核心素養下物理概念教學的實踐

儲閏蓮

【摘要】2022年的新課標強調了物理學科的核心素養，提出教師應注重發展學生的科學能力和品格.概念教學是物理教學的基礎，對初中物理教學的質量有著決定性的影響.在展示事物共性和本質屬性的概念教學中，一些教師過于側重知識的講解，忽視了概念形成的過程.以核心素養為導向，創新物理概念教學策略，以豐富初中學生的物理知識，提高其能力和素養，是廣大物理教師需要面對的挑戰.

【關鍵詞】核心素養；初中物理；物理課堂

物理概念是物理知識的重要組成部分，是物理學的基礎，概念教學在初中物理教學中占據重要地位.2022年的課程設置標準提出，義務教育物理課程的目標是提高學生的物理學科素養，使他們掌握終身發展所需的物理基礎知識和方法，讓他們體驗科學探究的過程，培養獨立思考和敢于質疑的能力.為此，教師應以核心素養為指導，注重教學理念，順應時代發展，優化和創新教學方法，為學生將來走向社會、促進終身學習、實現全面發展奠定基礎.

1 對中學物理概念教學現狀的思考

1.1 教師的教學方法過時，與時代脫節

在物理概念教學中，教師往往注重知識的傳授，一味地追求教學效果，忽視了概念的形成過程.在物理概念教學中，說教式、填鴨式的教學是許多教師熟悉的教學方法，他們往往把知識裝進無形的注射器，毫不猶豫地直接植入學生體內.例如，在初中物理的磁感線概念教學中，大多數教師在不知道引入磁感線的目的和何時引入磁感線的情況下，直接引入磁感線，這導致教學中只是一味地傳授知識，學生接受知識的過程難免囫圇吞棗，淺嘗輒止，同時他們的思維能力沒有得到有效培養.這種教學方法雖然直截了當，但大大限制了在構建“磁場感應”概念時物理思維能力的發展，也缺乏對“磁場感應”概念的本質和內涵的深刻理解.這也影響到學生對物理學的進一步學習.此外，傳統的物理概念學習和教學都很枯燥.殊不知，教師如果不注重概念的教學方法，學生就很難培養和保持學習物理的興趣.新課程標準引入了核心素養，要求教學不僅是傳授知識，而且要培養能力，把知識作為一種事業，激活思維，培養人形成良好的價值觀.因此，從學科教育的角度來看，概念教學不僅是知識的傳授，也需要培養學生的能力.如何在概念教學過程中落實好核心素養的培養，是物理教師必須面對的問題.

1.2 學生對物理概念的刻板印象和偏頗理解

就認知能力而言，今天的許多中學生對感知的理解很差.在學習物理概念之前，他們已經從生活中積累了許多與物理有關的感性經驗，形成了一定的思維定勢，這往往成為他們學習物理概念時的思維障礙.如“摩擦力總是阻礙物體的運動”或“只有漂在液體表面的物體才有力，在液體中下沉的物體沒有力”這樣的想法都是出于思維定式.他們無法做出獨立判斷或獨立認知，他們對物理概念的理解依賴于外部信息.在思維能力方面，義務教育階段的學生思維正處于從具體向抽象過渡階段，容易出現認知偏差，對物理概念的思考比較片面，容易受到信息節點和外部因素的干擾.在學習物理概念時，這些認知上的局限性常常導致他們不知所措.例如“平衡”和“相互作用力”等概念往往難以理解和判斷.許多中學生通常不假思索地盲目記憶物理概念，導致對物理概念的認識較膚淺，對概念的內涵缺乏了解，也沒有整合的能力.例如在電阻的教學中，教材中說：“電阻是指導體對電流的阻礙作用的大小.”從這個抽象的概念，很難理解電阻的真正物理意義，使學習變得困難.作為教師，我們要充分關注學生在物理概念學習方面存在的困惑，以核心素養為指導優化物理概念教學.

