基于核心素養的高中物理概念教學研究

倫婷芬

摘要：物理概念教學中處處蘊含著培養學生核心素養的契機，作為物理老師，要充分發揮課堂教學的教育作用，落實好提高學生核心素養的教育任務。本文以《彈力》概念的教學為例，簡述了概念教學的方法，并從概念形成的四個環節中論述了如何培養學生的核心素養。

關鍵詞：物理核心素養;概念教學;彈力

一、物理概念教學的相關理論

物理概念是物理觀念的重要組成之一，是高中生學習物理的基石。物理概念教學的過程是在教師的指導下，激發學生的探索動機，學生用原有的感性經驗和知識去感知理性材料，經過思維加工產生認知的跨越，最后形成完整的概念的過程[1]。形成完整的概念一般要經歷四個環節：1、動機激發，啟動思維;2、感知信息，形成表象;3、思維加工，形成概念;4、深度理解，完善結構。物理概念教學要充分發揮教師的主導地位，以學生為主體，提供豐富的感知材料，引導學生進行思維加工，形成準確的物理概念。

二、基于核心素養的《彈力》概念教學設計

本文以“彈力”概念為例，具體分析了概念形成的四個環節中如何培養學生的核心素養以及設計出具體的方案去提升學生的核心素養。

1、動機激發，啟動思維

物理來源于生活，興趣是最好的老師。物理核心素養導向的教學要求教師為學生創設面對未知的、“原始”的問題情境，這些原始問題可以是課堂生成的，也可以來自生產生活中的現象[2]。因此為了激發學生探究彈力的興趣，可以進行以下活動。

活動一：觀看一段攀巖運動員攀巖時的視頻。引導學生關注過程中出現的拉力、支持力和壓力，并拋出問題：這些力是如何產生的？以此啟動學生思考彈力產生原因的思維。

2、感知信息，形成表象

學科核心素養強調科學探究活動，因此在概念教學過程中的演示實驗和師生共同實驗都能有效地提高學生的科學探究能力。課堂演示實驗是教師根據教學內容，對學生所做的表演示范實驗，將實驗過程和現象直觀地展示給學生，是培養學生觀察能力、注意力以及思維能力等的主要途徑[3]。在師生共同實驗中，學生根據現實提出問題，作出猜想并設計實驗，進行實驗探究后驗證猜想并發現里隱藏在物理現象背后的物理規律。

在激發了學生探究壓力、支持力、拉力的產生原因的興趣后，接著引導學生進行以下科學探究實驗：

活動二：讓學生把手指用力壓在課桌上，觀察產生壓力時手指的形變，將手指挪開時形變恢復，引導學生總結出壓力產生的條件：第一直接接觸;第二發生可恢復的形變。

手指壓課桌時產生了壓力，那么課桌也會對手指產生支持力，這個支持力是如何產生的呢？會不會是課桌的形變產生的呢？可是我們并沒有看到桌面的形變。為此筆者又進行了以下活動

活動三：如圖1所示，在課桌鋪上一塊海綿，手指壓在海綿上產生明顯的形變，運用“類比”的思想，可以推斷出手指壓在課桌上也會有形變，只是形變小肉眼沒法分辨。接著按照課本展示（如圖2）的激光和平面鏡裝置把這個形變“放大”。

繩子的拉力又如何產生？

活動四：借助橡皮繩在掛上鉤碼后發生明顯形變，不掛時形變恢復，運用“類比”的思想，細繩在掛上鉤碼后也發生了肉眼看不見的形變。為了看見這個形變，再次利用激光和安裝在繩子末端的平面鏡進行放大，最后驗證了猜想

在以上兩次不明顯的形變中，都是先運用了“類比”的思維方法進行推理，最后都是通過“放大”的方法顯示出來，這兩次實驗很好地拓寬了學生的科學思維，啟發了學生也可以對利用身邊的材料對微小量進行放大。

3、思維加工，形成概念

為了引導學生得出彈力的概念，筆者設計了以下的表格，將學生剛才經歷的實驗探究進行歸納，以發現三者的的共同之處，為彈力概念的提出作鋪墊。

活動五：

手指產生的壓力 課桌產生的支持力 細繩產生的拉力

施力物體

受力物體

產生的原因

壓力、支持力、拉力這三種力的產生都是需要物體相互接觸并發生彈性形變，概括起來任何產生彈力的物體都需要發生形變，因此得出彈力的產生原因和條件，概括出彈力的定義：產生形變的物體由要恢復原狀，會對與他接觸的物體產生力的作用，這種力稱為彈力。通過上述思維加工，學生還明白了為什么壓力、支持力和拉力也屬于彈力。

4、深度理解，完善結構

學習的過程就是學生在已有的知識基礎上，不斷發現問題，運用所學知識解決新問題的過程。核心素養指導下的物理教學要求教師在教學過程中注重學生知識的構建與應用，幫助學生提出有探究價值的問題。

活動六：引導學生進行思維加工：彈力是因為物體形變后想恢復形變產生的，那么彈力的方向應該與形變恢復的方向相同。接著，通過對上述實驗中形變圖片分析加以驗證。手指向上形變了想向下恢復，所以產生向下的壓力，海綿向下凹陷了，想向上恢復形變，所以產生了向上的支持力。根據學生已有知識知道繩子只能伸長不能壓縮，掛上鉤碼的繩子沿著繩向下形變了，想向上恢復形變，所以產生了沿著繩子向上的拉力。

對于有接觸面間物體的彈力，方向又如何？放在水平面上的物體受到垂直于水平面向上的支持力，那么放在斜面上物體受到的支持力是否也是垂直于接觸面呢？學生對此有疑問，為了避免學生產生錯誤的觀念，筆者進行了以下教學活動

活動七：如圖3、圖4所示，在斜面上放一塊海綿，用重物放在上面，通過海綿的形變間接反映斜面的形變。實驗中學生們觀察到海綿的形變垂直于接觸面，由此得出斜面的支持力垂直于接觸面。

至此，通過以上一次次思維碰撞，學生對彈力的方向形成了準確的認識：與形變恢復的方向相同，并垂直于接觸面。

參考文獻：

[1]殷小慧.在物理概念教學中培養學生的科學思維能力[D].上海：上海師范大學，2018.

[2]邢紅軍，清梅.論高考物理能力理論與命題導向[U ].課程-教材·教法，2007（11）：63—68.

[3]邢順俊.如何在生物教學中培養學生的觀察能力[J].新課程研究：基礎教育，2010（9）：65-65.