浅议核心素养下的高中物理观念教学

发表时间:2021/6/25   来源:《中国教工》2021年第71卷第3期   作者:江兴旺
[导读] 物理观念形成要以知识与技能为基础的,是对知识与技能的提炼与升华;物理观念就是知识逐渐淡化甚至遗忘后所“剩下的东西”;它是处于比物理概念更上位的概念.
        江兴旺
        泉州第十一中学  362011
        摘要: 物理观念形成要以知识与技能为基础的,是对知识与技能的提炼与升华;物理观念就是知识逐渐淡化甚至遗忘后所“剩下的东西”;它是处于比物理概念更上位的概念.
        教学中促进学生物理观念的形成,要重视物理核心概念、规律的教学、要加强物理基本方法的渗透、要培养学生领会物理学的思想、要加强对学生知识运用能力的培养。
        关键词:物理观念    物理概念、物理规律   物理教学
        以培养和提升学生“核心素养”为目标的新一轮的课程改革已经全面铺开,随着课改的深入,课程改革经历了从“双基”目标发展到“三维”目标、再进一步升华发展到现在的“核心素养”的目标上来。过去每一轮的改革虽然都取得了丰硕的成果,但随着社会的发展,改革后的课程又明显存在不足、难以适应新的社会发展需要,所以现如今的新课程改革目标已发展到:帮助学生建立起“物理观念”、培养起“科学思维与探究”能力、树立起“科学态度与社会责任”的目标上来,让学生在物理学习过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展的必备品格和关键能力,为其终身发展打下良好的基础。
        在物理学科的核心素养中,物理观念是物理学科核心素养的重要组成部分,它的形成过程,要在严谨求实的科学态度前提下,开展科学探究活动、从中培养科学思维能力,也就是说:物理观念的形成集中体现了全部物理学科核心素养的基本要求。然而什么是物理观 念 ?它包含哪些方面内容?在课堂教学中如何去培养?对于上述问题,不少教师在教学实践活动中存在不少困惑.本文将就上述问题作一些初步的探讨 ,起到抛砖引玉的作用。
一、什么是物理观念?
        1、从“课标”的角度来看:在2017版课标中明确提出在高中物理教学中要培养学生的物理核心素养.由“物理观念”、“科学思维”、“科学态度与责任”、“实验探究”4个要素组成.在四个要素中“物理观念”处于首要位置,它既是其他核心素养形成和发展的基础,又是原来三维目标中的“知识与技能”的提炼和升华.可见物理观念形成要以知识与技能为基础的、离不开知识与技能、但又不是简单地等同于的知识与技能,它是对知识与技能的提炼与升华,那么提炼、升华后得到的是什么东西呢?首先它本质上应理解为知识的一部分、更多的是抽象出来的物理思想、物理方法层面上的东西。
        2、从”在物理教学中的地位与作用”来看:德国物理学家劳厄曾经说过,“教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西.“物理观念”就是知识逐渐淡化甚至遗忘后所“剩下的东西”.剩下的是什么?剩下的是人们对物质世界的最基本的认识和看法。可见物理观念是人脑对客观物质世界的反应,是意识层面的东西。


        3、从“与物理事实、概念、规律”的关系来看:生动丰富的物理现象、物理事实是构建物理学的基础,概念是对一类事物的共同属性与本质特征进行抽象、概括的结果,不同的概念能够把不同类事物的本质特征区分开来;物理规律揭示了不同物理概念之间的内在联系,而“物理观念”其实就是物理学中最重要的科学观念,也是组织、整合物理学科知识内容的少数关键概念,还是将众多的物理知识联为一致整体的物理学习的核心内容,是学生理解或探究更复杂概念的关键工具,它贯通整个高中物理课程.因此物理观念也概念,但它是处于比物理概念更上位的概念.尽管物理事实、物理概念、物理规律、物理观念,都从属于物理知识范畴,但它们的最大区别就在于抽象、聚合程度不同,可以说物理观念处于抽象、聚合程度最高的层次。
二、物理观念包含哪些内容?
