淺析物理課堂教學(xué)中如何滲透物理觀念

王淑媛

【摘要】物理觀念是學(xué)生物理素養(yǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，對學(xué)生物理知識掌握及知識應(yīng)用會產(chǎn)生極為重要與深遠(yuǎn)的影響.因此，高中物理教師在教學(xué)時必須通過各種教學(xué)手段與途徑進行物理觀念的滲透工作，使學(xué)生在物理觀念的引領(lǐng)下運用物理視角去看待問題、解決問題，為發(fā)展學(xué)生物理素養(yǎng)奠定基礎(chǔ).本文就物理課堂教學(xué)中如何滲透物理觀念的方法與策略進行闡述.

【關(guān)鍵詞】高中物理;物理觀念;課堂教學(xué)

高中物理新課標(biāo)（2022版）中提出：物理學(xué)科需以培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生物理素養(yǎng)為核心目標(biāo).物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四大要素之首，更是發(fā)展學(xué)生物理素養(yǎng)的基礎(chǔ).因此，高中物理教師在教學(xué)時必須要積極開展物理觀念滲透工作，為發(fā)展學(xué)生物理素養(yǎng)、實現(xiàn)物理學(xué)科的育人價值提供保障.

1 物理觀念的內(nèi)涵與特征

1.1 物理觀念的內(nèi)涵

物理觀念是基于物理學(xué)視角對物質(zhì)、運動與相互作用、能量等而形成基本認(rèn)識；其既是物理知識、概念、現(xiàn)象、規(guī)律等的高度提煉與升華，也是幫助學(xué)習(xí)者逐步形成獨立思考能力、解決各類物理問題能力的核心要素［1］.在實際教學(xué)中，學(xué)生可以通過相關(guān)的物理知識學(xué)習(xí)、物理實驗、物理實踐活動等掌握更多的物理知識、規(guī)律，并逐步形成良好的物理學(xué)習(xí)思維、邏輯思維以及物理觀念，為促使學(xué)生物理素養(yǎng)發(fā)展提供幫助.

1.2 物理觀念的特征

物理觀念是人們對物理世界的根本認(rèn)識，其具有以下三方面的特征：首先，具有高度的概括性.物理觀念是對物理規(guī)律、概念等的高度提煉、概括與升華；其次，具有顯著的關(guān)聯(lián)性.物理觀念與其他物理素養(yǎng)要素之間存在著相輔相成、彼此依賴的關(guān)系，更是在彼此促進的過程中逐步形成的；最后，具有顯著的指導(dǎo)性.物理觀念并非物理知識、概念等的簡單記憶與應(yīng)用，則是一種能夠長期地、持久地指導(dǎo)人們開展生活實踐應(yīng)用的思維工具［2］.因此，教師在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念時，既要結(jié)合物理觀念的特征來幫助學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中逐步形成良好的物理觀念，更要基于各種教學(xué)實踐活動、教學(xué)方法來促進學(xué)生物理應(yīng)用意識的形成，進而才能為促進學(xué)生物理應(yīng)用意識、物理素養(yǎng)的發(fā)展提供幫助.

2 高中物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理觀念的現(xiàn)狀

2.1 教師缺乏對物理觀念的正確解讀

調(diào)查發(fā)現(xiàn)個別高中物理教師缺乏對物理觀念的正確理解，導(dǎo)致其在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念時存在著諸多問題，如物理教師在課堂教學(xué)時，更多的是物理方法與思維的指導(dǎo)，有的教師以提高學(xué)生解題能力、分析物理現(xiàn)象等為教學(xué)目標(biāo).這些錯誤的教學(xué)方法與行為，不僅會影響到學(xué)生正確物理觀念的形成，還不利于學(xué)生物理素養(yǎng)的發(fā)展.

2.2 教師缺乏對核心素養(yǎng)內(nèi)涵的正確解讀

高中物理核心素養(yǎng)的四大構(gòu)成要素分別為：物理觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.物理觀念既是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分之一，更在物理核心素養(yǎng)中占據(jù)重要地位，這也進一步彰顯出培養(yǎng)學(xué)生物理觀念的重要性與必要性.但是，一些高中物理教師缺乏對核心素養(yǎng)內(nèi)涵的正確解讀，進而導(dǎo)致其在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念時也存在著各種各樣的問題，如教學(xué)中僅將應(yīng)試技巧、物理學(xué)習(xí)能力等作為學(xué)生物理素養(yǎng)培養(yǎng)的重點，這也導(dǎo)致物理觀念與物理素養(yǎng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的“割裂”現(xiàn)象，最終既未達到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的，也未實現(xiàn)新課標(biāo)的教學(xué)目標(biāo).

