基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中物理引課教學(xué)

施 展

(浙江省余姚中學(xué) 浙江 寧波 315400)

林冰心

(余姚市大隱鎮(zhèn)初級中學(xué) 浙江 寧波 315400)

在新時代基礎(chǔ)教育改革背景下，摒棄“唯分論”，矯正過去對“三維”目標(biāo)認(rèn)識的不同程度偏失，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，已成為貫穿于教學(xué)全過程的重要目標(biāo)和內(nèi)容.就高中物理學(xué)科而言，核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的，帶有物理特征的品質(zhì)和技能，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任相關(guān)能力等4個方面.

引課是課堂教學(xué)的開端部分，時長一般只有5 min左右，但在整個復(fù)雜有序的課堂教學(xué)過程中具有重要的作用.良好的引課可激發(fā)學(xué)生的求知欲，幫助學(xué)生搭建出合適的架構(gòu)， 有利于把教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而為高效課堂奠定基礎(chǔ).傳統(tǒng)的引課，大多以知識點(diǎn)復(fù)習(xí)引入為主，雖然有利于舊知識的鞏固和建立新舊知識的聯(lián)系，但囿于知識本位，往往不能結(jié)合學(xué)生心理特點(diǎn)，形式較為單調(diào)，內(nèi)容較為枯燥.新課改的核心理念是以生為本，教師扮演的是學(xué)生學(xué)習(xí)的“引導(dǎo)者”而非“控制者”，所以引課宜針對學(xué)生心理特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活和興趣的物理情境，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主觀能動性.

基于此，筆者在引課教學(xué)中開展“引入迷思概念，引入典型問題，引入簡易實(shí)驗(yàn)，引入小組活動”嘗試，試圖為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)提供一種實(shí)踐可能.

1 引入迷思概念 啟發(fā)“物理觀念”認(rèn)知

“物理觀念”，是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華.學(xué)生對于某個“物理觀念”的形成，最初往往源于日常生活中的感性認(rèn)識.由于感性認(rèn)識反映的是事物的表面現(xiàn)象和外部聯(lián)系，如果未能對事物的內(nèi)部聯(lián)系和本質(zhì)進(jìn)行科學(xué)提煉和升華，其“物理觀念”就會與科學(xué)理解有差異，就會形成迷思概念[1].學(xué)生如果不能對迷思概念進(jìn)行正確轉(zhuǎn)變，日積月累，會產(chǎn)生更多新的迷思概念.因此，教師在引課中，引入迷思概念并進(jìn)行集中突破，對于形成正確物理觀念，保證整堂課教學(xué)的順利開展，都是極為重要的.為此，教師可結(jié)合相關(guān)教學(xué)問題案例、學(xué)生問卷調(diào)查與訪談等辦法，進(jìn)入學(xué)生的日常視野，了解學(xué)生可能存在的“迷思概念”，思考為何出現(xiàn)這種錯誤理解？如何引導(dǎo)到正確理解？

例如，在“位移與路程”教學(xué)中，筆者針對學(xué)生對于位移、速度等概念的理解有偏差的現(xiàn)象，在引課中采用多媒體形式突破“迷思概念”：通過“高德地圖”手機(jī)錄屏視頻，播放上班和下班移動的過程，并邀請個別同學(xué)回顧自己上學(xué)的過程，思考移動了多少距離.再通過地圖上兩點(diǎn)間的距離和具體曲折的路徑，思考“位置移動”和“具體路程”的兩種關(guān)系，體會兩個概念的區(qū)別：位移為位置的變化，在這里回到原點(diǎn)位移是零；路程是運(yùn)動軌跡的長度，在這里就是實(shí)際走的距離.并聯(lián)系即將開幕的運(yùn)動會，思考學(xué)校400 m比賽運(yùn)動員跑得那么累，如果競技體育比較的是位移大小，其實(shí)非常小，舉出有趣的事例與現(xiàn)實(shí)認(rèn)知的反差.這樣合理的引課在激發(fā)學(xué)生興趣的同時，建立了課本科學(xué)的“物理觀念”和“迷思概念”的矛盾性，有助于學(xué)生將“迷思概念”轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的“物理觀念”.

2 引入典型問題 促進(jìn)“科學(xué)思維”形成

“科學(xué)思維”，即學(xué)生對物理現(xiàn)象、物理過程、物理事實(shí)的本質(zhì)屬性，以及物質(zhì)之間的相互作用和聯(lián)系的能動性反映.科學(xué)思維對于學(xué)生深刻把握物理事物的內(nèi)在和本質(zhì)，并對其進(jìn)行思考、懷疑、批判具有重要意義.在引課中設(shè)置典型問題讓學(xué)生思考，可有效培養(yǎng)和鍛煉其思維能力.

