直觀體驗(yàn)法在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

李田甜

摘 要：高中物理核心素養(yǎng)的四個(gè)維度都應(yīng)緊緊圍繞對(duì)人的培養(yǎng)這一主題來展開。物理概念既是物理學(xué)大廈的基石，也是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)。以概念課“功”為例，論述了如何在物理概念教學(xué)中應(yīng)用直觀體驗(yàn)法來培養(yǎng)人，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；直觀體驗(yàn)法；概念教學(xué)

高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)圍繞“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)維度展開。它集中概括了物理學(xué)科的教育價(jià)值，為高中物理教學(xué)指明了新的方向。物理概念既是物理學(xué)大廈的基石，也是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)。如何將物理學(xué)科核心素養(yǎng)融入概念教學(xué)中是一線教師亟待解決的問題。

一、直觀體驗(yàn)法

在物理概念教學(xué)中，以直觀體驗(yàn)來沖擊學(xué)生的感官和思維，抓住學(xué)生的有意注意和無(wú)意注意，讓學(xué)生親歷概念形成的科學(xué)思維過程，享受思維升華的樂趣，并在此過程中提升物理核心素養(yǎng)。

直觀體驗(yàn)法，是指讓學(xué)生通過對(duì)客觀事物的直接接觸而獲得感性認(rèn)識(shí)，讓客觀事物在大腦中形成最直接、最生動(dòng)的反映。物理概念的建立，往往要經(jīng)歷“觀察—比較—概括—抽象”的科學(xué)思維過程。運(yùn)用直觀體驗(yàn)法進(jìn)行物理概念教學(xué)時(shí)，不僅要注重感官的體驗(yàn)，更要注重思維的體驗(yàn)。下面以省級(jí)優(yōu)課“功”為例，論述直觀體驗(yàn)法的應(yīng)用。

二、直觀體驗(yàn)法教學(xué)應(yīng)用

1.直觀體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程

形成概念的過程中，學(xué)生常常會(huì)因感性認(rèn)識(shí)不足而產(chǎn)生思維障礙。創(chuàng)設(shè)物理情境，幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識(shí)是解決這個(gè)問題的好辦法。

教學(xué)片段1

小實(shí)驗(yàn)：兩位同學(xué)拉緊一張復(fù)印紙的四個(gè)角，老師將一個(gè)重物輕放在紙上。紙可以托住重物。此時(shí)，老師突然拿起重物，從高處落下，則紙無(wú)法托住重物，重物落地。

師：同樣一個(gè)重物，為什么輕放在紙上時(shí)，紙可以托住，從高處落下時(shí)卻托不??？

生：因?yàn)楦咛幝湎碌闹匚锞哂懈嗟膭?dòng)能。

師：它的動(dòng)能是怎樣得來的？

生：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來的。

師：重力勢(shì)能又是怎樣得來的？

生：在舉起重物的過程中手對(duì)重物的力做了功。

本環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的意義：實(shí)驗(yàn)吸引了學(xué)生的無(wú)意注意，設(shè)問吸引了學(xué)生的有意注意。學(xué)生經(jīng)歷了參與和觀察實(shí)驗(yàn)、提出問題、解決問題、引入概念的過程，對(duì)于功和能的關(guān)系有了更清晰的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化了守恒的物理觀念，培養(yǎng)了觀察、描述、分析、交流等科學(xué)探究的能力。

2.直觀體驗(yàn)理論探究過程

在概念課的教學(xué)中，我們還能通過理論探究來培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力和科學(xué)思維。下面以推導(dǎo)恒力做功表達(dá)式的教學(xué)片段為例。

教學(xué)片段2

師：在實(shí)際生活中，若力的方向與位移的方向成一夾角。如何計(jì)算功？我們可以將這個(gè)問題簡(jiǎn)化成相應(yīng)的模型。若已知拉力大小為F，與水平方向成α角，位移大小為l，如何計(jì)算拉力的功？

生：將拉力F分解為水平分力F1和豎直分力F2。其中F2與位移垂直，不做功，所以F的功就等于F1的功。

師：非常好！……（展示求解過程，得到W=Fcosα·l）除了這個(gè)方法外？還有其他方法嗎？（教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生類比思考，通過分解位移的方法得出結(jié)論）

本環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的意義：猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種方式，其基本思維過程，就是根據(jù)所觀察、發(fā)現(xiàn)的事實(shí)，調(diào)動(dòng)原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該事實(shí)的成因或結(jié)果做出猜想與假設(shè)并進(jìn)行解釋的過程。理論探究的環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)猜想與假設(shè)的思維過程，培養(yǎng)猜想能力和科學(xué)思維。

3.直觀體驗(yàn)肢體語(yǔ)言表達(dá)過程

動(dòng)作、行為是大腦認(rèn)知的外在表現(xiàn)。讓學(xué)生通過肢體語(yǔ)言來表達(dá)對(duì)概念的理解，不斷強(qiáng)化認(rèn)知。

教學(xué)片段3

小活動(dòng)：體驗(yàn)1 J的正功與負(fù)功。手托課本放于體側(cè)，勻速向上舉過頭頂。再勻速放下，讓課本回到體側(cè)。經(jīng)測(cè)量，課本質(zhì)量約100 g，勻速上升時(shí)，手對(duì)課本的支持力約為1 N。課本位移約為1 m。支持力對(duì)課本做功約1 J。勻速下降時(shí)，支持力對(duì)課本做了約1 J的負(fù)功，并由學(xué)生觀察得出由力與位移的夾角決定功的正負(fù)。

片段3中，學(xué)生對(duì)1 J的功有了明顯的直觀感受，強(qiáng)化了對(duì)單位量的認(rèn)識(shí)；自然引出負(fù)功的概念，啟發(fā)學(xué)生思考“功”是矢量還是標(biāo)量的問題，培養(yǎng)深入探索的科學(xué)精神；由觀察得出力與位移的夾角決定功的正負(fù)，培養(yǎng)了觀察能力。

核心素養(yǎng)下的物理概念教學(xué)更加注重科學(xué)研究方法的應(yīng)用、關(guān)注學(xué)生真實(shí)的情感體驗(yàn)、借助原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和意識(shí)。這些要求的落實(shí)都離不開教學(xué)的主體——學(xué)生。直觀體驗(yàn)法的核心思想是運(yùn)用注意規(guī)律，在課堂中緊緊抓住學(xué)生，讓學(xué)生在直觀體驗(yàn)中學(xué)習(xí)物理概念，提升核心素養(yǎng)。在具體教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方面，上述環(huán)節(jié)均有以下共同特征：第一，問題引導(dǎo)；第二，制造與已學(xué)知識(shí)的沖突或關(guān)聯(lián)；第三，難度適當(dāng)，符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳信余.發(fā)展學(xué)生“猜想與假設(shè)”能力的幾點(diǎn)措施[J].教學(xué)月刊（中學(xué)版），2006（2）：29-30.

[2]林欽，陳峰，宋靜.關(guān)于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的中學(xué)物理教學(xué)的思考[J].課程·教材·教法，2015（12）：90-95.

編輯 李琴芳