邊媛 馮立峰 趙振宇

摘?要：幫助學(xué)生形成科學(xué)的物理觀念對培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)具有基礎(chǔ)性意義.如何幫助學(xué)生形成物理觀念和如何引導(dǎo)學(xué)生運用物理觀念解決問題，是每一位物理教師都應(yīng)該思考的問題.本文通過分析高中靜摩擦力一節(jié)的教學(xué)問題，簡述基于物理觀念形成的課堂教學(xué)研究.

關(guān)鍵詞：形成物理觀念;解決實際問題;靜摩擦力;教學(xué)研究

2017版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，高中物理教學(xué)應(yīng)以提高學(xué)生核心素養(yǎng)為基本任務(wù).物理觀念作為物理核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，極具深遠(yuǎn)價值.

物理觀念是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認(rèn)識;是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉與升華;是物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎(chǔ).物理觀念的培養(yǎng)包含形成觀念和解決問題兩個方面，在整個物理教學(xué)中應(yīng)處于統(tǒng)領(lǐng)地位.樹立物理觀念，有助于學(xué)生內(nèi)在知識體系的建構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上形成科學(xué)思維，提高科學(xué)探究能力進(jìn)而養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.在教學(xué)過程中，教師應(yīng)如何幫助學(xué)生形成物理觀念，并應(yīng)用物理觀念建構(gòu)內(nèi)部知識體系，解決實際問題？這成為每一位物理教師都應(yīng)認(rèn)真思考的問題.本文以高中靜摩擦力的教學(xué)為例，談?wù)劰P者對該問題的思考.

1?基于物理觀念的教學(xué)對教師的專業(yè)水平提出更高要求

教學(xué)是教師與學(xué)生的雙邊活動，在這個過程中，教師如何將系統(tǒng)的知識內(nèi)容傳授給學(xué)生，并以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為中心，幫助學(xué)生樹立系統(tǒng)的物理觀念，這對教師的專業(yè)水平提出了更高要求.首先教師應(yīng)站在更高的角度對整個知識內(nèi)容的系統(tǒng)框架進(jìn)行梳理，在物質(zhì)、運動與相互作用、能量三大板塊下將知識內(nèi)容具體歸類，并梳理好知識內(nèi)容之間的聯(lián)系與區(qū)別.其次，教師應(yīng)從學(xué)生的實際情況出發(fā)，用便于學(xué)生理解的方式將知識內(nèi)容傳授給學(xué)生，并幫助其整理條框，使其在頭腦中建立知識體系，了解物理觀念之間的關(guān)系.如靜摩擦力這一節(jié)的教學(xué)，首先應(yīng)明確靜摩擦力產(chǎn)生的條件一是兩物體相互接觸且接觸面粗糙，二是接觸處存在壓力，三是具有相對運動的趨勢但無相對運動.而靜摩擦力的大小與壓力大小無關(guān)，它是隨著沿相對運動趨勢方向的外力變化在0與最大靜摩擦力fmax之間變化，具體數(shù)值可根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件求解.這就與學(xué)生已有知識儲備中的力的平衡條件建立起聯(lián)系，便于學(xué)生理解靜摩擦力的產(chǎn)生及變化.

2?教師應(yīng)如何幫助學(xué)生形成物理觀念

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知的過程中會遇到各種障礙，與頭腦中已有觀念形成沖突，教師只有在充分了解學(xué)生頭腦中的前概念的基礎(chǔ)上找到障礙點才能突破障礙.從問題入手，糾正錯誤觀點進(jìn)而形成正確的物理觀念.如學(xué)生在學(xué)習(xí)靜摩擦力時可能認(rèn)為只有靜止的物體才會受到靜摩擦力的作用而運動的物體則不會受到靜摩擦力的作用，針對這個問題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗，通過對實驗現(xiàn)象的分析幫助學(xué)生突破錯誤前概念的障礙.

如圖1所示，進(jìn)行如下實驗步驟：

步驟1：拉動物體B，使物體A與物體B一起向左運動并保持相對靜止.

步驟2：拉動物體B，使物體A與物體B一起向左運動并保持相對靜止，剪斷細(xì)繩，觀察A與B的運動情況.

步驟3：用很小的力向左拉物體A但沒有拉動.

把以上實驗內(nèi)容填入表格（見表1）.

分析?（1）觀察發(fā)現(xiàn)物體A的運動狀態(tài)是由靜止到向左運動，并始終與B保持相對靜止，由于物體A在水平方向只受靜摩擦力的作用，因此靜摩擦力的方向向左，靜摩擦力做正功.

（2）剪斷細(xì)繩后，物體A的運動狀態(tài)由運動到靜止，物體A與物體B之間仍然沒有相對運動，物體A在水平方向上依然只受靜摩擦力的作用，因此靜摩擦力方向向右，與物體運動方向相反，靜摩擦力做負(fù)功.

（3）物體A保持靜止?fàn)顟B(tài)，在水平方向上受到向左的拉力，因此A所受靜摩擦力方向向右，沒有在水平方向移動距離，因此靜摩擦力不做功.

3?如何引導(dǎo)學(xué)生運用物理觀念解決問題

教師可通過創(chuàng)設(shè)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識解釋現(xiàn)象，加深對知識內(nèi)容的理解.如通過演示探究最大靜摩擦力與滑動摩擦力關(guān)系的實驗，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象并解釋為什么最大靜摩擦力的大小總是大于滑動摩擦力？引導(dǎo)學(xué)生思考，根據(jù)牛頓運動定律，如果最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物體所受拉力與物體所受摩擦力平衡，物體將保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)，不會運動.只有提供一個比滑動摩擦力大一些的拉力，才能使物體產(chǎn)生與拉力方向一致的加速度，使物體運動起來.靜摩擦力的概念相對來說比較抽象，但在生活中有許多應(yīng)用.也可在教學(xué)過程中帶領(lǐng)學(xué)生分析與傳送帶相對靜止的物體所受靜摩擦力的情況，鞏固學(xué)生對所學(xué)知識的理解.

4?小結(jié)

在新課程教學(xué)理念下，教師應(yīng)將目光聚焦于學(xué)生長遠(yuǎn)能力的培養(yǎng)上，而不局限于學(xué)生成績的提高.培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的物理觀念是提高物理核心素養(yǎng)的首要步驟，樹立科學(xué)的物理觀念就好比打好建筑的地基，只有地基穩(wěn)固才能搭建摩天大樓.物理觀念作為溝通課本知識與實際生活的橋梁，能夠真正體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念.

參考文獻(xiàn)：

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

[2] 許慧藝.運用物理實驗轉(zhuǎn)變學(xué)生有關(guān)摩擦力的錯誤前概念[J].物理通報，2018（02）：117-119+126.

[3]許波華.基于物理觀念形成的教學(xué)探討——以初中《牛頓第一定律》為例[J].湖南中學(xué)物理，2019，34（09）：22-23.

[4]賴世鏘.培育核心素養(yǎng) 形成物理觀念——以“靜摩擦力”教學(xué)設(shè)計為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（18）：38-39.

[5]常小平.基于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的概念教學(xué)實踐與思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（16）：75.

（收稿日期：2019-12-27）