核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué)

摘 要：物理概念作為高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)其它物理知識的前提，通過物理概念教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)至關(guān)重要.教師可通過真實生活情境引出具體問題，結(jié)合必要的探究性實驗，引導(dǎo)學(xué)生進行概念學(xué)習(xí)，通過建模、類比等方式不斷滲透物理觀念，強化學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；概念教學(xué)

中圖分類號：G632? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1008-0333（2023）27-0056-03

收稿日期：2023-06-25

作者簡介：王磊，女，江蘇省南通人，研究生，中學(xué)一級教師，從事高中物理教學(xué)研究.

概念是人類在認識客觀事物的過程中，抽象出的對客觀事物的共同屬性和本質(zhì)特征的思維形式.物理概念則是在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，將物理現(xiàn)象的共同特征集中起來加以概括而形成，是物理事實、物理本質(zhì)在人腦中的反映.它是物理學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容，是形成物理公式、原理、定律的前提.

物理概念教學(xué)指物理概念教與學(xué)的過程，教師在課堂上以優(yōu)化的教學(xué)理念、教學(xué)方式和方法、教學(xué)策略來發(fā)揮教師在概念教學(xué)中的主導(dǎo)作用，學(xué)生作為概念教學(xué)的主體，充分發(fā)揮自身主觀能動性，積極參與探索過程，充分理解物理概念的內(nèi)涵與外延，實現(xiàn)知識的遷移［1］.

1 高中物理概念教學(xué)中的幾個誤區(qū)

1.1 少引導(dǎo)式教學(xué)，多演繹式教學(xué)

物理概念作為高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)其它物理知識的前提.物理現(xiàn)象的認知和物理問題的解決首先要求學(xué)生對物理概念有一個較好的理解和運用.很多教師習(xí)慣運用演繹式教學(xué)法進行物理概念教學(xué)，他們先通過簡單的推演告訴學(xué)生概念性的理解，然后通過解題的方式讓學(xué)生鞏固對概念的掌握，對于學(xué)生來講，就是先有結(jié)論，再反推過程，違背物理概念的認知過程，迫使學(xué)生只會機械式死記硬背，不明白概念背后的物理意義.只有積極轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，更多地采用引導(dǎo)式教學(xué)，通過一些引導(dǎo)性的關(guān)鍵問題，激發(fā)學(xué)生協(xié)同思考，才能更好地幫助學(xué)生構(gòu)建高中物理知識的框架和體系，最終將物理知識運用于生活實踐.

1.2 少探究性實驗，多視頻和動畫

物理概念是從物理現(xiàn)象中概括和抽象出來的規(guī)律，學(xué)生理解起來相對困難，為了讓學(xué)生對概念的理解化抽象為具體，許多教師習(xí)慣用視頻或動畫代替必要的探究性實驗，殊不知，實驗探究相比視頻和動畫，更加具體、真實、科學(xué)，應(yīng)讓學(xué)生在實驗探究的過程中鍛煉思維.教師也應(yīng)當(dāng)包容探究過程中偶爾出現(xiàn)實驗失敗的情況，呵護課堂上學(xué)生提出的讓教師“意外”的問題，并有針對性地分析和釋惑.

1.3 少指向真實生活情境，多拘泥課本單一結(jié)論

物理概念具有抽象性、概括性和結(jié)論性，教師在教學(xué)過程中往往就概念講概念，認為一節(jié)課只要圍繞一個公式展開，達成學(xué)生會用公式或結(jié)論解題的目標，就算他們真正理解了這個概念，使概念教學(xué)變成單一的公式記憶和粗暴的模仿訓(xùn)練.然而物理來源于生活，又運用于生活，真實生活情境是物理概念形成的土壤，各個概念之間也存在著密切的邏輯關(guān)系，教師應(yīng)關(guān)注概念形成的完整性，從具體的問題出發(fā)結(jié)合相關(guān)前概念進行教學(xué)，才能使學(xué)生更好地掌握物理概念的內(nèi)涵和外延，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng).

2 核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué)途徑

一個新的物理概念的形成一般會經(jīng)歷情境感知、思維加工、順應(yīng)生成、應(yīng)用遷移從而達到內(nèi)化這幾個階段，所以在實施概念教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)以物理概念的形成過程為主線，逐步滲透對學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，最后進行有效的教學(xué)評價.