3 物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物理觀念的策略

3.1 基于課堂導(dǎo)入內(nèi)容，培養(yǎng)物理觀念意識

課堂導(dǎo)入是物理課堂常用教學(xué)方法，其既是新知識教學(xué)的基礎(chǔ)與序幕，也是調(diào)動、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情與思維活躍度的重要載體.教師在運用課堂導(dǎo)入開展教學(xué)活動時，往往會在導(dǎo)入內(nèi)容中融入大量的既往教學(xué)內(nèi)容或是相關(guān)問題等，使學(xué)生能夠在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中潛移默化地進入到新知識學(xué)習(xí)之中.教師在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念時，則可以將一些學(xué)生熟悉的內(nèi)容、物理規(guī)律等納入到教學(xué)導(dǎo)入內(nèi)容之中，使學(xué)生在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中能夠得到物理觀念的滲透，并逐步形成物理觀念意識［3］.

例如 教師在進行“能量”這一內(nèi)容的教學(xué)時，教師可以將神舟十三號的發(fā)射與返航作為教學(xué)導(dǎo)入內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生就能量的變化問題、流向問題進行個性化的分析與探討.學(xué)生就神舟十三號發(fā)射、返航過程中的各種能量變化，逐步理解加速、減速過程中能量的變化與流向等問題，并形成良好的能量觀——完成物理觀念的滲透.首先，創(chuàng)設(shè)導(dǎo)入情境.教師利用信息技術(shù)為學(xué)生制作一個神舟十三號返航的視頻課件，并組織學(xué)生觀看；其次，提出問題.教師可以利用問題來引發(fā)學(xué)生對神舟十三號返航過程中能量的變化及流向進行深度思考：“同學(xué)們，神舟十三號在返航過程中其能量都發(fā)生了哪些變化，探測器原有的能量都流向了哪里？”于是，學(xué)生在深度思考與分析后提出：“神舟十三號的返航可以簡單地分為兩個主要過程，一個是加速過程，一個是減速過程.在加速過程中，燃料中的化學(xué)能變成了火箭的動能，而且一部分熱能以熱輻射的形式消耗掉了.在減速過程中，探測器的機械能的流向主要有：燃料中的化學(xué)能、在與大氣層發(fā)生摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱能，還有就是一部分消耗到的熱能.”教師在學(xué)生回答完問題后，則可以順勢完成物理觀念的有機地滲透——能量觀.在滲透能量觀的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合神舟十三號的返航過程，利用能量觀（能量存在形式觀、能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移觀、能量守恒觀、能量耗散觀）四個方面進行重新思考，使學(xué)生在教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)中逐步形成良好的物理觀念，為提高其學(xué)習(xí)效能、發(fā)展物理素養(yǎng)奠定基礎(chǔ).

3.2 基于物理知識教學(xué)，促進物理觀念形成

學(xué)生物理觀念的形成與教師課堂教學(xué)方法密切相關(guān).因此，高中物理教師應(yīng)基于學(xué)生物理觀念培養(yǎng)目標(biāo)積極開展課堂教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中得到良好的物理觀念滲透與引導(dǎo)，進而實現(xiàn)學(xué)生的物理觀念與物理素養(yǎng)同步發(fā)展［4］.

首先，運用類比教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念.類比教學(xué)法亦被稱之為類比推理教學(xué)法，其是以歸納為基礎(chǔ)來指導(dǎo)學(xué)生開展相應(yīng)的推理活動，進而了解兩件事物間相同或是相似的屬性，使學(xué)生能夠?qū)⒁患挛锏钠渌卣餮由旎蚴沁w移至另一件事物，從完成相應(yīng)的知識概念、規(guī)律等知識的學(xué)習(xí)活動，有利于提高學(xué)生知識意義建構(gòu)的效果.因此，教師可運用類比教學(xué)法進行物理概念、現(xiàn)象等教學(xué)，以此來培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念.

例如 在“加速度”教學(xué)時，學(xué)生已對勻速直線運動知識有所了解，教師可以對“速度”、“速度的變化量”、“速度的變化率”進行對比分析以及推理活動，使之逐步形成“直線運動有變速運動”、“加速度是描述物理變速直線運動重要物理量”的觀念.教師在教學(xué)中，可以讓學(xué)生列舉生活中所觀察到的非勻速直線運動，如跳傘、剎車等.同時，教師還要讓學(xué)生開展深度思考與探究——“生活中的勻速直線運動很難實現(xiàn)——勻速直線運動的條件較苛刻”.隨后，教師再列舉“不同汽車由靜止至最高速度所需的時間不同，如職業(yè)的賽用跑車和家用轎車”，進而引出“速度變化的快慢程度”，并形成一個新的物理量——加速度.學(xué)生在對比、分析、判斷（跑車、家用轎車）的速度變化的過程中不知不覺地就會掌握變速直線運動的觀念，從而逐步形成“直線運動有變速運動”的物理觀念以及“加速度是描述物理變速直線運動重要物理量”的物理觀念.

其次，運用大單元教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生物理觀念.大單元教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用，既可以彰顯物理知識的連續(xù)性與整體性，也有助于學(xué)生物理觀念的形成，為發(fā)展其物理素養(yǎng)提供了保障.