2 基于核心素養的中學物理概念教學的實踐

2.1 引入有趣的課程，培養學習的興趣

隨著中學物理學習的深入，概念變得更加抽象，學生學習和理解起來也更加困難.我們的物理概念教學不僅要激發學生的學習興趣，而且要促進他們對概念的深入理解. 教師應善于觀察學生在課堂上的表現，充分了解他們的想法，有的放矢，從而有效地改變學生的觀念，加深他們對概念的理解.基于核心素養培養要求的理念設計課堂教學，合理設計趣味性的課堂導入，對于學生的學習是大有幫助的.教師在導入新的課堂教學過程中，要誘發學生的認知沖突，讓學生在學習中不斷完善自己的知識結構從而形成較完整的知識系統.例如在學習密度的概念時，我們經常聽到“鐵比棉花重”的說法.當然，為了讓學生深刻理解“密度”這一物理概念，有必要讓全體學生動起來，動手做實驗.教師要引導學生對實驗數據進行分析、綜合、比較、抽象、概括、類比等，對感性材料進行思維加工，并總結和加深對“密度”這一物理概念含義的理解.在物理概念教學時，引發學生的認知沖突可以采用以下幾種方法：在教學中，教師可以提出一些與物理概念相矛盾的問題，讓學生思考并討論.例如在講解力的概念時，可以提出“力能否離開物體而單獨存在？”這樣的問題，引發學生的認知沖突.也可設計一些具有啟發性的演示實驗，讓學生觀察到與物理概念相矛盾的現象.例如在講解慣性的概念時，可以設計一個實驗，讓學生看到一個靜止的物體在不受外力的情況下會保持靜止，而一個運動的物體在沒有受到外力的情況下會保持勻速直線運動.還可以創設一些與物理概念相矛盾的情境，讓學生在解決實際問題的過程中產生認知沖突.例如在講解摩擦力的概念時，可以設計一個情境，讓學生在推一個物體時感受到推力，但在沒有推動物體時卻感受到摩擦力.另外教師可以引導學生對不同的物理概念進行對比分析，讓學生發現它們之間的矛盾之處.例如在講解力的概念時，可以讓學生對比分析引力、彈力、摩擦力等不同類型的力，尋找它們之間的共同點和不同點，可組織學生進行小組討論或辯論，讓學生在討論中產生認知沖突，促使他們深入理解和掌握物理概念.

教師應引導學生正確處理認知沖突，將其轉化為學習動力，促進學生的認知發展.在中學物理概念教學過程中，教師應充分利用認知沖突這一特點，既能激發學生的學習興趣，提高他們的認知水平，培養他們的學習思維能力，又能營造輕松有趣的課堂氛圍，促進他們對物理概念的深入學習和探索.

2.2 建立物理學模型，培養學生的核心素養

由于中學生年齡小，心智不成熟，對物理有強烈的“好奇”，而物理概念不明確，難以理解，因此，教師要采用合理的教學方法引導學生學習，將不明確、抽象的文字變成生動有趣的物理模型，使學生加深對物理概念的理解和構建，這也是物理概念學習的一個關鍵因素.因此，在物理概念教學中可以非常有效地培養學生的物理學科素養，尤其是物理概念的建模過程.例如在談論“光線”時，教師指出光線本身并不存在，只是構建了一個物理模型來表示光的路徑和方向.新課標背景下的“光線”概念教學建模，主要是以學生為主體，以教師的引導為輔助，通過生活實例、實驗探究、概念講解、應用實踐等環節，幫助學生理解和掌握光線的概念、特點和應用.具體的教學建模可以分為以下幾個步驟：

（1）引入生活實例，激發學生興趣.通過講解日常生活中的光線現象，如激光準直、日食等，引起學生對光線的好奇心和探究欲望.

（2）實驗探究，直觀感受光線.設計簡單的光學實驗，如用鏡子反射光線、用透鏡折射光線等，讓學生親自動手操作，直觀地感受光線的傳播和變化.

（3）講解光線概念及特點.在學生對光線有一定感性認識后，介紹光線的定義，如光線是一種用來描述光傳播方向的虛擬線，它反映了光的傳播路徑和方向.

（4）進行光線繪制的練習，學習光線繪制的規則和方法.如從光源出發，按照光線的傳播規律描繪光線.然后讓學生進行實際操作，繪制不同光學器件中的光線，以加深對光線的理解.

（5）講解光線的應用.通過講解光線在照明、成像等實際應用中的作用，讓學生了解光線的重要性，并培養學生的實際操作能力.

（6）課堂小結，鞏固所學知識.在教學的最后，教師可以帶領學生進行課堂小結，回顧光線的概念、特點、繪制方法及應用等方面的知識，以鞏固學生所學.

（7）反饋與評價.教師根據學生的表現，給予及時反饋與評價，指導學生改進學習方法，增強概念教學效果.

通過以上步驟，新課標背景下的“光線”概念教學建模可以更加有效地幫助學生理解和掌握光線的知識，培養科學素養和實際操作能力.

