基于核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)研究

倫婷芬

摘要：物理概念教學(xué)中處處蘊(yùn)含著培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的契機(jī)，作為物理老師，要充分發(fā)揮課堂教學(xué)的教育作用，落實(shí)好提高學(xué)生核心素養(yǎng)的教育任務(wù)。本文以《彈力》概念的教學(xué)為例，簡(jiǎn)述了概念教學(xué)的方法，并從概念形成的四個(gè)環(huán)節(jié)中論述了如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理核心素養(yǎng);概念教學(xué);彈力

一、物理概念教學(xué)的相關(guān)理論

物理概念是物理觀念的重要組成之一，是高中生學(xué)習(xí)物理的基石。物理概念教學(xué)的過程是在教師的指導(dǎo)下，激發(fā)學(xué)生的探索動(dòng)機(jī)，學(xué)生用原有的感性經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)去感知理性材料，經(jīng)過思維加工產(chǎn)生認(rèn)知的跨越，最后形成完整的概念的過程[1]。形成完整的概念一般要經(jīng)歷四個(gè)環(huán)節(jié)：1、動(dòng)機(jī)激發(fā)，啟動(dòng)思維;2、感知信息，形成表象;3、思維加工，形成概念;4、深度理解，完善結(jié)構(gòu)。物理概念教學(xué)要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)地位，以學(xué)生為主體，提供豐富的感知材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維加工，形成準(zhǔn)確的物理概念。

二、基于核心素養(yǎng)的《彈力》概念教學(xué)設(shè)計(jì)

本文以“彈力”概念為例，具體分析了概念形成的四個(gè)環(huán)節(jié)中如何培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)以及設(shè)計(jì)出具體的方案去提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

1、動(dòng)機(jī)激發(fā)，啟動(dòng)思維

物理來源于生活，興趣是最好的老師。物理核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)要求教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)面對(duì)未知的、“原始”的問題情境，這些原始問題可以是課堂生成的，也可以來自生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象[2]。因此為了激發(fā)學(xué)生探究彈力的興趣，可以進(jìn)行以下活動(dòng)。

活動(dòng)一：觀看一段攀巖運(yùn)動(dòng)員攀巖時(shí)的視頻。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注過程中出現(xiàn)的拉力、支持力和壓力，并拋出問題：這些力是如何產(chǎn)生的？以此啟動(dòng)學(xué)生思考彈力產(chǎn)生原因的思維。

2、感知信息，形成表象

學(xué)科核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究活動(dòng)，因此在概念教學(xué)過程中的演示實(shí)驗(yàn)和師生共同實(shí)驗(yàn)都能有效地提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。課堂演示實(shí)驗(yàn)是教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生所做的表演示范實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象直觀地展示給學(xué)生，是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、注意力以及思維能力等的主要途徑[3]。在師生共同實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)現(xiàn)實(shí)提出問題，作出猜想并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究后驗(yàn)證猜想并發(fā)現(xiàn)里隱藏在物理現(xiàn)象背后的物理規(guī)律。

在激發(fā)了學(xué)生探究壓力、支持力、拉力的產(chǎn)生原因的興趣后，接著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以下科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)：

活動(dòng)二：讓學(xué)生把手指用力壓在課桌上，觀察產(chǎn)生壓力時(shí)手指的形變，將手指挪開時(shí)形變恢復(fù)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出壓力產(chǎn)生的條件：第一直接接觸;第二發(fā)生可恢復(fù)的形變。

手指壓課桌時(shí)產(chǎn)生了壓力，那么課桌也會(huì)對(duì)手指產(chǎn)生支持力，這個(gè)支持力是如何產(chǎn)生的呢？會(huì)不會(huì)是課桌的形變產(chǎn)生的呢？可是我們并沒有看到桌面的形變。為此筆者又進(jìn)行了以下活動(dòng)

活動(dòng)三：如圖1所示，在課桌鋪上一塊海綿，手指壓在海綿上產(chǎn)生明顯的形變，運(yùn)用“類比”的思想，可以推斷出手指壓在課桌上也會(huì)有形變，只是形變小肉眼沒法分辨。接著按照課本展示（如圖2）的激光和平面鏡裝置把這個(gè)形變“放大”。