2.1 優(yōu)化概念引入，促進學(xué)生形成物理觀念

“興趣是最好的老師”，通過優(yōu)化物理概念學(xué)習(xí)的引入部分，可以激發(fā)學(xué)生對概念學(xué)習(xí)的興趣，點燃他們的學(xué)習(xí)熱情，提升教學(xué)效率.比如：教師可以通過創(chuàng)設(shè)真實的生活情境，引出具體問題，從而發(fā)展學(xué)生的思維，讓物理概念教學(xué)不再是枯燥乏味的公式推導(dǎo)、結(jié)論記憶；也可以利用學(xué)生的認知沖突，挖掘新舊概念間的聯(lián)系，幫助學(xué)生進行思維加工，形成正確的物理觀念；還可以從錯誤的前概念著手引出物理新概念的學(xué)習(xí)，這樣可以直截了當(dāng)?shù)刂赋鰧W(xué)生腦海中的錯誤認知、找出病因、對癥下藥，更具針對性地糾正學(xué)生錯誤的物理觀念.

2.2 推動概念的形成，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

物理概念形成是一個過程，教師可通過具體的教學(xué)方法推動學(xué)生腦海中概念生成.比如：教師在進行教學(xué)時，通過問題驅(qū)動法，以問題鏈的方式引導(dǎo)學(xué)生思考，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計問題鏈，將復(fù)雜的問題拆分為一個個簡單基礎(chǔ)的小問題向?qū)W生提問，賦予學(xué)生更大的思考空間，更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，使學(xué)習(xí)內(nèi)容由淺入深，循序漸進，也更加符合學(xué)生的認知規(guī)律；還可以通過建構(gòu)模型，讓概念學(xué)習(xí)化抽象為具體，同時在建模分析的過程中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和科學(xué)論證的能力.

2.3 把握概念間的聯(lián)系，提升學(xué)生科學(xué)探究的能力

高中物理概念之間不是彼此獨立的，而是有著密切的內(nèi)在聯(lián)系，教師應(yīng)挖掘不同概念間的關(guān)系，在教學(xué)過程中實施遷移教學(xué)，幫助學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)、理清知識脈絡(luò)的同時，實現(xiàn)知識遷移.比如：教師可通過類比法進行概念講評，在已學(xué)同類概念的基礎(chǔ)上，順利遷移到對新概念的理解，加速掌握新概念；還可以從實驗教學(xué)的角度，讓學(xué)生根據(jù)教師的演示實驗自主設(shè)計分組探究實驗，進一步總結(jié)和驗證，提升學(xué)生科學(xué)探究的能力.

2.4 落實概念的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

高中物理課程注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系，關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來的社會問題，旨在培養(yǎng)學(xué)生的社會參與意識和社會責(zé)任感.因此，物理概念教學(xué)中應(yīng)落實對概念的應(yīng)用，在引導(dǎo)學(xué)生形成物理觀念、提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的同時，重視學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，促使學(xué)生把握科學(xué)的本質(zhì)、樹立嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度.比如：教師在物理概念教學(xué)過程中可通過播放科普視頻的方式，補充拓展所學(xué)物理概念在生活中的具體應(yīng)用，讓學(xué)生體會物理來源于生活，又運用于生活［2］.3 核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué)實例

下面筆者以人教版高中物理選擇性必修第一冊第三章第一節(jié)《波的形成》為例，淺述如何進行核心素養(yǎng)滲透下的高中物理概念教學(xué).

3.1 生活情境，引發(fā)思考，滲透物理觀念

課堂引入：隨著近來全國各地小型地震高發(fā)，讓我們不得不更多地關(guān)注并研究地震，接著播放一段攝像頭拍攝到的地震來臨時某校教室的真實場景，學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)，地震來臨時桌椅、墻壁在晃動.

引發(fā)問題：為何地震來臨時，物體會晃動？

教師引導(dǎo)：因為有地震波，為何地震波會使物體晃動？引導(dǎo)學(xué)生對“波”概念進行初步思考.日常生活中最常見的還有水波，通過水波，讓學(xué)生在腦海中初現(xiàn)波形雛形.

小組探究：每組分發(fā)一根細軟的長繩（如帶操使用的彩帶），利用長繩嘗試形成繩波.通過抖動豎直方向繩子的上端，觀察到下方繩上隨之出現(xiàn)波形，自然而然過渡到對“波的形成”進行深入分析.

