基于核心素養(yǎng)的體驗(yàn)式高中物理概念教學(xué)研究*

趙娟娟

（漳縣第二中學(xué) 甘肅定西 748300）

高中物理課程是非常重要的一門(mén)課程，通過(guò)高中物理的學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生從物理學(xué)的視角去認(rèn)識(shí)自然并理解自然，建構(gòu)有關(guān)自然界的物理圖景。這樣一來(lái)可以在學(xué)生獲得親身感悟的同時(shí)培養(yǎng)實(shí)踐探索能力，獲得積極的體驗(yàn)，一方面領(lǐng)悟物理知識(shí)，另一方面培養(yǎng)綜合能力。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的時(shí)代背景之下，核心素養(yǎng)培育已經(jīng)成為教育領(lǐng)域的普遍共識(shí)，物理概念教學(xué)也應(yīng)該具備其內(nèi)在的邏輯性和客觀性，融合物理學(xué)本身的學(xué)科特征，完成內(nèi)容的重組與構(gòu)建。

一、基于核心素養(yǎng)的體驗(yàn)式高中物理教學(xué)內(nèi)涵

（一）學(xué)科核心素養(yǎng)

學(xué)科核心素養(yǎng)指的是學(xué)科育人價(jià)值的一種綜合體現(xiàn)，其主要是學(xué)生通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)而逐步形成的價(jià)值觀念和關(guān)鍵能力。以物理學(xué)科為例，物理觀念既包括主要的物質(zhì)觀念，同時(shí)還包括能量觀念等不同要素，學(xué)生在教師所創(chuàng)設(shè)的情境當(dāng)中需要利用物理知識(shí)來(lái)解決生活當(dāng)中的實(shí)際問(wèn)題，準(zhǔn)確描述現(xiàn)代物理當(dāng)中包含的概念和規(guī)律，從而形成正確而清晰的物理觀念，進(jìn)一步形成相應(yīng)的物理素養(yǎng)。從科學(xué)的角度來(lái)看，科學(xué)思維包括對(duì)信息的分析以及論證，同時(shí)還要在創(chuàng)新的過(guò)程當(dāng)中根據(jù)情境要求定位關(guān)鍵點(diǎn)，在分析問(wèn)題之后解決問(wèn)題，而不是僅僅局限于常規(guī)思維[1]。當(dāng)學(xué)生不斷積累概念內(nèi)容并且積累知識(shí)經(jīng)驗(yàn)之后，他們就能具備科學(xué)探究意識(shí)，善于發(fā)現(xiàn)周?chē)挛锂?dāng)中的常見(jiàn)問(wèn)題。而從科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的角度來(lái)看，如果學(xué)生能夠形成對(duì)于科學(xué)的具體認(rèn)知，他們就能理解科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，同時(shí)對(duì)物理知識(shí)具有足夠的求知探索欲望，在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究和成果應(yīng)用時(shí)，也能正確地分析物理學(xué)科背后的人文內(nèi)涵和道德規(guī)范等內(nèi)容。

（二）體驗(yàn)式教學(xué)

體驗(yàn)式教學(xué)顧名思義指的是學(xué)生在教師的幫助之下完成內(nèi)容的體驗(yàn)和感悟，以親身經(jīng)歷的過(guò)程獲得知識(shí)并產(chǎn)生情感。在這一學(xué)習(xí)階段當(dāng)中，教師作為主要的引導(dǎo)者，能夠幫助學(xué)生提供體驗(yàn)的情境和來(lái)源，主動(dòng)在物理知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行反思和總結(jié)，讓不同學(xué)生在大腦當(dāng)中產(chǎn)生不同的情境，再結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)與親身實(shí)踐形成對(duì)于事物的看法和觀點(diǎn)，完成理論知識(shí)的內(nèi)化和相關(guān)意義的生成。