同樣，在新課標背景下進行“磁感線”概念的教學時，在開始教學前，可以通過觀看生活中的磁鐵吸引鐵釘、磁懸列車等視頻，引導學生關注磁場，為學習磁感線打下基礎.接著讓學生親自動手進行實驗，如用細線懸掛小磁針，觀察其在磁場中的運動軌跡.通過實驗，讓學生直觀地感受到磁場的存在，并認識到磁感線是用來描述磁場的一種方法.在學生對磁感線有一定感性認識后，教師可以介紹磁感線的定義，如磁感線是一種用來描述磁場方向和強度分布的虛擬線，它從磁體的北極出發，回到南極.同時，講解磁感線的疏密表示磁場強度的相對大小，以及磁感線的切線方向表示磁場方向等特性.教授磁感線的繪制方法，如根據磁體的形狀和磁場分布，從北極出發，按照磁場線的規律描繪磁感線.然后讓學生進行實際操作，繪制不同形狀磁體的磁感線，以加深對磁感線的理解.結合生活實例，講解磁感線的應用：通過講解磁感線在磁力線圈、電磁感應等實際應用中的作用，讓學生了解磁感線的重要性，并培養學生的實際操作能力.在教學的最后，教師可以帶領學生進行課堂小結，回顧磁感線的概念、特點、繪制方法及應用等方面的知識，以鞏固學生所學.

這種在實踐中的學習，不但能突破教學難點，自然順暢，符合學生的認知規律，還能夠有效地提高學生的學習興趣和實際操作能力，培養學生的科學素養.通過這種建模方式，學生們了解到磁場是客觀存在的，并了解了引入磁場模型來描述和研究磁場.目前，概念教育需要重視核心素養的培養，尤其是一些抽象的概念，很多教師發現，建立物理模型可以將抽象的物理概念轉化得更為直觀，易于學生學習和接受.初中生從小學開始接觸數學，有一定的數學思維，構建物理模型應該是最容易引起學生思考的，有利于學生形成科學思維的過程.科學思維是核心素養的重要組成部分，發展學生的科學思維對于提高物理學的核心素養至關重要.例如在液體壓強，連通器原理教學中構建物理模型（小液柱、小液片）.這種教學方式不僅能讓學生掌握知識，而且還能發展他們的核心素養.

2.3 應用概念解決物理問題，提高物理學核心素養

“學以致用”要求學生在不同的情境下利用概念解決實際問題，暴露出他們對概念的理解不足.例如為什么在冬天可以聽到寒風吹動電線的聲音，而在夏天卻聽不到大風吹動電線的聲音？考查學生對音調概念和人耳感知聲音的頻率范圍的理解.教師可以給出問題，引導學生思考答案，在發言中有針對性地修改、完善和加深學生對概念的理解.比如提出問題：運動員1s能跑10m，汽車1h可行駛36km，自行車每分鐘能通過0.6km的路程，誰運動得最快呢？速度是描述物體運動快慢的物理量，可以利用速度的概念計算物體速度，比較運動快慢以及判斷物體運動速度的變化情況.在運用物理知識解決問題的過程中，學生體驗到了克服困難和獲得成功的喜悅，進一步提高了他們學習物理的興趣和熱情.同時，教師應逐步引導學生正確使用概念分析理解和解決物理問題，學生從而敢于提出問題，勤于思考，勇于拓展.教師教導學生用概念來解決物理問題，提出問題，善于思考，擴大認知范圍，從典型性、靈活性和啟發性方面逐步提高分析和解決問題的實際能力.在教學過程中，教師應引導學生獨立思考，增進對物理概念的領悟，并優化他們的知識體系.

3 結語

總而言之，教師在物理概念教學中應把提升學生自身的核心素養作為開展教學工作的最終目的，抓住問題的本質，引導學生從生活中走向物理，經歷探究的過程來內化概念的意義，在概念的建立過程中，提高學生的思維能力，培養學生運用物理知識解決問題的能力，并有效地實施物理核心素養的培養.

參考文獻：

[1]朱文軍.新課程初中物理教學實踐研究[M].北京：中國財富出版社，2012.

[2]張憲魁.物理科學方法教育[M].青島：青島海洋大學出版社，2000.

[3]中華人民共和國教育部.全日制義務教育物理課程標準（2022年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[4]陳坤.基于核心素養的初中物理概念教學策略[J].文理導航，2019（20）：32-33.