段形成的錯誤前概念，包括“產生了慣性”、“受到了慣性作用”、“受到慣性力”等，正確認識慣性概念，讓學生充分理解牛頓第一定律(慣性定律)與慣性，充分領悟“一切物體都有保持原來運動或靜止狀態的性質，而力是改變這種狀態原因”的內容，以這一物理思想為基礎去解決實際問題。

2.構建“五位一體”課堂教學，培養多角度、多層次、開放性的思維能力

構建“五位一體”課堂教學，要重視培養學生多角度、多層次和開放性的科學思維能力，使其能夠通過多種多樣思維活動，自覺選擇和應用各種物理方法來解決實際問題。在物理課堂教學中，教師要以物理知識作為載體，充分還原和展示物理學家和自己的思維過程，同時還要盡可能開放學生的思維活動，將物理學家、教師和學生的三種思維活動形成一個能有效促進學生科學思維能力發展的和諧互補的有機整體。教師在科學探究和物理實驗中應該多站在學生的立場上，以他們的角色理解他們的思維過程，并盡可能使學生和教師的思維活動同步、同頻發展，達到最佳的共振狀態。例如運動理想實驗來探索學生所提出的上述力與物理運動狀態之間關系的猜想是否正確。

理想實驗是一種特殊形式的邏輯推理，其以科學事實為依據、科學實驗為基礎，強調主要因素，忽略次要因素，通過合理的推向得到規律，進而認知事物本質。這種思想是將真實存在的實驗現象轉化為理想實驗結論的一種推理方式。

3.構建“五位一體”課堂教學，注重培養物理精神

構建“五位一體”課堂教學，注重培養學生的物理精神，提升其科學思維品質。物理精神是一種科學態度、科學思維和責任。而物理科學思維就是有意識的人腦對包括科學對象、科學現象、科學過程、科學事實等的科學事物的本質屬性、之間的聯系、互相關系、內在規律性的反映。在物理學中，科學思維就是認識物理概念本質、規律、相互關系等的方式，是以物理知識建構概括和內化為基礎，并敢于質疑和批判已經形成的科學推理和事實證據，從而提出新的、創造性認識和見解的品質和能力，其核心和關鍵在于創造性和反思性思維，而這又必須建立在真實的情境中，立足于批判性立場，在情感、智力、道德上養成和發展，這種思維的一定是在某種特定的情景和條件下通過外部行為得到具體呈現。在物理教學中，教師在培養和提高學生的科學思維品質的過程中要注重揭示物理學家的思維過程。教師要能在嚴謹的教材中開發出科學家的思維結晶，讓學生親身體驗前人的思維過程，這不僅能使其獲取知識，更能讓學生領略到物理學家科學思維的魅力。例如在學習發現牛頓第一定律的歷史過程中，引導學生學習伽利略、牛頓等科學家的批判性、創造性思維和他們敢于質疑、不畏權威、堅持真理的科學精神。

綜上所述，教育的核心和關鍵是育人，通過對人德性的教育和培養來實現培養全面發展的人的目標，因此物理教學的改革的內容優化必須始終以教育對象為根本，以全面提高學生綜合素養為目標。在物理教學中，教師在教授物理顯性知識的同時，應根據學生生活得真實情境，充分挖掘其背后的隱性知識，通過構建“五位一體”的物理教學課堂，借助解決實際問題實踐來培養學生對物理觀念、物理思想、物理方法、物理知識和物理精神的理解和感悟，培養其形成多角度、多層次和開放性的科學思維，使其能主動、自覺地從物理思想、觀念和方法的角度去分析和解決實際存在的問題，更重要的是幫助學生養成能夠超越具體情景限制的核心物理素養，真正實現教育性教學和培養全面發展的人的教育目標。