物理學(xué)科的體驗(yàn)式教學(xué)會(huì)根據(jù)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的基本需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)不同類(lèi)型的教學(xué)情況，從而更好地滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。無(wú)論是剛剛學(xué)習(xí)的知識(shí)，還是已經(jīng)學(xué)過(guò)的概念和規(guī)律，都能夠最終內(nèi)化為學(xué)生的獨(dú)有觀念意識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建屬于自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生要想具備良好的思維能力，就需要以積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行理解和反思，在反思當(dāng)中得到情感層面的提高[2]。

從體驗(yàn)式教學(xué)的具體環(huán)節(jié)要求來(lái)看，教師會(huì)先創(chuàng)設(shè)有關(guān)的教學(xué)情境，然后引導(dǎo)學(xué)生完成內(nèi)容的理解，最終進(jìn)行內(nèi)化和整合，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用反饋。教師會(huì)緊緊圍繞教學(xué)情境要求和教學(xué)目標(biāo)來(lái)幫助學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，使學(xué)生產(chǎn)生正向的情感體驗(yàn)和心理狀態(tài)，充分調(diào)動(dòng)聽(tīng)覺(jué)視覺(jué)等多個(gè)感官功能。在概念學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中，教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行領(lǐng)悟和探索，從已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)當(dāng)中掌握舊知識(shí)和新知識(shí)之間的聯(lián)系，從而整合知識(shí)要素，進(jìn)一步地完成意見(jiàn)的交流和討論。在教師提供的其他類(lèi)型情境當(dāng)中，也可以運(yùn)用這一部分的內(nèi)容完成應(yīng)用和反饋，為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊和整合，有針對(duì)性地完成各項(xiàng)內(nèi)容的鞏固性練習(xí)。學(xué)生在進(jìn)行知識(shí)總結(jié)和知識(shí)獲取的過(guò)程當(dāng)中，可以基于不同場(chǎng)景的體驗(yàn)要求進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

二、基于核心素養(yǎng)的體驗(yàn)式高中物理概念教學(xué)模式

（一）重視物理觀念的結(jié)構(gòu)化理解

對(duì)物理觀念進(jìn)行結(jié)構(gòu)化理解是幫助學(xué)生培養(yǎng)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵要素，因?yàn)橐徊糠謱W(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的了解程度偏低，他們?cè)谏罱?jīng)驗(yàn)上比較欠缺，一旦面對(duì)困難情境時(shí)，很難主動(dòng)將這些問(wèn)題與生活當(dāng)中的常見(jiàn)事物進(jìn)行聯(lián)系，在知識(shí)的理解過(guò)程當(dāng)中存在明顯障礙，甚至有可能成為學(xué)困生。此外，一部分學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)的理解和認(rèn)知并不到位，仍然停留在簡(jiǎn)單的層面之上，練習(xí)的過(guò)程也是以機(jī)械的解題為主，并沒(méi)有對(duì)物理概念進(jìn)行深入評(píng)估。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)感將明顯下降，書(shū)本知識(shí)和實(shí)際生活之間的聯(lián)系會(huì)變得更加松散[2]。

但實(shí)際上物理學(xué)和生活之間的聯(lián)系非常精密，所以教師在進(jìn)行物理概念教學(xué)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，要密切聯(lián)系學(xué)生的生活案例，創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)式情境，使學(xué)生在相對(duì)真實(shí)的情境當(dāng)中完成對(duì)于物理概念的理解和深化，從而合理把握生活資源，給學(xué)生多提供一些他們了解并體驗(yàn)過(guò)的事物，加深學(xué)生對(duì)概念及相關(guān)知識(shí)的理解。例如，在學(xué)習(xí)到電容器和電容的有關(guān)知識(shí)時(shí)就可以在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整，從一些基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容入手，逐步過(guò)渡到生活當(dāng)中的電容器應(yīng)用，基于電容器的結(jié)構(gòu)和充放電原理，使學(xué)生認(rèn)識(shí)電荷量和電容器電勢(shì)等有關(guān)的概念，之后從閃光燈的生活應(yīng)用過(guò)渡到電容器和實(shí)際生活之間的聯(lián)系，使常見(jiàn)的電子元件和常用物品能夠在學(xué)生的腦海之中進(jìn)行聯(lián)系，獲得正向?qū)W習(xí)體驗(yàn)。雖然電容器的充放電過(guò)程概念理解起來(lái)相對(duì)抽象，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可能存在一定的難度，但如果能夠熟練掌握這些基礎(chǔ)知識(shí)，他們就能理解電容器充放電過(guò)程當(dāng)中的能量相互轉(zhuǎn)化概念，具有科學(xué)思維和科學(xué)探究意識(shí)。