那么，問題的典型性體現(xiàn)哪些方面呢？筆者以為有以下3點(diǎn)：

(1)適合學(xué)生心理特點(diǎn)，不僅要激發(fā)學(xué)生興趣，還需盡量與現(xiàn)實(shí)生活融合，即讓學(xué)生在學(xué)到新知識的同時，有效滿足其在具體學(xué)習(xí)中的內(nèi)在需要，切實(shí)感受到物理知識的價(jià)值.

(2)注重學(xué)生的認(rèn)知水平和物理課程的教學(xué)規(guī)律，站在學(xué)生的角度創(chuàng)設(shè)特有的物理問題情境.不要涉及過難的問題，或者涉及知識點(diǎn)過多、超前的問題，這會增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，反而困擾學(xué)生對知識點(diǎn)的理解.

(3)具有一定的邏輯順序，確保問題能環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，不要顯得突兀和跳脫.這需要教師對該物理知識具有較為深刻的理解，并有合理的邏輯設(shè)計(jì)[2,3].

例如，在學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”時，許多教輔資料常見引課問題為“飛機(jī)在投彈時，攻擊目標(biāo)在正下方，能否擊中目標(biāo)？”該問題雖然是慣性知識點(diǎn)?？碱}型，但學(xué)生很少有這類經(jīng)歷，超出了其認(rèn)知經(jīng)驗(yàn).這樣，以一個陌生的情景學(xué)習(xí)陌生的概念，結(jié)果只會適得其反.因此，這樣的例子不適合在學(xué)習(xí)知識點(diǎn)初期提出，可能更適合于已掌握知識點(diǎn)后的提升訓(xùn)練.為此，筆者在引課中設(shè)置了這樣的情景問題：“上學(xué)時坐公交車，前方突然出現(xiàn)緊急路況，一個急剎車你會怎樣晃動？”由學(xué)生熟悉的情景引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知，容易理解物體具有一個保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì).再進(jìn)行模型提升，模仿飛機(jī)投彈設(shè)問：“部分同學(xué)有不好的習(xí)慣，在行駛的車上打開車窗向街邊垃圾桶里丟垃圾，當(dāng)經(jīng)過垃圾桶時沖著垃圾桶扔，這樣能扔的進(jìn)嗎？”如此層層推進(jìn)，問題貼近學(xué)生日常，在聯(lián)想生活實(shí)際和思考物理現(xiàn)象中培養(yǎng)科學(xué)思維的形成.

3 引入簡易實(shí)驗(yàn) 提升“科學(xué)探究”能力

高中物理知識的特點(diǎn)是相對復(fù)雜多樣，不僅有理論知識的理解，還有眾多物理規(guī)律的探究.較好的實(shí)驗(yàn)探究對學(xué)生物理思維與觀念的形成有決定性作用[3].這正是核心素養(yǎng)中強(qiáng)調(diào)的“科學(xué)探究”，即對于揭示科學(xué)規(guī)律時，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生手腦并用、歸納概括的綜合能力.高中學(xué)生已有較強(qiáng)的觀察力，同時觀察目的也較明確，擁有獨(dú)立思考的能力，在此課中引入簡易實(shí)驗(yàn)，可以促進(jìn)學(xué)生提升對不易理解的、抽象的物理概念及規(guī)律的認(rèn)知，在激發(fā)好奇心的同時，有更加直觀的感性認(rèn)識.再通過適當(dāng)引導(dǎo)與分析，將感性認(rèn)識上升到理論知識.當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)時間可能相對較長，涉及的問題和內(nèi)容也相對較多，所以教師可以和其他課堂教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)引課的時間可適當(dāng)放寬至10 min左右.

例如在“超重和失重”的教學(xué)中，筆者利用實(shí)驗(yàn)引入：放置一體重秤，取氣球加水，從稍高處靜止下落，落到秤上，要求觀察氣球撞擊秤后的形變，以及秤示數(shù)的變化.用慢鏡頭回放，氣球與秤剛開始相撞“變癟”，秤的示數(shù)變大，后氣球“鼓起”，秤示數(shù)變小，最后穩(wěn)定.似乎重量“超過”重力又“低于”重力.由此聯(lián)想，提問學(xué)生如何在秤上面能有如此“減肥和增重”效果，邀請學(xué)生靜止站在秤上，并且突然蹲下和突然站起，觀察秤示數(shù)的變化.在體會真實(shí)的超重與失重后聯(lián)系牛頓第二定律，對氣球和人體受力分析，引導(dǎo)學(xué)生思考其內(nèi)在規(guī)律.

