滲透大概念教育理念培養中學生物理觀念

【摘 要】本文闡述通過形成認知體系、觸及知識本質及解決具體問題的教學實踐，以不斷滲透大概念教育理念，培養中學生的物理觀念，提升學生的高中物理核心素養。

【關鍵詞】高中物理 大概念 核心概念 物理觀念

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）01B-0151-02

大概念教學思路的基本要求是要把握住在物理學習中起核心引領作用的概念，這類概念相比于一般概念而言更具有抽象性、概括性。在選取時，教師要提取能夠組織具體學科知識的關鍵性概念，在教學過程中進行持續的教和學，將知識系統地連貫起來，幫助學生掌握物理概念及規律，從而培養和提升學生的物理觀念。

一、加強聯系，形成認知體系

（一）延伸，擴展視野。大概念教育理念所強調的核心概念和共同概念一般都是抽象性和概括性較強的概念，教師可以引導學生就物理知識和客觀現象進行聯想延伸，幫助學生擴展視野，學會學習。

例如，在講述“機械振動”這個物理知識點的時候，教師引導學生從生活普遍的現象中展開聯想和延伸，讓學生擴展視野，深化物理知識的學習。在進行教學時，教師可以先讓學生觀察在風中的樹枝是如何擺動的，水中的浮標是怎樣上下運動的，鐘擺的擺動有什么規律等具體的客觀現象，讓學生通過觀察自主思考這些現象的共同運動特點，進而引出機械振動的概念。上述現象所蘊含的物理規律實質就是機械振動，機械振動的概念就是“物體在平衡位置附近往復運動”。然后再通過演示實驗，讓學生更加清楚地了解機械振動的概念。

在延展物理知識引導學生深入探究的過程中，教師要注重讓學生自主地去發現問題，找到知識點之間的關聯，探索物理知識的應用。而不是把大概念教育理念流于形式，將知識的延伸當成可有可無的課堂內容。如果掌握的知識之間是孤立的、零碎的，那么容易導致概念教育理念難以發揮大的作用。

（二）對比，深入內核。大概念教育理念更為強調的是物理知識教學的整體性和系統性，教師不能忽略相似概念的區別和聯系。一些物理概念具有很大的相似性，需要加以區分。如果不能清楚地認識到兩者的差異，學生將會曲解概念的原意，影響其對知識內容的理解和應用。

例如，在高中物理中“磁場強度”與“磁感應強度”這兩個概念，教師可運用比較法幫助學生通過對比區分這兩個概念的相似與不同的地方，使學生區分出這兩個相似概念。磁感應強度是一個基本的物理量，它描述磁場的強弱和方向，是一個矢量，其符號用 B 表示，單位是韋伯/平方米（Wb/m2）或特斯拉（T）。磁場強度是描述磁場的性質，用 H 表示，其定義式為 ，式中 B 是磁感應強度，M 是磁化強度，μ0 是真空中的磁導率，H 的單位是安/米。在進行教學時，教師要把這兩個概念放在一起讓學生通過比較來認識它們的異同點。磁感應強度反映的是相互作用力，是兩個參考點 A 與 B 之間的應力關系，而磁場強度是主體單方的量，比如 A 點的磁場強度，不管 B 方有沒有參與，這個量是不變的。通過這樣的方式，讓學生利用對比更加深刻地認識物理概念，把握概念所蘊含的本質內核。

對比是一種學習物理概念及規律的重要方法。在高中物理的教學過程中，教師要善于運用對比的教學方法，引導學生找出易混淆的概念間的異同點，幫助學生進一步區分概念，掌握其蘊涵知識內容的本質內核，從而獲取準確的、明晰的物理概念，促使知識體系的建構更具有邏輯性和系統性。

二、彼此融合，觸及知識本質

（一）梳理內部結構，整體把握。知識不是孤立的，大概念教育理念傳遞的教學思想就是要從高中物理學科中具有最大概括性和內核性的概念出發，對物理知識內容加以組織和綜合，梳理知識的內部結構，減少知識的枯燥使用和單調重復，促進知識間的彼此融合，從而從整體上把握物理知識，觸及知識的本質。

例如，“直線運動”，在大概念教學理念中將知識進行梳理，形成知識體系。在學習這個知識點時，學生需要掌握的概念有參考系、質點、時間、時刻、位移、速度、加速度等，這些概念是學習直線運動的基礎。梳理知識結構時，我們用框架圖的形式將其基本運動形式的勻速直線運動和勻變速直線運動兩個大類表示。其中，勻速直線運動的重點內容包括速度公式 ，位移公式 s=vt，以及 v-t 圖象、s-t 圖象等;勻變速直線運動，我們從規律和特例兩個方面來進行歸納，規律包括 vt=v0+at，，vt2-v02=2as，v-t 圖象等。勻變速直線運動的特例分為自由落體和豎直上拋兩大類，自由落體涉及的公式有 vt=gt， 等;豎直上拋涉及的公式有 ，vt2-v02=-2gh 等。教師幫助學生梳理知識結構，整體把握知識。

