李田甜
(廣州市培英中學(xué),廣東 廣州)
高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)圍繞“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個維度展開。它集中概括了物理學(xué)科的教育價值,為高中物理教學(xué)指明了新的方向。物理概念既是物理學(xué)大廈的基石,也是高中物理教學(xué)的重點(diǎn)。如何將物理學(xué)科核心素養(yǎng)融入概念教學(xué)中是一線教師亟待解決的問題。
在物理概念教學(xué)中,以直觀體驗來沖擊學(xué)生的感官和思維,抓住學(xué)生的有意注意和無意注意,讓學(xué)生親歷概念形成的科學(xué)思維過程,享受思維升華的樂趣,并在此過程中提升物理核心素養(yǎng)。
直觀體驗法,是指讓學(xué)生通過對客觀事物的直接接觸而獲得感性認(rèn)識,讓客觀事物在大腦中形成最直接、最生動的反映。物理概念的建立,往往要經(jīng)歷“觀察—比較—概括—抽象”的科學(xué)思維過程。運(yùn)用直觀體驗法進(jìn)行物理概念教學(xué)時,不僅要注重感官的體驗,更要注重思維的體驗。下面以省級優(yōu)課“功”為例,論述直觀體驗法的應(yīng)用。
形成概念的過程中,學(xué)生常常會因感性認(rèn)識不足而產(chǎn)生思維障礙。創(chuàng)設(shè)物理情境,幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識是解決這個問題的好辦法。
教學(xué)片段1
小實(shí)驗:兩位同學(xué)拉緊一張復(fù)印紙的四個角,老師將一個重物輕放在紙上。紙可以托住重物。此時,老師突然拿起重物,從高處落下,則紙無法托住重物,重物落地。
師:同樣一個重物,為什么輕放在紙上時,紙可以托住,從高處落下時卻托不住?
生:因為高處落下的重物具有更多的動能。
師:它的動能是怎樣得來的?
生:重力勢能轉(zhuǎn)化而來的。
師:重力勢能又是怎樣得來的?
生:在舉起重物的過程中手對重物的力做了功。
本環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的意義:實(shí)驗吸引了學(xué)生的無意注意,設(shè)問吸引了學(xué)生的有意注意。學(xué)生經(jīng)歷了參與和觀察實(shí)驗、提出問題、解決問題、引入概念的過程,對于功和能的關(guān)系有了更清晰的認(rèn)識,強(qiáng)化了守恒的物理觀念,培養(yǎng)了觀察、描述、分析、交流等科學(xué)探究的能力。
在概念課的教學(xué)中,我們還能通過理論探究來培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力和科學(xué)思維。下面以推導(dǎo)恒力做功表達(dá)式的教學(xué)片段為例。
教學(xué)片段2
師:在實(shí)際生活中,若力的方向與位移的方向成一夾角。如何計算功?我們可以將這個問題簡化成相應(yīng)的模型。若已知拉力大小為F,與水平方向成α角,位移大小為l,如何計算拉力的功?
生:將拉力F分解為水平分力F1和豎直分力F2。其中F2與位移垂直,不做功,所以F的功就等于F1的功。
師:非常好!……(展示求解過程,得到W=Fcosα·l)除了這個方法外?還有其他方法嗎?(教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生類比思考,通過分解位移的方法得出結(jié)論)
本環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的意義:猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種方式,其基本思維過程,就是根據(jù)所觀察、發(fā)現(xiàn)的事實(shí),調(diào)動原有知識和經(jīng)驗,對該事實(shí)的成因或結(jié)果做出猜想與假設(shè)并進(jìn)行解釋的過程。理論探究的環(huán)節(jié),可以讓學(xué)生體驗猜想與假設(shè)的思維過程,培養(yǎng)猜想能力和科學(xué)思維。
動作、行為是大腦認(rèn)知的外在表現(xiàn)。讓學(xué)生通過肢體語言來表達(dá)對概念的理解,不斷強(qiáng)化認(rèn)知。
教學(xué)片段3
小活動:體驗1 J的正功與負(fù)功。手托課本放于體側(cè),勻速向上舉過頭頂。再勻速放下,讓課本回到體側(cè)。經(jīng)測量,課本質(zhì)量約100 g,勻速上升時,手對課本的支持力約為1 N。課本位移約為1 m。支持力對課本做功約1 J。勻速下降時,支持力對課本做了約1 J的負(fù)功,并由學(xué)生觀察得出由力與位移的夾角決定功的正負(fù)。
片段3中,學(xué)生對1 J的功有了明顯的直觀感受,強(qiáng)化了對單位量的認(rèn)識;自然引出負(fù)功的概念,啟發(fā)學(xué)生思考“功”是矢量還是標(biāo)量的問題,培養(yǎng)深入探索的科學(xué)精神;由觀察得出力與位移的夾角決定功的正負(fù),培養(yǎng)了觀察能力。
核心素養(yǎng)下的物理概念教學(xué)更加注重科學(xué)研究方法的應(yīng)用、關(guān)注學(xué)生真實(shí)的情感體驗、借助原始物理問題培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和意識。這些要求的落實(shí)都離不開教學(xué)的主體——學(xué)生。直觀體驗法的核心思想是運(yùn)用注意規(guī)律,在課堂中緊緊抓住學(xué)生,讓學(xué)生在直觀體驗中學(xué)習(xí)物理概念,提升核心素養(yǎng)。在具體教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計方面,上述環(huán)節(jié)均有以下共同特征:第一,問題引導(dǎo);第二,制造與已學(xué)知識的沖突或關(guān)聯(lián);第三,難度適當(dāng),符合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。