基于培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)的初中物理概念教學

摘 要：概念教學是初中物理教學的重要組成部分，也是培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)的一個著力點.初中物理概念教學，需要厘清物理觀念形成過程中的關(guān)鍵能力點，并落實在學習過程中，讓學生逐步形成適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力.

關(guān)鍵詞：學科核心素養(yǎng);概念教學;必備品格;關(guān)鍵能力

文章編號：1008-4134（2019）16-0011 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標識碼：B

作者簡介：顧建元（1965-），男，蘇州人，本科，中學特級教師，研究方向：物理教學、教師專業(yè)發(fā)展.

物理學科核心素養(yǎng)，是學生通過物理學習而逐步形成的、具有物理學科特征的、適應(yīng)學生終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力.從初中學生能力發(fā)展需要及學習進階角度思考，物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面.

物理概念，是整個物理學知識體系的基石.初中物理概念教學，是初中物理教學的重要組成部分，也是初中物理教學的重點之一，對學生形成正確物理觀念、培養(yǎng)科學思維能力、掌握研究問題方法，培養(yǎng)嚴謹科學態(tài)度都具有重要意義.本文以培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)為導向?qū)Τ踔形锢砀拍罱虒W進行探討.

1 創(chuàng)設(shè)情境：基于認知規(guī)律，幫助學生獲得感性認識

物理概念的建立，需要在觀察、分析一系列事實、現(xiàn)象或?qū)嶒灥幕A(chǔ)上，運用邏輯思維方法，把事物共同的、本質(zhì)的特征加以抽象而形成的，離不開感知和抽象兩個過程.然而，學生在獲得感知過程中，認識能力、物理表達能力是關(guān)鍵.為此，立足學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，提高學生的認識能力、物理表達能力，是初中物理概念教學中的重點.

認識能力，是接收、加工、儲存和應(yīng)用信息的能力.物理表達能力，是學生用準確的物理語言（包括語言、符號、圖像）表達物理概念、物理規(guī)律、物理現(xiàn)象、物理過程等物理問題的能力.創(chuàng)設(shè)學習情景，提出有效問題，是培養(yǎng)學生認識能力、物理表達能力的重要方法.例如，在“內(nèi)能”課題引入時，筆者創(chuàng)設(shè)了如下學習情境：

如圖1所示，橡皮塞靜止在水平軌道上，讓一節(jié)干電池從斜面的某一高度處滾下，滾動的電池推動橡皮塞前進一段距離;

如圖2所示，用手將橡皮筋拉開，橡皮塞套在橡皮筋上，放手后形變的橡皮筋將橡皮塞彈射出去;

如圖3所示，試管里裝有適量的水，在試管口蓋上橡皮塞，將試管固定在鐵架臺上，用酒精燈對試管加熱至水沸騰后，水蒸氣將橡皮塞從試管口推出.

在此基礎(chǔ)上，提出如下問題.

運動的干電池、形變的橡皮筋有何共同特征？水蒸氣是否也具有這一特征？運動的干電池、形變的橡皮筋、水蒸氣有什么不同點？

【設(shè)計目的】創(chuàng)設(shè)了“運動的干電池、形變的橡皮筋都具有做功本領(lǐng)（具有能）”的學習情境，以三個遞進式問題為引導，啟發(fā)學生順利獲得“水蒸氣也具有能，且能的形式不同于機械能”的新認知.

建構(gòu)主義理論告訴我們，新認知必須以學生的原認知為基礎(chǔ)，才能實現(xiàn)從“現(xiàn)有水平”向“未來發(fā)展水平”發(fā)展.創(chuàng)設(shè)情境，要基于學生的原認知，遵循認知發(fā)展規(guī)律;提出問題，要基于思維的切入點，讓學生在眼見為實、生動形象的學習情境中獲得新感知、形成新認識.

2 抽象概括：基于領(lǐng)悟方法，引導學生建立物理概念

幫助學生獲得感性認識，是建立物理概念的重要基礎(chǔ).然而，物理概念，往往不能從感性認識中直接，需要經(jīng)過抽象、概括過程才能建立起來.然而在抽象概括的過程中，往往需要借助于科學方法.為此，立足學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，領(lǐng)悟科學方法，提高學生的抽象、概括能力，是初中物理概念教學中的第二個著力點.

抽象，是在觀察、實驗基礎(chǔ)上，對已獲得的物理事實進行加工處理而形成的對物理對象、物理現(xiàn)象、物理過程的本質(zhì)規(guī)律的認識.概括，是在抽象基礎(chǔ)上把所有反映物理事物本質(zhì)的屬性結(jié)合為一個整體，形成事物整體的、一般的認識，進而推廣到同類事物.為了幫助學生完成抽象概括過程，促進感性認識的提煉升華，需要運用科學方法.例如，在“內(nèi)能”概念建立時，我們創(chuàng)設(shè)了如下學習情境：

同時在盛有相同質(zhì)量的冷水和熱水的兩個燒杯中滴入一滴紅墨水，觀察墨水擴散快慢的情況，說出墨水擴散的快慢與溫度的關(guān)系;

如圖4所示，輕質(zhì)彈簧將兩個完全相同的小球連接起來，用手分別擠壓或拉伸兩小球之間的彈簧，結(jié)合自身體驗，說出彈簧被擠壓或拉伸時手的受力情況.

在此基礎(chǔ)上，提出如下問題.