在梳理知識結構，整體把握知識內容的過程中，教師要引導學生學會使用概念圖、思維導圖等圖示方法，讓學生借助概念圖的形式對自己學到的知識進行歸納和概括。在這個過程中，將抽象的文字轉換為直觀形象的圖形，從而有利于學生理清思路，加深對知識的理解和掌握。

（二）加強整合應用，另辟蹊徑。加強知識整合應用的要求是學生要通過知識的歸納和整合，在學習新知識或者解決物理問題的時候，能夠從自己的知識體系里準確而有效地調動和運用相關的知識。具體而言，學生要能將接收到的陌生信息迅速地與已知的知識內容聯系起來，自如地調用或駕馭有關的物理概念及規律去理解新知識、解決物理問題。

在加強知識整合應用的過程中，教師要不斷嘗試新方法和改進教學方法，另辟蹊徑，幫助學生實現知識的有效遷移。但對學生來說，要想對物理知識進行整合應用難度較大，因此教師要結合學生的知識儲備量、理解能力、認知發展水平等為學生實現知識遷移創設條件，循序漸進地發展學生知識整合的能力。

三、聯系實際，解決具體問題

（一）結合情境，擴大涉獵范圍。就高中物理知識而言，大概念教育離不開“物質”“運動與相互作用”和“功與能”等這幾個核心概念。教師要善于把握和利用好核心概念，從核心概念出發，延展相關物理知識內容，引導學生圍繞大概念形成對物理學習的整體認識，擴大涉獵范圍，深化物理認識。

例如，加速度是學生在高中物理的學習過程中需要掌握的一個重點內容，但學生在理解這個概念時很容易與速度混淆。教師要善于為學生創設情境，讓學生結合情境進行思考，綜合認識。利用多媒體播放小型轎車和列車起步后的運動過程，讓學生逐一思考速度變化如何、誰的速度變化大、誰的速度變化快等問題，讓學生結合生活情境思考它們速度變化的情況。再展示飛機起飛、迫擊炮發射等具體事例，讓學生區分速度大、速度變化大、速度變化快慢這三種情況的含義。其中特別要提醒學生注意“物體運動的快慢”和“運動速度快慢變化”是完全不同的內容表達，進而讓學生感受到速度及加速度是不同的物理量。速度表示運動的快慢，而加速度表示速度變化的快慢，用 a 表示，即 ，單位是 m/s2，是矢量，既有大小又有方向。

在高中物理的教學過程中，結合情境的教學實踐是使學生與社會生活直接接觸，將理論和實際有機地結合的積極嘗試。教師要為學生創設生動的、有啟發性的生活情境，調動學生學習的積極性，渲染課堂氣氛，激發學生的學習興趣。

（二）碰撞思維，生發瞬間靈感。我們說靈感思維是具有突發性、模糊性和非自覺性的，它有時就誕生于思維碰撞的電光石火的瞬間。教師在聯系實際，解決具體問題的教學過程中，要鼓勵學生大膽地利用所學的物理知識去思考和解決問題，讓思維盡情地碰撞。由此在某一個瞬間可能就會靈光乍現，讓學生對物理知識的理解和應用有豁然開朗之感，從而提升學生的物理觀念。

例如，以生活中學生經常玩的一個游戲進行導入，甲、乙兩個同學手拉手玩拔河的游戲，結果甲同學贏了乙同學，那么這兩個同學是誰受的拉力更大一些？學生開始在思考這個問題的時候，不假思索地說肯定是乙，因為甲贏，甲把乙拉過去，所以乙同學受到的拉力更大一些。這時，教師不要直接告訴學生題目的正確思路和解法，而是要告訴學生生活中有些感覺不是完全科學和正確的，在面對一些物理問題時，不要簡單地把生活中的經驗當成規律來用，為學生解題靈感的出現創設條件。進而讓學生結合所學知識深入分析題目，根據牛頓第三定律，甲、乙兩人之間的拉力是相互作用力，大小相等，方向相反，甲勝乙是因為甲受合外力對甲作用的結果，二人拉力是一樣大的。

在這個過程中，教師要明確的一點是學生對物理知識的整合和應用能力水平不是很高，在理解上不免會存在片面、偏差和疑惑的時候，這些是不可避免的。教師要引導學生自主思考、大膽嘗試、探索交流、相互合作、共同探究，從而使學生在思維的碰撞和融合中獲取知識、解決問題，深化對物理知識的理解和應用。

大概念教育理念的傾向是把物理學習的過程轉化為大概念的、連續的、相互貫通的知識體系建構的歷程，整個學習歷程是相互聯系、不可分割的整體。隨著教學目標的不斷躍升，知識體系的填充和歸納就更豐富、更系統，從而使學生不斷地形成更加完整的認知體系，觸及知識本質，解決具體問題，進一步培養學生的物理觀念，提升學生的高中物理核心素養。

【參考文獻】

[1]曹金龍.用大概念教育促進高中物理觀念的形成和發展[J].物理教學探討，2019（1）

[2]魯世明.新課改高中物理概念的學習策略[J].中學物理，2011（29）

【作者簡介】劉慶業，男，中學一級教師，現就職于廣西玉林市博白縣沙河中學，從事中學物理教學。

（責編 盧建龍）