核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理概念教學(xué)

摘? ?要：培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)是新課標(biāo)確定的教育理念，物理概念教學(xué)是物理教學(xué)最基本的組成部分。文章以“彈力”教學(xué)為例，闡述高中物理概念教學(xué)的基本方法，以及如何在概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);概念教學(xué);“彈力”教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2020）7-0034-3

2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)確定了培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基本理念，明確規(guī)定高中物理課程目標(biāo)“應(yīng)在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展”，高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)分為“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)方面。物理教師應(yīng)該將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)體現(xiàn)和落實(shí)在課堂教學(xué)中。

物理概念是對(duì)物理現(xiàn)象、物理過(guò)程歸納總結(jié)后形成的抽象化、概括化的思維形式，是邏輯思維最基本的單元和形式[1]，物理概念教學(xué)是高中物理教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。筆者以“彈力”教學(xué)為例，談?wù)労诵乃仞B(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理概念教學(xué)。

1? ? “彈力”教學(xué)的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

1.1? ? 創(chuàng)設(shè)情境，獲得感知

任務(wù)一：引入課題，感知彈力。

上課開始，教師播放兒童蹦床、跳板跳水、拉弓射箭的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察，進(jìn)入情境。

教師：在上述視頻中，兒童、跳水運(yùn)動(dòng)員為什么跳得那么高，箭為什么射得那么遠(yuǎn)？大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蹦床、跳板、弓有什么相同的變化？

學(xué)生：蹦床、跳板、弓都發(fā)生了形變。

教師：請(qǐng)大家拉一拉桌上的橡皮筋、彈簧，再捏一捏桌上的橡皮泥，有什么不同的感受呢？

學(xué)生1：橡皮筋、彈簧拉長(zhǎng)后放手就能恢復(fù)原來(lái)的形狀，而橡皮泥不能恢復(fù)原來(lái)的形狀。

學(xué)生2：手會(huì)感受到拉長(zhǎng)的橡皮筋、彈簧對(duì)手的拉力，而橡皮泥對(duì)手沒(méi)有作用力。

教師：對(duì)，上述橡皮筋、彈簧對(duì)手的作用力，以及蹦床對(duì)兒童、跳板對(duì)運(yùn)動(dòng)員、弓對(duì)箭的作用力一樣，我們把它叫做彈力。今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)——彈力。

通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生觀察、體驗(yàn)、表述，形成初步感知，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)蹦床、跳板、弓都發(fā)生了形變，而手受到的作用力與物體的形變有關(guān)，讓學(xué)生直觀地感受彈力的存在。

1.2? ? 了解過(guò)程，建立概念

任務(wù)二：通過(guò)對(duì)“彈性形變”的認(rèn)識(shí)，了解彈力的產(chǎn)生，建立“彈力”的概念。

教師：像彈簧、橡皮筋一樣發(fā)生了形變會(huì)恢復(fù)原狀的形變叫做彈性形變。那彈力究竟是怎么產(chǎn)生的呢？

教師展示實(shí)驗(yàn)器材：長(zhǎng)木板、一端有彈簧的小車。

演示實(shí)驗(yàn)：將小車放在長(zhǎng)木板上，彈簧一端固定，分別將彈簧拉伸、壓縮。

教師：同學(xué)們分別思考在這兩個(gè)過(guò)程中，彈簧對(duì)小車的作用力。

學(xué)生：當(dāng)彈簧被拉長(zhǎng)時(shí)，由于彈簧要恢復(fù)原狀，小車受到收縮方向的拉力;當(dāng)彈簧被壓縮時(shí)，由于彈簧要恢復(fù)原狀，小車受到伸長(zhǎng)方向的推力。

教師：我們把小車受到的拉力和推力叫做彈力。通過(guò)觀察，大家說(shuō)究竟什么是彈力呢？

生：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，就會(huì)對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。

師生分析，得出產(chǎn)生彈力的條件是：①物體相互接觸;②發(fā)生彈性形變。

學(xué)生通過(guò)觀察物理現(xiàn)象、分析小車的受力情況，結(jié)合兒童蹦床、跳板跳水、拉弓射箭的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)彈力產(chǎn)生的共同點(diǎn)，分析彈力產(chǎn)生的原因及過(guò)程，建立起彈力的概念。