做熱運動的水分子具有什么形式的能？與溫度的關(guān)系怎樣？

分子間存在著引力和斥力，除分子動能外，燒杯中的水還具有什么形式的能？

【設(shè)計目的】以動能、勢能為學生的認知起點，在情境中巧妙滲透了比較、類比、遷移等科學方法，引導學生感悟“分子動能、分子勢能”的存在，從而抽象概括內(nèi)能的概念.

建構(gòu)主義理論告訴我們，知識不是通過教師直接傳授獲得的，而是學生在新的學習情境下，運用必要的學習資源和科學方法，通過意義建構(gòu)的方式獲得的.創(chuàng)設(shè)一個有利于學生主動學習、深度學習的情境，引導學生順利完成抽象概括過程，才能實現(xiàn)感性認識上升為理性認識，從而建立起新概念.

3 判斷辨析：把握本質(zhì)，促進學生理解物理概念

物理概念有內(nèi)涵與外延之分.概念的內(nèi)涵，是反映在概念中的對象的本質(zhì)屬性或特有屬性，常常稱之為概念的含義;概念的外延，是概念所反映的本質(zhì)屬性或特有屬性的對象，常常稱之為概念的適用范圍或條件.然而，深化內(nèi)涵、拓展外延，判斷能力、辨析能力是關(guān)鍵.為此，立足學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，提高學生的判斷能力、辨析能力，是初中物理概念教學中的第三個著力點.

判斷，是對思維對象是否存在、是否具有某種本質(zhì)屬性以及事物之間是否具有某種關(guān)系的肯定或否定.辨析，是對不同的事物進行區(qū)別和評析.判斷與辨析，是把握概念的內(nèi)涵與外延的重要手段.例如，在對“內(nèi)能”概念的理解時，我們創(chuàng)設(shè)了如下問題.

關(guān)于物體內(nèi)能的一些說法，其中正確的是（ ）

A.靜止在水平地面上的物體也具有內(nèi)能

B.相同溫度的一杯水與半杯水，內(nèi)能一樣大

C.溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大

D.0℃的冰熔化成0℃的水，體積變小了，但內(nèi)能不變

【設(shè)計目的】通過判斷與辨析的過程，引導學生加深理解“內(nèi)能與機械能是兩種不同形式的能，物體的內(nèi)能跟物體內(nèi)所含分子的多少、分子的質(zhì)量、物體的溫度以及體積等因素有關(guān)，以及物體在溫度升高時內(nèi)能隨著分子動能的增加而增大”等知識.

皮亞杰的兒童思維發(fā)展理論告訴我們，思維起源于主客體相互作用的活動，智慧的本質(zhì)是適應(yīng)，同化與順應(yīng)是適應(yīng)過程的兩種機能.通過判斷與辨析的過程，引導學生在新情境下利用原有認知結(jié)構(gòu)去同化新知識，引起順應(yīng)過程，并對原認知結(jié)構(gòu)進行改造與重組，從而達到把握事物的本質(zhì)屬性以及本質(zhì)屬性的對象的目的.

4 解釋遷移：形成觀念，促進學生形成物理觀念

學習物理概念的目的，是要促進學生形成正確的物理觀念.然而，從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題，是促進學生形成正確物理觀念的重要途徑.在形成物理觀念過程中，解釋能力、遷移能力是關(guān)鍵.為此，立足學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，提高學生的解釋能力、遷移能力，是初中物理概念教學中的第四個著力點.

解釋，是合理地對事物變化的原因、事物之間的聯(lián)系或事物的發(fā)展規(guī)律做出說明的一種素質(zhì).遷移，是將所學知識應(yīng)用到新的情境，解決新的問題所體現(xiàn)出的一種能力.解釋與遷移，是實現(xiàn)知識、技能向能力、品格轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵.例如，在形成“力與運動”的正確觀念時，設(shè)計了如下問題.

下雨了，小明看到水平放置在室外的鋁合金管子上的水滴越來越大，大到一定程度就掉落下來.請你解釋：

水滴掉落前受到哪幾個力作用？力的大小是如何變化的？

【設(shè)計目的】以水滴為研究對象，遷移“二力平衡”知識進行推理，水滴除受到豎直向下的重力外，一定還受到了豎直向上的“附著力”，重力和“附著力”大小相等，且隨著水滴的增大而增大.

辯證唯物主義認識論告訴我們，人類的認識具有反復性，人類追求真理的過程不是一帆風順的，這就決定了人們對一個事物的正確認識往往需要經(jīng)歷“從實踐到認識，再從認識到實踐”的多次反復才能完成.解釋與遷移，是認識到實踐的有效載體，也是促進學生形成正確物理觀念的重要途徑.

總之，學科核心素養(yǎng)是學生的一種學科必備品格，在應(yīng)對現(xiàn)實問題時表現(xiàn)為解決處理問題的一種學科關(guān)鍵能力.初中物理概念教學，需要我們圍繞學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，厘清形成正確物理觀念過程中的關(guān)鍵能力點，并落實在學習過程中，讓學生逐步形成適應(yīng)學生終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]郭玉英.基于學生核心素養(yǎng)的物理學科能力研究[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[3]李世模.基于核心素養(yǎng)導向的物理教學策略[J].中學物理，2019，37（04）：2-3.

[4]周后升.基于核心素養(yǎng)的物理學科能力理論的教學實施——以“三力動態(tài)平衡問題”的復習教學為例[J].物理教學，2019，41（03）：14-18.

（收稿日期：2019-04-10）