摘 要:對高中物理教學來說,高三復習是對物理系統(tǒng)性知識點的全面總結,廣大物理教師所面臨的重點研究課題就是怎樣才能在高三復習階段,開展有效的物理抽象概念及規(guī)律相關內(nèi)容的教學。因此,文章基于現(xiàn)代教育視角,對核心素養(yǎng)下物理抽象概念及規(guī)律在高三復習中的教學策略展開深入研究,并提出具體實施策略。
關鍵詞:核心素養(yǎng);物理;抽象概念;高三復習;教學策略
物理學科的核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的,是適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。這里的必備品格和關鍵能力指適應個人終身學習和社會發(fā)展所需要的科學基礎知識、關鍵能力、科學情感、態(tài)度、價值觀等方面的表現(xiàn),是學生通過物理學習集中體現(xiàn)出的帶有物理特征的能力。
一、 重視形成物理概念的過程——創(chuàng)設情境加深理解
高三物理復習雖然不是講授新課,但對于物理概念的形成過程還是要重視。在概念的復習過程中,可以創(chuàng)設問題情境,引導學生思考和回憶概念的由來和意義。比如在復習電場的概念時,可以提出這樣一個問題情境:兩個電荷沒有接觸,但卻可以產(chǎn)生相互作用,這一過程是怎樣完成的?通過學生回憶即可引出電場這樣一個概念,然后再創(chuàng)設問題情境:電場我們看不見也摸不著,那么,我們是怎樣去研究場的大小和方向的呢?學生在回答問題的時候也就順便把電場強度這個概念的形成過程及公式的由來又回憶了一次,從而加深了印象。這比讓學生直接回憶公式,效果要好得多。所以,教師進行教學時要提高對物理概念形成過程教學的重視程度,促使高中生形成清晰物理概念,精準把握并理解物理規(guī)律,并使他們的物理思維能力得到充分發(fā)展,從而達到中學物理教學核心素養(yǎng)的要求。
二、 運用類比法構建概念體系——加強學生知識靈活性
用實驗的方法設疑引入抽象的物理概念是很困難的,教師一般多運用與所學知識類比的方法比較學習。類比是科學研究中常用的方法之一,類比推理是根據(jù)兩個或兩類有相同屬性及規(guī)律的對象,依據(jù)我們熟悉的其中一類概念規(guī)律去推理另一類我們不熟悉的概念規(guī)律。在物理抽象概念教學中,通過類比強調(diào)概念之間的相關性、系統(tǒng)性,可進一步協(xié)助學生將陌生知識轉變?yōu)槭煜さ膬?nèi)容,便于學生建立起科學、準確、完整的概念,借助概念和規(guī)律串聯(lián)相關的物理知識,進而構建完善的知識框架。例如:高三復習電場時,我們可以用熟悉的重力場類比電場,雖然不像講新課那樣細致,但通過類比復習,至少可以讓學生把概念理解的更加深刻、準確。
受到重力作用的物體其移動高度差(高度的差值)越大,重力勢能變化就越大。那么,要怎樣對電場中各點電勢進行定義呢?
