曹申军
河南省商丘市实验中学
摘要：物理观念是科学认识物质世界的一种综合看法，是基于物理概念、物理规律、物理方法等在大脑中的提炼与升华，是物理核心素养的重要组成部分。在中学物理课堂教学中要重视物理观念的培养，促进学生物理观念的形成与发展，物理观念的形成与发展反过来又可以引导物理学科的高效学习，培养学生的优秀品格。
关键词：物理观念，物理情境，物理学史，渗透教育
2017版《普通高中物理课程标准》明确指出：学科素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力[1]。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面，是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华，是从物理视角解释自然现象和解决实际问题的基础。物理观念位于物理学科素养的首位，在物理学科素养的培养中起着至关重要的作用，同时物理观念的形成又可以很好地引导高中物理学习，本文就物理观念的理解和培养做一简要探讨。
一、物理观念的理解
1、物理观念的内涵
物理观念是一种抽象、形成于每个人大脑中、看不见的东西，它的内涵到底是什么东西呢？著名物理学家冯劳厄曾说过，教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。学生学完物理一段时间后，当他们把头脑中所学的物理概念、物理规律、物理公式等物理知识都忘掉的时候，在他们的大脑中剩余的不易忘记的东西就是他们在学习这些物理知识的过程中，通过大脑的深加工，形成的从物理的视角认识自然世界和解决自然问题的思想、方法和观点，即产生并将长期存在于学生大脑中的物理基本观念。这些物理基本观念是日常生活实践的产物，更是抽象思维的结晶。
2、物理观念的形成
物理观念是属于意识形态类范畴，它的形成必须建立在大量客观存在的基础上 ，这些大量客观存在就是像物理现象、物理概念、物理规律、物理模型、物理情境等这些物理载体，物理观念的形成就是在这些载体中反思、建构、提炼而成的。物理观念的形成可以用下图来概括说明 。
二、物理观念的培养
物理观念源于具体的物理知识，又不同于具体的物理知识，它是物理知识的提炼与升华，它的培养离不开高中物理知识这些载体，离不开高中物理课堂。那么如何实施好物理课堂教学才能有效地培养学生的物理观念呢？本人认为在培养学生物理观念方面需要注意以下几个方面。
1、关注真实物理情境，强调知识服务于生活
物理是一门源于生活，服务于生活的学科，它与生活有着千丝万缕的联系，物理观念的建立过程必须通过一个个真实的物理情境，在这个真实的物理情境中 ，根据我们研究的问题和需要，去动手、动脑探究，构建新的认知体系，然后再用新的认知体系去服务于新的实践生活。
例如在学习“匀变速直线运动速度与位移的关系”这一节课时，可以通过多媒体展示真实的追尾事故，让学生思考讨论导致交通的事故的原因有哪些？为什么在生活中中我们要保持车距？安全距离是多少呢？不同的道路上安全距离一样吗？紧接着学生们大胆猜想和交流，积极发表各自的观点。比如实际中的刹车过程中，车的运动可以简化成什么运动？什么是刹车时间？刹车距离包括哪几部分？然后教师再设置一些有关安全距离和安全速度的问题，让学生运用交流讨论的物理知识尝试解答。通过这样一节课的教学，学生深刻领会到了作为一名合格的驾驶员，安全行车要保持一定的车速和一定的车距，领会到了道路交通安全中的一些安全标志的含义，达到了物理教学对学生核心素养的培养。
2、重视物理学史教育，强调知识建立的过程
物理科学的发展经历了由哲学到自然科学，到经典物理学，再到相对论和量子力学导尿管现代物理理论，相应的物理观念的形成和建立，都是经历了大量的长期的理论假设与实验探索，才形成了全面的、科学的物理观念。在课堂中引入物理学史，对物理观念的形成和发展有深入的助推作用和真实的历史还原，这样所形成的物理观念不至于脱离历史、背离科学本质。
例如在学习“光的色散”一课时，我们不妨引入有关物理学史中是如何研究“光的色散”的。色散是一个古老的课题，最引人注目的是彩虹现象，最早对色散进行研究的是德国的一位传教士，他叫西奥多里克，他在实验中模仿到了和天空中一样的彩虹。后来笛卡尔对彩虹现象也感兴趣，他用实验检验了西奥多里克的论述。到了17世纪，大学时期的牛顿很喜欢做光学实验，他经常亲自动手磨制透镜，并且按自己的设计装配出没有色差的显微镜和望远镜。后来随着进一步的研究，牛顿从笛卡尔的棱镜实验得到启发，再由借鉴胡克定律和玻意耳的分光实验，这样，他就获得了展开的光谱。牛顿的高明之处就在于他已经意识到了不同颜色的光具有不同的折射性能，只有拉长距离才能分开不同折射角的光线。
在课堂教学中引入此段物理学史有以下几个方面的教育作用。
（1）让学生不仅学习了光的色散这个知识，还了解了光的色散规律发现的真实历史过程。
（2）让学生更真实的了解我们的物理学家，真正了解他们，从他们身上学到他们优良的学习品质。
（3）让学生也感觉到任何科学的进步与发展都不是一帆风顺的，许多科学知识的发现都包含了好多科学家的心血与付出，同时也要坚信只要不断去努力探索，就一定能够取得成功。
3、坚持循序渐进，强化渗透教育
新知识的学习需要建立在学生一定的知识基础和认知能力上，在课堂教学中，教师要把握好教学的节奏，坚持循序渐进，千万不能操之过急，更不能一下讲解太多，让学生消化不了，必须兼顾学生当前的认知水平。对于一些有一定难度的知识或者方法，要不断进行渗透式教学方式，采取从点到线，从线到面，从面到体，逐步增加认知难度，结合原有知识让学生逐步理解透彻新知识。
例如在学习高中“速度”这个概念时，一定要把握住学生初中物理原有速度概念的基础上，根据上节课有关位移的知识，我们要研究当前的问题，初中已有的物理知识已不能满足需要，从而产生矛盾，根据研究问题需要先笼统地给出高中速度的概念，此时不能把这个新概念完全讲解透彻，先仅局限在直线运动中讲解这个速度概念，并且强调他的方向性，而后慢慢渗透，引出平均速度、瞬时速度、速率等概念，最后把有关速度的概念全部放在一起，不管是在直线运动中，还是在曲线运动中，一块比较分析，直至全部搞明白。通过这种循序渐进、渗透教育的方法，也告诉我们各种观念的建立都是一个逐步的过程，都不可能一蹴而就，它必须遵守一定科学认知规律。
本文就物理核心素养中的物理观念的深入理解和具体课堂教学培养做了探讨，希望在新的教育改革浪潮下，我们的教育观念实实在在地来一次转型升级，我们的物理课堂能够变成培养真正优秀人才的实战基地。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017版)[M].北京.人民教育出 版社.2018.
[2]郭奕玲，沈慧君.物理学史——清华大学出版社[M].1993.
[3]徐卫兵.注重“物理观念建构”教学，培养学生物理学科素养[J].物理教师.2017，07：5—8.
[4]谭庆仁.善待学生经验认知，构建正确物理观念[J].物理教师.2018，12：32—34.
[5]宋诗伟.如何促进中学生物理观念的形成与发展[J].中学物理.2018，05：15—78.
【备注】本文系2020年河南省基础教育教学研究项目《基于物理观念的高中物理概念教学研究》（JCJYC20061428）研究成果