1.3? ? 思維加工，理解內(nèi)涵

任務(wù)三：了解微小形變，理解常見壓力、支持力、拉力的產(chǎn)生。

教師：像彈簧、橡皮筋、跳板這樣的物體發(fā)生的形變我們能看到，那桌子、地板、水瓶這些物體能不能發(fā)生彈性形變呢？

演示實(shí)驗(yàn)：顯示微小形變。

實(shí)驗(yàn)一：平面鏡、激光筆顯示桌面的微小形變。

實(shí)驗(yàn)二：手捏玻璃瓶（插著細(xì)管裝著有色液體的玻璃瓶）顯示玻璃瓶的微小形變。

（學(xué)生通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、思考分析，發(fā)現(xiàn)很多形變是肉眼看不出來(lái)的。）

學(xué)生：物體受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生形變，只是有時(shí)形變太小，不易觀察。

教師：將一本書放在書桌上，書與書桌間有沒(méi)有彈力產(chǎn)生呢？（教師引導(dǎo)學(xué)生從彈力產(chǎn)生的原因、條件進(jìn)行分析。）

學(xué)生：書放在桌子上，桌子由于產(chǎn)生了向下的形變（肉眼看不出），要向上恢復(fù)原狀，就對(duì)跟它接觸的書產(chǎn)生了向上的彈力，這個(gè)力就是桌子對(duì)書的支持力。

學(xué)生：書和桌子擠壓，書產(chǎn)生了向上的形變（肉眼看不出），要向下恢復(fù)原狀，就對(duì)跟它接觸的桌子產(chǎn)生了向下的彈力，這個(gè)力就是書對(duì)桌子的壓力。

教師：對(duì)！壓力和支持力都是彈力。

在第二環(huán)節(jié)學(xué)生已經(jīng)建立起彈力的概念，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維加工，將容易看到的顯性形變過(guò)渡到不易看出的微小形變，將容易理解的特殊的彈簧彈力過(guò)渡到不易理解的一般的壓力、支持力、拉力，使學(xué)生通過(guò)科學(xué)的思維，深刻理解“彈力”這一概念的內(nèi)涵。

1.4? ? 深化理解，形成結(jié)構(gòu)

任務(wù)四：能在具體問(wèn)題中分析是否受到彈力作用，并正確畫出彈力的方向。

教師：常見的壓力、支持力、拉力都是彈力，那它們的方向是怎樣的呢？（以書與桌面的作用力為例，引導(dǎo)學(xué)生分析力的方向。）

學(xué)生1：書受到的支持力是桌面施加的，因?yàn)樽烂嫦蛳掳l(fā)生形變，要向上恢復(fù)，所以對(duì)書的支持力向上。

學(xué)生2：桌子受到的壓力是書本施加的，因?yàn)闀鞠蛏习l(fā)生形變，要向下恢復(fù)，所以對(duì)桌子的壓力向下。

學(xué)生3：繩對(duì)物體有拉力是因?yàn)槔K被拉長(zhǎng)了要收縮而產(chǎn)生的，所以繩的拉力沿著繩收縮的方向。

教師歸納：壓力（支持力）的方向垂直于物體的接觸面，指向被壓（被支持）的物體;繩的拉力沿著繩指向繩收縮的方向。

課堂練習(xí)：展示相關(guān)經(jīng)典例題，讓學(xué)生在黑板或練習(xí)冊(cè)上畫出彈力的方向。

關(guān)于彈力有無(wú)及方向判斷的習(xí)題很多，教師在教學(xué)中要循序漸進(jìn)，把握好概念形成的階段性。本節(jié)課宜選較簡(jiǎn)單、能直觀判斷的練習(xí)題，旨在深化學(xué)生對(duì)“彈力”這一概念的理解，養(yǎng)成能用這一物理觀念思考、分析問(wèn)題的習(xí)慣。

2? ? 概念教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

2.1? ? 概念教學(xué)中物理觀念的建構(gòu)需有層次推進(jìn)

本節(jié)課主要體現(xiàn)“相互作用”這一物理觀念。物理觀念的建立不是一蹴而就的，學(xué)生需經(jīng)歷觀察、體驗(yàn)、思考等一系列思維過(guò)程，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由特殊到一般，有層次地逐步推進(jìn)，最后形成“彈力”這一基本概念，為“相互作用”這一物理觀念的形成奠定基礎(chǔ)。