對(duì)事物的理解需要經(jīng)歷從表面到內(nèi)涵的過(guò)程，尤其是在物理概念的理解和認(rèn)知過(guò)程當(dāng)中，教師需要給學(xué)生提供合理的教學(xué)情境，將螺旋式的上升式結(jié)構(gòu)知識(shí)借助新的平臺(tái)進(jìn)行宣講?；诮滩姆治龊蛯W(xué)情分析來(lái)看，學(xué)生要準(zhǔn)確感悟不同階段知識(shí)點(diǎn)之間存在的聯(lián)系和差異，在情境當(dāng)中構(gòu)建以學(xué)知識(shí)和為學(xué)知識(shí)的聯(lián)動(dòng)框架，完成認(rèn)知狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。例如在學(xué)習(xí)到速度的概念時(shí)，很多學(xué)生只會(huì)從數(shù)學(xué)的角度分析速度的核心內(nèi)容，但基于核心素養(yǎng)的要求來(lái)看，不同情境下的速度有著不同的差異，必然導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。作為教師則應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生獲得速度概念的嚴(yán)格定義——單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的位移，然后將速度的嚴(yán)格定義和速度的物理意義進(jìn)行說(shuō)明，最終在頭腦當(dāng)中形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系，感悟物理學(xué)的學(xué)科魅力。

后續(xù)的教學(xué)階段，教師也要關(guān)注對(duì)于知識(shí)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)，在平時(shí)課堂上完成知識(shí)傳授時(shí)要重視不同模塊知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，使這些知識(shí)能夠在學(xué)生的頭腦當(dāng)中保存更長(zhǎng)的時(shí)間。見(jiàn)面在生活當(dāng)中非常常見(jiàn)，真正讓學(xué)生能感受并體驗(yàn)到物理學(xué)的統(tǒng)一規(guī)律，才能讓他們獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并且將零散的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，形成環(huán)環(huán)相扣的局面[3]。

（二）建立物理科學(xué)分析思維

為學(xué)生需要具備科學(xué)的分析思維，準(zhǔn)確分析物理知識(shí)和生活之間的聯(lián)系，從物理現(xiàn)象和規(guī)律的本質(zhì)特征當(dāng)中學(xué)會(huì)問(wèn)題解決的具體措施。其中無(wú)論是物理理論本身的建立還是對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)都需要涉及一個(gè)經(jīng)典的模型建構(gòu)過(guò)程，特別是對(duì)于一些比較復(fù)雜的物理問(wèn)題來(lái)說(shuō)，還要關(guān)注其本質(zhì)因素，根據(jù)研究對(duì)象的特征對(duì)物理現(xiàn)象的過(guò)程和狀態(tài)展開(kāi)評(píng)估，排除某些錯(cuò)誤的答案。具體來(lái)看，現(xiàn)階段學(xué)生接觸的很多知識(shí)都是由生活當(dāng)中的問(wèn)題加工。例如在某些例題當(dāng)中會(huì)設(shè)置比較明顯的變量和常量，然后讓學(xué)生在解題的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用這些已知知識(shí)來(lái)獲取未知知識(shí)。在概念學(xué)習(xí)方面則存在著比較經(jīng)典的理想模型，即從生活當(dāng)中的實(shí)際事物入手，在原始物理問(wèn)題當(dāng)中將概念進(jìn)行深化，在知識(shí)學(xué)習(xí)階段，教師會(huì)引入某些理想化模型概念信息，結(jié)合生活當(dāng)中的實(shí)際場(chǎng)景給學(xué)生產(chǎn)生感性層面的認(rèn)知，并且建構(gòu)起理想狀態(tài)下的模型，結(jié)果深化學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的理解和探究能力[4]。