        所谓的物理观念是指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,是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。具体包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等内容。从课程的结构来看,物理观念的内容有着不同的具体表现。比如:学生在高中物理课程学习结束后应该形成总的“运动与相互作用观念”有:相互作用产生的力的平衡或不平衡性决定了物体运动的变化.从运动与相互作用的存在形式、运动与相互作用的联系、运动与相互作用的守恒等层面观念.具体表现为:时空是物质运动的存在形式.物质间存在4种基本的相互作用的万有引力、电磁力、强相互作用与弱相互作用.力是改变物体运动状态的原因等.而从模块角度看“运动与相互作用观念”的内容又有所不同,比如:必修1“机械运动与物理模型,运动与相作用”主题中的观念为:自然界的一切物体无时不在运 动、运动具有相对性、描述物体的运动状态时要注意参考系的选择. 时间和空间会随着物体运动速度的变化而变化.在忽略空气阻力的情况下,物体下落的快慢与质量无关.力会使物体的形状和运动状态改变等,在必修2“机械能及其守恒定律,曲线运动与万有引力定律,牛顿力学的局限性与 相对论初步”主题中的观念为:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变;向心力是物体做曲线运动的原因;万有引力定律将天上物体的运动和地上物体的运动统起来.天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则;牛顿力学适用于低速、宏观的物体的运动,对于高速、微观或宇观的物体,则服从量子力学、相对论等物理规律等。可见对于不同的课程模块和主题所形成的物理观念的内容、层次有所不同,在教学过程中应认真加以分析、研究,把握好重点,促进学生顺利形成正确的物理观念。
三、教学中怎样促进学生物理观念的形成?
        课堂是学生物理观念形成的重要场所,基于物理观念与物理事实、概念、规律存在紧密的联系,在教学中要注意做好以下几个方面的问题:
        1、要重视物理核心概念、规律的教学。高中物理教材中包含大量的物理基本概念,如:力、速度、加速度、功与能量等,它们贯穿于物理学科各个模块、各个年级,属于高中物理的核心概念。教材中还安排了许多物理规律的学习,物理规律反映同一类自然现象中的本质的、必然的联系,是共同遵循的规律。例如:能量转化与守恒定律是自然界的普适规律,任何物理过程都必须遵循这一规律,显然是物理学科的核心规律,学生只有在充分理解、掌握了物理基本概念和规律的前提下才能形成正确的物理观念。
        2、要加强物理基本方法的渗透。物理学家们在长期的科学探索中逐步总结、形成了一整套行之有效的研究方法,这些研究方法是物理学家们对人类认识自然、改造自然所积累的智慧结晶,人们遵循这些基本方法就能够在科学研究的道路上不断取得新的发现。例如:实验法、控制变量法、演绎归纳法、分析推理法等研究方法,人们沿用这些研究方法取得了一个个的新的科学成果。此外,分析与综合、抽象与具体、归纳与演绎、类比、理想模型法等思维方法,也是物理学的重要方法,教师在教学中要有意识地进行渗透,让学生在学习物理知识的过程中领会科学思维方法,学会应用这些方法去解决各种各样的实际问题,实现在领悟和应用中形成物理观念。
3.要培养学生领会物理学的思想:物理学家在研究自然现象的过程中,在研究结果还没有出来的时候,头脑中早已有了对一类物理问题的坚定的、整体的认识,或者早已在头脑中形成了一定的观念,甚至是信念,正是这种执着的信念支撑着物理学家们不畏艰难,克服重重困难,持续数年甚至数十年专注于一个问题,最终才得到正确的结论。
        4.要加强对学生知识运用能力的培养:教学中要注重引导学生“学以致用”,体会物理的乐趣,在知识的运用中培养自己的能力,变被动学习变成主动学习,提高知识应用能力,同时促进物理观念的形成。
        参考文献:
        [1] 王长江  盛 洋  高中物理观念教学闲思  物理教师  第41卷第9期 2020年
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