[摘 要]對基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)設(shè)計的實(shí)踐展開研究和探討是十分必要的。學(xué)科核心素養(yǎng)將學(xué)科知識與學(xué)科能力結(jié)合起來，從而培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的素養(yǎng)。本文介紹了教學(xué)設(shè)計的策略，詳細(xì)分析了學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)中的體現(xiàn)，以及這種教學(xué)方法對學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展的影響。研究結(jié)果表明，基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)設(shè)計有助于提高學(xué)生的學(xué)科理解能力、批判性思維能力和解決問題的能力，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]學(xué)科核心素養(yǎng)；高中物理；教學(xué)策略；物理概念

高中階段，學(xué)生開始接觸更加復(fù)雜和深刻的物理概念，這對于他們未來的學(xué)術(shù)發(fā)展和職業(yè)選擇具有重要影響，傳統(tǒng)的物理教育往往集中于知識的灌輸，忽視了學(xué)生的綜合素養(yǎng)和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。學(xué)科核心素養(yǎng)作為一種新興的教育理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識與學(xué)科能力的有機(jī)結(jié)合，它呼吁教育者不僅應(yīng)該關(guān)注學(xué)科的內(nèi)容，還應(yīng)該注重學(xué)科方法和學(xué)科態(tài)度的培養(yǎng)，這種全面素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于學(xué)生更好地理解學(xué)科的本質(zhì)，培養(yǎng)他們的批判性思維、問題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力。因此，在高中物理教育中，如何將學(xué)科核心素養(yǎng)的理念有機(jī)地融入教學(xué)設(shè)計，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)成了一個重要的研究課題。物理概念是物理學(xué)科中用來描述和解釋自然界中發(fā)生的現(xiàn)象和規(guī)律的抽象思維工具和理論構(gòu)想，這些概念幫助人們理解和研究物質(zhì)、能量、力量、運(yùn)動和相互作用等自然現(xiàn)象，它們不僅為學(xué)生提供了對自然界的深刻理解，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和解決問題的能力。因此，高中物理教育應(yīng)致力于教授和強(qiáng)調(diào)這些概念的重要性?；趯W(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)設(shè)計的實(shí)踐研究也是十分必要的。

一、物理概念教學(xué)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系

物理概念教學(xué)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系，因?yàn)槲锢砀拍罱虒W(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑之一，物理概念教學(xué)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)之間的也是通過核心素養(yǎng)的四個方面聯(lián)系起來的。物理學(xué)科核心素養(yǎng)第一個方面就是物理觀念，高中物理概念教學(xué)讓學(xué)生理解自然現(xiàn)象和規(guī)律，物理概念幫助學(xué)生理解和解釋各種自然現(xiàn)象和物理規(guī)律，從運(yùn)動、力學(xué)到電磁學(xué)和熱力學(xué)等，通過理解這些概念，學(xué)生能夠回答許多關(guān)于世界如何運(yùn)作的基本問題，在這一過程中學(xué)生便逐漸理解了核心素養(yǎng)下物理觀念方面的內(nèi)涵并且建構(gòu)了自己腦中物理觀念的大廈。物理學(xué)科核心素養(yǎng)第二個方面是科學(xué)思維，高中物理概念教學(xué)毫無疑問能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，學(xué)習(xí)物理概念有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，包括批判性思考、觀察和實(shí)驗(yàn)技能、問題解決能力以及邏輯推理，這些思維技能在日常生活和職業(yè)生涯中都是寶貴的。物理學(xué)科核心素養(yǎng)第三個方面是科學(xué)探究，在高中物理概念教學(xué)中，對概念的探究是必不可少的，這也自然能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，在教學(xué)一些物理概念時，教師引導(dǎo)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)和觀察現(xiàn)象，讓他們親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。通過提供實(shí)踐機(jī)會、鼓勵提問和問題解決、培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析和科學(xué)寫作技能，以及參與科學(xué)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)設(shè)計來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，這就是概念教學(xué)對于落實(shí)科學(xué)探究的優(yōu)勢及其重要性。核心素養(yǎng)的第四個方面便是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，教師在概念教學(xué)過程中經(jīng)常強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法， 引導(dǎo)學(xué)生探討科學(xué)研究的倫理和社會影響，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，讓他們認(rèn)識到科學(xué)和技術(shù)對社會進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展的重要性。