另外，教師在進(jìn)行問(wèn)題引導(dǎo)的過(guò)程中，還應(yīng)該善于從題干當(dāng)中提取有效的信息，感悟知識(shí)點(diǎn)之間存在的內(nèi)在聯(lián)系中獲取物理概念的一般規(guī)律。尤其是很多概念是需要進(jìn)行演繹推理獲得結(jié)果的，例如在進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，由于自由落體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是一種特殊的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以教師可以將之前學(xué)過(guò)的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律用在自由落體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算過(guò)程當(dāng)中，了解自由落體運(yùn)動(dòng)條件與概念之間的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生把一般性結(jié)論轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的邏輯性結(jié)論?，F(xiàn)階段的概念學(xué)習(xí)更加關(guān)注學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)方面的科學(xué)論證，才能讓學(xué)生的思考和推理過(guò)程更加合理而具體。特別是某些知識(shí)需要以科學(xué)依據(jù)進(jìn)行論證，才能將日常的物理教學(xué)活動(dòng)和生活當(dāng)中的物理現(xiàn)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生培養(yǎng)核心素養(yǎng)，在體驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中培養(yǎng)逆向思維能力。在必要時(shí)還應(yīng)該給學(xué)生提供能夠質(zhì)疑的體驗(yàn)化情境，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)求知欲望，當(dāng)然這一切必須要建立在學(xué)生對(duì)于已有知識(shí)的熟練掌握前提下，才能從主動(dòng)體驗(yàn)當(dāng)中提出一些具有創(chuàng)造性的見(jiàn)解和看法，讓學(xué)生具有質(zhì)疑和分析的機(jī)會(huì)。作為教師需要從多個(gè)角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)并創(chuàng)設(shè)一些本身具有爭(zhēng)議的物理情境，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)分析之后獲得不同的感悟和理解。

（三）關(guān)注物理概念和科學(xué)探究之間的聯(lián)系

任何科學(xué)探究都離不開(kāi)物理基礎(chǔ)概念知識(shí)的知識(shí)，并且實(shí)踐過(guò)程是物理學(xué)科概念認(rèn)知的基礎(chǔ)。目前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ζ毡檩^弱的原因在于他們基礎(chǔ)概念掌握水平并不牢固，在目前的高中物理教材當(dāng)中，有很多實(shí)驗(yàn)都被列為單獨(dú)的一節(jié)內(nèi)容并演示呈現(xiàn)在章節(jié)的各個(gè)欄目當(dāng)中。例如在探究小車(chē)速度與時(shí)間變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)、探究加速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)、探究功與速度變化的關(guān)系等多個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，不難看出其中的共同點(diǎn)都是應(yīng)用到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器[5]。對(duì)此教師可以讓學(xué)生理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的功能，并分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和物理量之間的概念關(guān)系，從而控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中可能出現(xiàn)的各類(lèi)誤差。諸如此類(lèi)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表明，不同的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了相同的實(shí)驗(yàn)工具，所以這些概念性的內(nèi)容可以和實(shí)驗(yàn)之間建立聯(lián)系，并深度挖掘現(xiàn)階段教材當(dāng)中可供使用和體驗(yàn)的部分培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。綜合來(lái)看，教師需要盡可能多利用現(xiàn)有的教材資源，幫助學(xué)生創(chuàng)造概念知識(shí)和實(shí)踐之間的關(guān)聯(lián)，豐富學(xué)生的物理學(xué)習(xí)主觀體驗(yàn)，感受物理知識(shí)的價(jià)值。無(wú)論是課內(nèi)課堂教學(xué)還是課外實(shí)踐活動(dòng)，都涉及基礎(chǔ)概念的理解和認(rèn)識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程也不應(yīng)局限于某一范圍或某一種形式，而是根據(jù)課程和課題要求，對(duì)現(xiàn)有的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行鞏固，重點(diǎn)提高知識(shí)應(yīng)用能力。