又如，在學(xué)習(xí)機(jī)械波時，筆者引入時展示拔河所用繩子，捏住一端上下振動，觀察到“繩波”的傳遞.用慢鏡頭回放，觀察到類似于正弦波的傳遞.要求學(xué)生思考如何產(chǎn)生“波”？展示4個相同“彈簧振子”儀器并排放在一起(圖1).先邀請同學(xué)拉動第一個小球使其上下振動，其余小球不動——引導(dǎo)學(xué)生回顧單個質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置做機(jī)械振動.提問：如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，可以見到“波”的現(xiàn)象？類比繩波每個質(zhì)點(diǎn)間都有彈力帶動后一個質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動，將小球用細(xì)繩左右相連(圖2)，再一次振動第一個小球，觀察到“波”的現(xiàn)象(圖3).讓學(xué)生在觀察中提升從“振動”到“振動的傳播形成波”的物理概念認(rèn)知.

圖1 互不關(guān)聯(lián)的彈簧振子

圖2 細(xì)繩相連的彈簧振子

圖3 振動形成波

正如教材所說，物理學(xué)中概念的形成都賴于實(shí)驗(yàn)，其正確性不斷受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn).教師還可以在引課中展示各種歷史上真實(shí)存在的實(shí)驗(yàn)，還原物理學(xué)家探究曲折艱難的過程，即使是在探索的過程中失敗也是具有科學(xué)與教育價(jià)值的.例如展示伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)，邀請同學(xué)進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)，幾次實(shí)驗(yàn)中小球都不會到達(dá)同一高度，似乎是“失敗”了——這算是埋下伏筆.待之后在課堂教學(xué)中明了在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中摩擦力的影響較大，理想模型難以完成時，學(xué)生會真切感受到伽利略偉大猜想的魅力和不斷追求科學(xué)真理的精神.

4 引入小組活動 養(yǎng)成“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，是指認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，理解對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任心.這是一種知行高度統(tǒng)一的素養(yǎng)，而小組活動以學(xué)習(xí)小組為基本形式，以團(tuán)體成績?yōu)樵u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)同學(xué)間互助學(xué)習(xí)，共同達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，顯然是養(yǎng)成“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的良好實(shí)施形式.需要注意的是，開展小組活動要做足功課，切忌流于形式，出現(xiàn)費(fèi)時費(fèi)力、效率低下的問題，要明確主題和任務(wù)，并且可與課前作業(yè)、課中教學(xué)結(jié)合起來，努力做到教學(xué)效率最大化.

課前可布置小組活動作業(yè)，注意把握以下幾點(diǎn)：

(1)主題與當(dāng)前教學(xué)相關(guān)，保證趣味性的同時，難度適中；

(2)有意識地?cái)U(kuò)大組內(nèi)同學(xué)學(xué)習(xí)能力差別，這有利于同學(xué)間相互學(xué)習(xí)合作和影響；

(3)教師要做好監(jiān)督與引導(dǎo)，確保小組合作學(xué)習(xí)的成效；

(4)教師要善于在小組討論后進(jìn)行總結(jié)，保證小組活動及時反饋.對成績優(yōu)秀的小組成員給予表揚(yáng)，對表現(xiàn)積極的學(xué)生也要給予表揚(yáng)，給學(xué)生帶來成功的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和集體榮譽(yù)感.

例如，針對班級中有不少攝影愛好者的情況，筆者展開“身邊的物理現(xiàn)象攝影”小組活動.在課前根據(jù)學(xué)生相應(yīng)能力和分工進(jìn)行分組.周末分發(fā)小組活動任務(wù)單，要求拍攝生活中與物理相關(guān)照片，題材不限，解釋原理和查找相關(guān)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用.該活動激發(fā)了許多學(xué)生尋找物理現(xiàn)象的積極性，在組長的組織下，各位成員小組合作，分工完成對該物理現(xiàn)象的原理查找、解釋、相關(guān)應(yīng)用等任務(wù).引課時由各組派出代表，上臺介紹本組的攝影作品.在整個小組過程中，同學(xué)有對新知識的學(xué)習(xí)，對舊知識的總結(jié)，對生活各類現(xiàn)象物理應(yīng)用原理的探索，激發(fā)了創(chuàng)新思維，取得了較好的成效.

圖4和圖5為學(xué)生拍攝的生活中與物理相關(guān)的照片展示.

圖4 學(xué)生作業(yè)：光

圖5 學(xué)生作業(yè)：塔羅牌拱橋

總之，以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向的物理教學(xué)，要求我們重視物理概念、規(guī)律教學(xué)，科學(xué)思維方法的應(yīng)用教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求我們關(guān)注學(xué)生真實(shí)的情感體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀.本文所述的“引入迷思概念，引入典型問題，引入簡易實(shí)驗(yàn)，引入小組活動”，還只是在引課教學(xué)中的嘗試，筆者將在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)，期待更大的改進(jìn)和提高.