例如 在“機械能守恒定律”單元教學(xué)時，教師可以“單元教學(xué)目標(biāo)”為主干，以“概念和規(guī)律”、“實驗探究活動”、“拓展學(xué)習(xí)活動”為枝干，展開相應(yīng)的教學(xué)活動.如教師可以讓學(xué)生深度思考與探究一些生活中與能量相關(guān)的實例，如鉆木取火、長跑比賽、干電池放電、水力（火力和風(fēng)力）發(fā)電、原子彈爆炸等，使學(xué)生切實感知到自然界能量間轉(zhuǎn)移的普遍性，并形成能量轉(zhuǎn)化觀以及能量守恒觀.另外，學(xué)生在具體的大單元學(xué)習(xí)活動中，既可以深刻地感知到“重力做功與重力勢能的變化”“功與速度變化的關(guān)系”等物理觀念，還可以基于具體的實驗探究活動、拓展學(xué)習(xí)活動逐步對動能、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系有了更深刻的了解.

大單元教學(xué)法可以促使教學(xué)通過“物理規(guī)律學(xué)習(xí)”→“感知物理觀念”→“形成物理觀念”的教學(xué)思路，幫助學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中形成良好的物理觀念，且為提高課堂教學(xué)效能、發(fā)展學(xué)生物理素養(yǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ).

3.3 基于物理實驗操作，發(fā)展學(xué)生物理觀念

實驗操作是增強學(xué)生對物理知識認(rèn)知與理解的重要手段，更是培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生物理觀念的重要途徑.因此，教師可以通過各種物理實驗演示、學(xué)生具體實踐操作等途徑來培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生的物理觀念，且對學(xué)生物理素養(yǎng)的形成與發(fā)展具有積極的推動作用［5］.

例如 在“自由落體運動”教學(xué)時，教師可以通過具體的實驗操作來幫助學(xué)生建立“落體運動”“輕重物理下落快慢一致”的概念.學(xué)生在實驗操作前，其往往對“落體運動”能夠形成良好的物理觀念，但會對“輕重物理下落快慢一致”產(chǎn)生諸多困惑.究其原因：學(xué)生會受生活中的一些輕重物（如羽毛、紙張、石塊、金屬物品等）的下落快慢影響，而導(dǎo)致其產(chǎn)生了“質(zhì)量越大的物體下落越快”的錯誤理解.此時，教師可以組織學(xué)生利用相同規(guī)格的紙張及鉛筆進行自由落體運動實驗操作，并分別開展兩張一樣規(guī)格的紙張進行自由落體運動實驗、紙張與鉛筆的自由落體運動實驗.學(xué)生將兩張紙在同一高度松手，兩張紙幾乎同時落地；然后，再將兩張同樣規(guī)格的紙，一個揉成紙團，一個保持原狀，在同一高度松手，使之自由下落，紙團最先落地，紙片略慢；最后，學(xué)生再把紙團與鉛筆在同一高度松手，使之自由下落，此時，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，紙團與鉛筆幾乎同時落地.學(xué)生在具體的物理實驗操作過程中會驗證出：質(zhì)量不是決定物體下落快慢的因素.該物理實驗操作可以幫助學(xué)生重新建構(gòu)運動觀念，剔除其既往對自由落體運動的錯誤認(rèn)知.此時，教師再順勢引導(dǎo)學(xué)生：“根據(jù)我們剛剛的實驗操作，大家可以發(fā)現(xiàn)這些落體運動的物體出現(xiàn)‘快慢’問題的根本原因在于‘空氣阻力’，一旦我們消除了空氣阻力，那么物體在下落過程中只受到重力.這樣的物體運動我們就將其稱之為‘自由落體運動’.學(xué)生則會在總結(jié)“自由落體運動”概念的過程中也在腦海中完成了相應(yīng)的物理觀念的構(gòu)建.教師通過物理實驗操作培養(yǎng)學(xué)生物理觀念時，既能夠幫助學(xué)生開展相關(guān)物理知識的深度學(xué)習(xí)、思考與探究活動，還可以在提高教學(xué)效能的基礎(chǔ)上幫助學(xué)生形成、發(fā)展其物理觀念.

4 結(jié)語

物理觀念視域下，高中物理教師須基于物理新課標(biāo)中的核心素養(yǎng)內(nèi)涵以及培養(yǎng)學(xué)生物理觀念的必要性積極開展教學(xué)優(yōu)化與創(chuàng)新活動，如通過優(yōu)化課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)、課堂教學(xué)方法、物理實驗操作等環(huán)節(jié)來逐步開展物理觀念的滲透與培養(yǎng)，在切實提高教學(xué)效能的同時，還可以促進學(xué)生物理觀念與物理素養(yǎng)的發(fā)展.

參考文獻：

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［3］劉慶業(yè).滲透大概念教育理念培養(yǎng)中學(xué)生物理觀念［J］.廣西教育，2020（02）：151－152.

［4］蔣煒波.教學(xué)設(shè)計如何指向?qū)W生物理觀念的培養(yǎng)？［J］.基礎(chǔ)教育課程，2019（08）：56－60.

［5］邊媛，趙振宇，馮立峰.芻議在教學(xué)設(shè)計中如何培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念［J］.中學(xué)物理，2020（19）：35－37.