（四）學(xué)習(xí)態(tài)度與責(zé)任

作為學(xué)生，應(yīng)該對(duì)學(xué)習(xí)具有良好的態(tài)度和責(zé)任意識(shí)，才能從科學(xué)態(tài)度方面獲得正向的情感體驗(yàn)。物理學(xué)本身是研究物理學(xué)發(fā)生發(fā)展的一門(mén)課程，涵蓋人們?cè)陂L(zhǎng)期的研究當(dāng)中，對(duì)于自然界物理現(xiàn)象的理解和認(rèn)識(shí)，通過(guò)不斷的觀察和總結(jié)提出質(zhì)疑觀點(diǎn)并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后獲取最終結(jié)果。而物理概念的理解進(jìn)程本身也蘊(yùn)含著科學(xué)思維方法的應(yīng)用和科學(xué)探究精神的培育，學(xué)習(xí)物理并不僅僅是為了獲取物理知識(shí)，而是從物理的基礎(chǔ)概念入手，滲透物理學(xué)科背后的文化內(nèi)涵和科學(xué)內(nèi)涵。作為教師可以利用不同類(lèi)型的資源給學(xué)生提供更多能夠接觸物理學(xué)科歷史知識(shí)的機(jī)會(huì)，或是在教學(xué)階段介紹一些物理學(xué)家的奮斗歷程，講述物理學(xué)歷史上的某些重要事件等[6]。

在現(xiàn)代社會(huì)，教師還可以融入某些社會(huì)熱點(diǎn)或時(shí)事新聞，創(chuàng)設(shè)物理情境，貫徹學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)培養(yǎng)。例如2021 年神舟十二號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地順利升空，標(biāo)志著我國(guó)的航天事業(yè)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，也標(biāo)志著我國(guó)的載人航天技術(shù)水平達(dá)到新的高度。教師可以結(jié)合教材內(nèi)的知識(shí)，給學(xué)生介紹航天事業(yè)對(duì)人們生活的正向影響，幫助學(xué)生將書(shū)本上的基礎(chǔ)概念知識(shí)遷移到實(shí)際生活當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生從社會(huì)的視角認(rèn)識(shí)世界發(fā)展的趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)對(duì)于生活的實(shí)用價(jià)值，長(zhǎng)期保持學(xué)習(xí)物理的興趣，并具有物理學(xué)科的核心素養(yǎng)完成知識(shí)的綜合利用。

結(jié)語(yǔ)

基于核心素養(yǎng)的體驗(yàn)式教學(xué)模式，應(yīng)用于高中物理課堂概念教學(xué)，能夠有效創(chuàng)設(shè)生活情境并建立與物理相關(guān)的各類(lèi)問(wèn)題，以學(xué)生為主體將所獲得的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)內(nèi)化為基礎(chǔ)素質(zhì)，得到情感價(jià)值和意識(shí)層面的升華。在后續(xù)的教育實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中，還應(yīng)該深入研究體驗(yàn)式教學(xué)和核心素養(yǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，一方面突出物理學(xué)科本身的育人價(jià)值，另一方面關(guān)注體驗(yàn)式教學(xué)的內(nèi)涵和設(shè)計(jì)要求，基于情感態(tài)度和素養(yǎng)要求給學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的物理學(xué)科教學(xué)服務(wù)。