繩子的拉力又如何產(chǎn)生？

活動(dòng)四：借助橡皮繩在掛上鉤碼后發(fā)生明顯形變，不掛時(shí)形變恢復(fù)，運(yùn)用“類比”的思想，細(xì)繩在掛上鉤碼后也發(fā)生了肉眼看不見的形變。為了看見這個(gè)形變，再次利用激光和安裝在繩子末端的平面鏡進(jìn)行放大，最后驗(yàn)證了猜想

在以上兩次不明顯的形變中，都是先運(yùn)用了“類比”的思維方法進(jìn)行推理，最后都是通過“放大”的方法顯示出來，這兩次實(shí)驗(yàn)很好地拓寬了學(xué)生的科學(xué)思維，啟發(fā)了學(xué)生也可以對(duì)利用身邊的材料對(duì)微小量進(jìn)行放大。

3、思維加工，形成概念

為了引導(dǎo)學(xué)生得出彈力的概念，筆者設(shè)計(jì)了以下的表格，將學(xué)生剛才經(jīng)歷的實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行歸納，以發(fā)現(xiàn)三者的的共同之處，為彈力概念的提出作鋪墊。

活動(dòng)五：

手指產(chǎn)生的壓力 課桌產(chǎn)生的支持力 細(xì)繩產(chǎn)生的拉力

施力物體

受力物體

產(chǎn)生的原因

壓力、支持力、拉力這三種力的產(chǎn)生都是需要物體相互接觸并發(fā)生彈性形變，概括起來任何產(chǎn)生彈力的物體都需要發(fā)生形變，因此得出彈力的產(chǎn)生原因和條件，概括出彈力的定義：產(chǎn)生形變的物體由要恢復(fù)原狀，會(huì)對(duì)與他接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈力。通過上述思維加工，學(xué)生還明白了為什么壓力、支持力和拉力也屬于彈力。

4、深度理解，完善結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)的過程就是學(xué)生在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，不斷發(fā)現(xiàn)問題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決新問題的過程。核心素養(yǎng)指導(dǎo)下的物理教學(xué)要求教師在教學(xué)過程中注重學(xué)生知識(shí)的構(gòu)建與應(yīng)用，幫助學(xué)生提出有探究?jī)r(jià)值的問題。

活動(dòng)六：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維加工：彈力是因?yàn)槲矬w形變后想恢復(fù)形變產(chǎn)生的，那么彈力的方向應(yīng)該與形變恢復(fù)的方向相同。接著，通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中形變圖片分析加以驗(yàn)證。手指向上形變了想向下恢復(fù)，所以產(chǎn)生向下的壓力，海綿向下凹陷了，想向上恢復(fù)形變，所以產(chǎn)生了向上的支持力。根據(jù)學(xué)生已有知識(shí)知道繩子只能伸長(zhǎng)不能壓縮，掛上鉤碼的繩子沿著繩向下形變了，想向上恢復(fù)形變，所以產(chǎn)生了沿著繩子向上的拉力。

對(duì)于有接觸面間物體的彈力，方向又如何？放在水平面上的物體受到垂直于水平面向上的支持力，那么放在斜面上物體受到的支持力是否也是垂直于接觸面呢？學(xué)生對(duì)此有疑問，為了避免學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的觀念，筆者進(jìn)行了以下教學(xué)活動(dòng)

活動(dòng)七：如圖3、圖4所示，在斜面上放一塊海綿，用重物放在上面，通過海綿的形變間接反映斜面的形變。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們觀察到海綿的形變垂直于接觸面，由此得出斜面的支持力垂直于接觸面。

至此，通過以上一次次思維碰撞，學(xué)生對(duì)彈力的方向形成了準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)：與形變恢復(fù)的方向相同，并垂直于接觸面。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷小慧.在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力[D].上海：上海師范大學(xué)，2018.

[2]邢紅軍，清梅.論高考物理能力理論與命題導(dǎo)向[U ].課程-教材·教法，2007（11）：63—68.

[3]邢順俊.如何在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力[J].新課程研究：基礎(chǔ)教育，2010（9）：65-65.