通常情況下,電勢會以φ進行表示,電場中某點的電勢,代表著這一點在電場中位置的高低,和地理中地勢的高低是一樣的意義,而且,延電場線的方向,電勢逐漸降低。高度差和電勢差可以類比學習,電勢相對零點電勢而言,電勢差和零點電勢選取沒有關系,電勢有大小,沒方向,是標量?;陔妱莞拍睿妶鲋腥我鈨牲c1、2間的電勢差可這樣來表示:U12=φ1-φ2。
為了更加透徹的了解電勢和電勢差,可以舉一些具體數(shù)字與高度和高度差做對比,加深學生對這一抽象概念的了解。如
h1=10m、h2=5m、h3=-5m、h4=-10m,則h1>h2>h3>h4,這里負號表示比零還要小,負的越多越小,那么類比電勢,延電場線的方向電勢在降低,則可舉數(shù)字φ1=10V,φ2=5V,φ3=-5V,φ4=-10V,同樣,負的越多表示越小,則φ1>φ2>φ3>φ4。那么,電勢差的負號又是什么意思呢?同樣可以類比高度差:Δh12=h1-h2=10m-5m=5m,Δh32=h3-h2=-5m-5m=-10m,
那么哪個大呢?顯然Δh12<Δh32,這里的負號表示什么意思,可以讓學生回答。緊接著舉例電勢差,U12=φ1-φ2=10V-5V=5V,U32=φ3-φ2=-5V-5V=-10V,U12和U32哪個大呢?學生通過類比就可以迅速答出U32大,而且可以將電勢負號的含義與電勢差負號的含義類比,加深學生對這兩個抽象概念的理解。
例如,教師可給學生出這樣一道題:如圖1所示,點電荷Q的電場中,帶正電的試探電荷q1、q2分別在A、B兩點,虛線是等勢線。電勢零點取無窮遠處,要把q1、q2向無窮遠移動時,外力克服靜電力做的功相等,那么,以下哪一項的說法是正確的?(1)A點電勢>B點電勢;(2)A、B兩點電場強度相等;(3)q1在A點的電勢能 解析:如果對電勢和電勢差這兩個抽象概念不理解,這個題的正確選項很難選出來,通過判斷:φB>φA,而且都是負值, UB∞=φB-φ∞=φB,UA∞=φA-φ∞=φA,那是不是通過φB>φA就可以得出UB∞>UA∞呢?顯然不對,學生有這樣的疑惑,關鍵是對抽象概念理解不清,沒有重視電勢和電勢差的負號,這里還是舉具體數(shù)字說明,比如電勢φB=-2V>φA=-4V,但是對電勢差負號不表示大小,所以反而UB∞= -2V<UA∞=-4V,這樣就可以選出C項了。因此,要做對這道題,關鍵就是要對電勢和電勢差這兩個抽象概念理解透徹。 三、 通過圖像加深對物理概念的理解——深化學生抽象思維能力 圖像可以讓學生更直觀、清晰地理解抽象概念。在高三復習過程中,出于使高中生深入認知抽象物理概念的目的,通過圖像來使學生深刻理解物理概念不失為一種好的方法,這更有利于發(fā)展學生的抽象思維能力(詳見圖2、3)。 通過對以上圖像的直觀了解,使學生理清了電勢與地勢的聯(lián)系,學生在做題和思考時,遇到不理解的問題,既可以對比,也可以想到圖像,從而降低了題的難度。為了對這一抽象的物理概念理解更加透徹,還可以引導學生自行畫出電勢φ隨x變化的圖象,這樣,不僅可以加深對電勢變化規(guī)律的印象,同時還可以順便理解正負號的含義。 例如,教師可給學生出這樣一道題:兩電荷量分別是Q1和Q2的點電荷位于y軸上的M、N處,兩電荷連線內(nèi)各點電勢φ隨坐標y變化的關系圖象見圖4,P點電勢最高,且在y軸上MP長度 解析:本題很多學生做錯,主要因為學生是沒有通過圖像對物理概念進行理解分析,所以,不理解電勢的變化。仔細觀察,發(fā)現(xiàn)圖像在負半軸,也就是說電勢是負的,所以從N到P電勢升高,從P到M電勢降低。則電場線方向從P到N,從P到M,則Q1和Q2都帶負電荷,只要理解了這點,這個題目可做對了。 高中階段正是學生各種思維發(fā)展的關鍵期,在高三的復習過程中,物理抽象概念的教學直接會影響學生對題意的理解,所以在物理概念課教學過程中培養(yǎng)學生的抽象思維能力,有利于學生對客觀事物共同屬性和本質(zhì)特征的認識,促進學生的全面發(fā)展,符合核心素養(yǎng)的教學理念要求。 作者簡介:楊健,甘肅省蘭州市,永登一中。