在案例中，學(xué)生首先通過(guò)觀看視頻進(jìn)入情境，接著通過(guò)手拉彈簧的體驗(yàn)激發(fā)探索未知的興趣，然后通過(guò)彈簧對(duì)小車?yán)Φ漠a(chǎn)生過(guò)程的分析打開思維空間并歸納形成“彈力”的概念，緊接著過(guò)渡到一般情況的壓力、支持力，最后判斷彈力的有無(wú)及方向。在此過(guò)程中，通過(guò)知識(shí)的不斷內(nèi)化和深化，促進(jìn)學(xué)生“相互作用”觀念的不斷發(fā)展[2]。

2.2? ? 概念教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)融入課堂

物理概念教學(xué)是物理教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙很多來(lái)源于對(duì)概念的模糊認(rèn)識(shí)和錯(cuò)誤理解。物理概念的教學(xué)不僅是讓學(xué)生知道定義，記得概念的文字表述，更是將科學(xué)的思維融入到概念建立、深化過(guò)程中，正確理解概念的內(nèi)涵才能更好地學(xué)習(xí)物理。

在本節(jié)案例中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下借助于視頻演示，通過(guò)理性的科學(xué)思維發(fā)現(xiàn)其共性，進(jìn)而歸納出“彈力”的概念;通過(guò)觀察顯示微小形變的演示，獲得了“放大”的思想方法;用演繹的方法得出壓力、支持力。學(xué)生概念習(xí)得的過(guò)程伴隨著各種科學(xué)思維，這樣既能深刻學(xué)習(xí)概念，又使思維能力得到培養(yǎng)。

2.3? ? 概念教學(xué)中要充分利用各種器材加強(qiáng)科學(xué)探究

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，除了教材上的演示實(shí)驗(yàn)，教師要充分利用身邊的各種器材，設(shè)置與教學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與體驗(yàn)、動(dòng)手操作來(lái)完成。在參與過(guò)程中有目的地探究，通過(guò)切身感受與思維加工得出相關(guān)結(jié)論。這樣既能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又讓學(xué)生參與到課堂中來(lái)，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、觀察分析、動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

本節(jié)課中有很多環(huán)節(jié)能提高學(xué)生的探究能力。例如，體驗(yàn)手拉橡皮筋和手捏橡皮泥，學(xué)生能獲得彈性形變和塑性形變的認(rèn)識(shí);在顯示微小形變的演示中，學(xué)生通過(guò)壓桌面、捏玻璃瓶等，能進(jìn)一步體會(huì)放大的思想;在壓力、支持力的學(xué)習(xí)中只需要用手邊的書和桌子，就能探究一般情況下的彈力;在彈力的方向?qū)W習(xí)中，可以用橡皮球、海綿等道具探究彈力的方向。

2.4? ? 概念教學(xué)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)要貫穿課堂

在概念教學(xué)中，不是簡(jiǎn)單地讓學(xué)生知道概念，記住概念的文字表述，而是通過(guò)教師逐層次地引導(dǎo)，學(xué)生在各種探究活動(dòng)中通過(guò)分析思考得出結(jié)論，這個(gè)過(guò)程中學(xué)生逐漸養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，形成科學(xué)的價(jià)值觀[3]。

3? ? 總結(jié)反思

概念教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的重要組成部分，在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的物理概念教學(xué)中，應(yīng)強(qiáng)化情境創(chuàng)設(shè)、引導(dǎo)概念建立的過(guò)程、注重概念內(nèi)涵的理解、逐步深化形成結(jié)構(gòu)。在概念教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，教師要層層推進(jìn)培養(yǎng)物理觀念，將科學(xué)思維融入課堂，設(shè)置科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。以概念教學(xué)為陣地，逐步培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮杰，葉翔，張悅，等.新課程背景下建立物理概念科學(xué)思維方法的研討[J].物理通報(bào)，2016（3）：4-9.

[2]周瑋.“物理學(xué)科核心素養(yǎng)”導(dǎo)向下的高中物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)[J].物理通報(bào)，2019（4）：19-23.

[3]彭前程.物理學(xué)科核心素養(yǎng)的理解與踐行——以人教版高中物理教材為例[J].物理教學(xué)，2020，42（2）：6-12.

（欄目編輯? ? 鄧? ?磊）

收稿日期：2020-01-06

基金項(xiàng)目：本文為貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“物理學(xué)專業(yè)師范技能‘視頻案例資源庫(kù)建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐”（2018520109）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：肖順銀（1976-），女，中學(xué)高級(jí)教師，主要從事中學(xué)物理課程研究與教學(xué)工作，曾獲貴州省優(yōu)課二等獎(jiǎng)。