課堂開始，通過地震這一真實生活情境，引發(fā)學(xué)生對地震波地思考，激發(fā)學(xué)生對“波”相關(guān)概念的學(xué)習(xí)興趣.利用日常生活中常見的水波引導(dǎo)學(xué)生對繩波形成進行嘗試，逐步滲透“波”的觀念.

3.2 建立模型，深入分析，發(fā)展科學(xué)思維

教師引導(dǎo)：繩端振動，下方繩子跟著晃動，由于物體運動狀態(tài)的改變一定是受到力的作用，引出繩中張力概念.以自制教具展示放大后繩上質(zhì)點的模型.（如圖）

引發(fā)問題：要使模型上的小球（質(zhì)點）形成波形，怎么做？

深入分析：只需使第一個小球振動，球與球之間會通過細線和小木棒產(chǎn)生相互作用，第一個帶動第二個，第二個再帶動第三個……以此類推，整體便出現(xiàn)彎曲的波形，總結(jié)出繩上質(zhì)點振動特點：帶動性、重復(fù)性、滯后性，后面質(zhì)點在前面質(zhì)點地帶動下做受迫振動.通過觀察單獨標記的紅色小球，得出波向前傳播過程中，只把能量（如動能）傳播出去，波上質(zhì)點不隨波遷移.

該部分通過建立放大的質(zhì)點模型進行深入分析，既承接了上一章《機械振動》中“受迫振動”的概念，又為下一節(jié)《波的描述》地學(xué)習(xí)做鋪墊，將不同物理概念有機統(tǒng)一，幫助學(xué)生進行更深層次的理解.過程中，通過建模分析的方法提升了學(xué)生科學(xué)推理與合理論證的能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，同時鞏固了對于“能量”這一概念的理解.

3.3 類比實驗，總結(jié)概括，體現(xiàn)科學(xué)探究

提出問題：繩子可以形成繩波，如果給大家一根彈簧，是否可以形成彈簧波？

教師引導(dǎo)：和繩波一樣，只需使彈簧的一端先開始振動，就可以帶動剩余部分跟著振動，一定也能形成波，那么彈簧端點應(yīng)沿什么方向振動？

類比實驗：學(xué)生通過一根軟彈簧，改變其端點的振動方向（垂直彈簧自身長度方向和沿著彈簧自身長度方向），都能觀察到彈簧上的其它部分跟著振動起來，形成了彈簧波.其中振動方向與波傳播方向垂直形成的主要是橫波，振動方向沿波傳播方向形成的是縱波，知道橫波的波峰與波谷、縱波的密部和疏部等概念.

該部分圍繞主題“波的形成”開展探究活動，學(xué)生通過類比，根據(jù)繩波的形成過程，探究如何形成彈簧波.通過端點振動方向地改變，更好地區(qū)分橫波和縱波的概念.而通過彈簧波形成過程，也能使學(xué)生充分理解“質(zhì)點不隨波遷移”這一概念.整個探究過程，使橫波和縱波概念的學(xué)習(xí)更具生動性、科學(xué)性.

3.4 科普視頻，補充拓展，落實科學(xué)責(zé)任與態(tài)度

解決問題：對生活中常見的橫波和縱波進行分類，再回到課程引入部分關(guān)于地震波的設(shè)問，學(xué)生很容易想到一定是由于物體的振動產(chǎn)生了地震波，從而引發(fā)了地震.接著播放一段有關(guān)地震波的科普短視頻，通過短視頻，學(xué)生知道巖石顆粒的振動產(chǎn)生了地震波，其中包含橫波和縱波，且縱波傳播速度大于橫波，傳到地面時使地面物體做受迫振動，因而晃動.教師也可適當(dāng)給學(xué)生普及一些人文背景知識，充分利用跨學(xué)科課程資源，幫助學(xué)生更好地理解和掌握地震波的概念［3］.

概念總結(jié)：機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波.

該部分作為新課內(nèi)容的結(jié)束，回到課程開始提出的問題，前后呼應(yīng)，使學(xué)生對波有關(guān)概念的理解更加完整.又通過科普視頻補充拓展，激發(fā)學(xué)生的求知欲，對概念的理解也更加深刻，同時將物理教學(xué)指向科學(xué)社會，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的人生態(tài)度和科學(xué)責(zé)任.

參考文獻：

［1］ 崔偉健.高中物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)探究[J].新課程導(dǎo)學(xué)，2019（18）：33.

[2] 黎洪波.論高中物理核心概念教學(xué)的方法及重要性[J].中學(xué)物理，2016，34（13）：32.

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

［責(zé)任編輯：李 璟］