淺談物理觀念

吳巧燕

摘 要 近年來，核心素養(yǎng)的教學理念日益受重視。中學物理提高學生核心素養(yǎng)，主要體現(xiàn)在物理觀念，物理科學思維，科學態(tài)度和實驗探究能力這四方面。而物理觀念作為核心素養(yǎng)內(nèi)在要求的重要組成部分，主要體現(xiàn)在客觀事實現(xiàn)象出發(fā)，回歸到客觀現(xiàn)實本質(zhì)，將原有的觀點轉(zhuǎn)化成觀念，并且重塑形成新的知識體系和認知體系。如同中學熱力學的學習過程，學生由直觀感知，通過程序化的思維加工，內(nèi)化成客觀認知。

關(guān)鍵詞 物理觀念;理想氣體;規(guī)律;認知;系統(tǒng)

中圖分類號：G632???????? 文獻標識碼：A?????? 文章編號：1002-7661（2019）10-0101-01

核心素養(yǎng)模型初見于2012年世界經(jīng)濟合作組織，后于2014年我國教育部印發(fā)的課程改革指導，明確提出提高學生核心素養(yǎng)發(fā)展體系的指導意見。從而各個學科開始研究服務(wù)于發(fā)展學生核心素養(yǎng)的內(nèi)在要求和相應措施。

中學物理課程對學生核心素養(yǎng)的發(fā)展幫助，主要體現(xiàn)在提升學生的物理科學素養(yǎng)。而物理科學素養(yǎng)主要體現(xiàn)在物理觀念，物理科學思維，科學態(tài)度和實驗探究能力這四方面。其中物理觀念作為物理科學素養(yǎng)的重要組成部分，是物理體現(xiàn)核心素養(yǎng)的起點，也是歸宿。本文以中學物理熱力學中的理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律為例，從中學教師的角度理解學生物理觀念形成。

一、物理觀念的直觀認知

百度百科詞條對觀念的解釋是某者對事物的主觀與客觀認識的系統(tǒng)化之集合體，而《大辭?！返谋硎鰹椋河^點有兩個含義，一是觀察事物時所處的位置或采取的態(tài)度，二是指對事物或問題的看法。與我們平時感知的觀點不一樣之處在于，觀念是需要客觀認識后的系統(tǒng)認知，而觀點更多側(cè)重格式的直觀認知，只是對事情的各部分關(guān)系形成理解，而不是要素的集合[2]。學生對于氣體的最初認識是身邊的空氣，空氣“可冷可熱，可能會讓人覺得比較悶或者舒爽”等，這些直觀認知觀點是學生學習氣體狀態(tài)變化規(guī)律的基礎(chǔ)，而在學習的過程中，將會有相應的壓強、體積和溫度來度量這些感知。但是在學習的過程中，由于大氣外層太陽光線以及自身感知空間結(jié)構(gòu)的局限性因素，對壓強的理解過程中顯得很乏力，畢竟空氣是流動的，太陽會照射，微觀上氣體分子之間也會存在相互作用。因此創(chuàng)建物理模型“理想氣體”，對研究氣體狀態(tài)的壓強P、體積V和溫度T變化有著重要的意義。從微觀理解形成壓強根本原因后，再結(jié)合體積和溫度因素進行認識。

二、物理觀念的加工：認知革新發(fā)展

學生學習的過程既是需要感知、記憶、想象、思維、意志等對知識信息進行接受、編碼、貯存、提取和使用的認知過程。初步學習氣體狀態(tài)，通過氣體實驗規(guī)律探究，學生可以分別去理解氣體的各個狀態(tài)量之間的相互影響，進而到利用單氣體變化規(guī)律求解不同狀態(tài)下的P、V和T。但是，若是當單氣體某一穩(wěn)態(tài)下的PVT中的任意兩個物理狀態(tài)量都未知，學生在如何理解這個階段的狀態(tài)是比較混亂的，往往表現(xiàn)得比較凌亂。這個時候，如果能通過舊知來幫助學習者調(diào)試已有的心智模式，構(gòu)建新的心智模式，可以更好地掌握系統(tǒng)知識。

例如，若是學生知道一個氣體對象一個過程變化，轉(zhuǎn)化到數(shù)學函數(shù)關(guān)系中，對應該氣體對象的兩個狀態(tài)聯(lián)系，只有一個關(guān)聯(lián)關(guān)系是無法找出，此時，應是思考是否存在第三狀態(tài)，或者第二個氣體對象關(guān)聯(lián)理解，會更好地理解目標氣體對象狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。這將是直觀感受通過思維程序化加工后形成客觀認知的重要步驟。

三、物理觀念的系統(tǒng)重塑：知識體系和認知體系

當學生掌握了求解氣體狀態(tài)量的變化后，若是僅限于此階段的認知，只是一種知識加工以及學習技能的掌握。在此基礎(chǔ)上，可以嘗試協(xié)助學生跳出固有的知識局限，重新審視自己的知識體系。只有學生內(nèi)化了的對物理學的認知品質(zhì)，整體把握物理學知識結(jié)構(gòu)，在對人類認識物理學的發(fā)展過程、思維方式、研究方法的認知與理解的基礎(chǔ)上才能獲得物理觀念。

在理解理想氣體的變化規(guī)律過程中，氣體變化并非只是感知的冷熱等不同的效果，還有狀態(tài)變化，這些變化可以通過相同或者不同的氣體對象找出相應的物理狀態(tài)，從直觀到客觀的科學認知內(nèi)化;利用氣體自身變化規(guī)律，或者聯(lián)系多部分密封氣體對象的變化規(guī)律，重新認識“空氣”，從觀點到觀念的重建。

四、小結(jié)

其實物理觀念并非是獨立形成的，而是結(jié)合物理科學思維和科學探究，在學習過程中，不斷通過思維探索，認知結(jié)構(gòu)的加工，重塑收獲了固化認識到新客觀認知系統(tǒng)，真正形成物理觀念，然后發(fā)展成具有普遍性知識和技能，體現(xiàn)出發(fā)展學生核心素養(yǎng)的內(nèi)在要求。

參考文獻：

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[5]蔡鐵權(quán)，鄭瑞.物理觀念的物理教育價值——物理觀念教育思考[J].物理教學，2018（12）：5.