二、物理概念教學(xué)設(shè)計的實(shí)踐策略

（一）按形成概念的科學(xué)方法對高中物理概念進(jìn)行分類

不同類型的物理概念反映了物理學(xué)科的多樣性和復(fù)雜性。在高中物理教育中，學(xué)生通常會逐漸接觸和理解這些不同類型的概念，借助形成物理概念的科學(xué)方法可以將高中物理概念分為經(jīng)驗(yàn)性概念、理論性概念、實(shí)驗(yàn)性概念、歷史性概念，從而使基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)設(shè)計更有針對性，這種分類方法有助于教師更好地組織教學(xué)，并幫助學(xué)生建立漸進(jìn)的物理概念體系。高中物理概念分類的一些示例和根據(jù)見表1。

（二）物理概念的引入策略

1.借助生活現(xiàn)象進(jìn)行概念引入

生活離不開物理，物理也離不開生活，學(xué)生在自己的生活過程中其實(shí)已經(jīng)能夠形成一些模糊的物理觀念。在上述物理概念的分類中的經(jīng)驗(yàn)性概念如果借助生活現(xiàn)象引入，學(xué)生更容易理解和關(guān)聯(lián)這些與他們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)相關(guān)的概念，因此會更積極地參與學(xué)習(xí)。其次物理概念通常涉及抽象的理論和數(shù)學(xué)公式，對許多學(xué)生來說，這可能是難以理解的，通過將這些概念與生活中的實(shí)際情境聯(lián)系起來，可以幫助學(xué)生更好地理解概念的實(shí)際意義和應(yīng)用價值，例如經(jīng)驗(yàn)性概念中的引力和重力概念，教師可以使用一個蘋果或其他物體，解釋為什么物體會被地球吸引并掉落，討論重力對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，如為什么東西會落地，為什么人們需要樓梯和電梯等；對于摩擦力和滑動，可以使用一個玩具車或滑板，討論為什么物體在表面上停止或滑動，介紹摩擦力如何影響人類的行走、駕駛汽車以及運(yùn)動等。這些生活示例能夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍钆c日常經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，使學(xué)生更容易理解和記憶這些概念，通過引入生活內(nèi)容，物理教學(xué)可以變得更具趣味性和實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的興趣。

2.借助知識聯(lián)系進(jìn)行概念引入

俗話說溫故而知新，在物理概念教學(xué)中教師常常能用舊知識引入新知識。學(xué)生在了解舊知識的基礎(chǔ)下對新知識進(jìn)行舉一反三，能對新知識有更好的理解和記憶，因此教師在進(jìn)行物理概念教學(xué)中，借助知識聯(lián)系進(jìn)行概念引入，可以幫助學(xué)生對概念進(jìn)行深刻的構(gòu)建。在上述概念分類中的理論概念便能應(yīng)用這種方法。例如介紹牛頓第一定律，可以問學(xué)生在什么情況下他們需要施加力才能使物體保持勻速運(yùn)動，然后將這一知識與牛頓第一定律聯(lián)系起來，解釋為什么物體會保持勻速運(yùn)動，直到外力作用于它。類似地，教師可以引入電流和電壓，可以讓學(xué)生回想起他們對水流的知識。比如，可以讓學(xué)生想象水流通過管道的情景，并將水流比喻為電流，管道的直徑比喻為電阻，水壓比喻為電壓，這樣的比喻有助于學(xué)生理解電流和電壓的概念。通過這種方式，借助知識聯(lián)系可以使物理概念更加具體、實(shí)際，從而促進(jìn)更深入的理解和學(xué)習(xí)。

3.借助發(fā)展過程進(jìn)行概念引入

物理是自然科學(xué)的一個分支，它研究物質(zhì)、能量、力量和宇宙的運(yùn)行規(guī)律。要引入物理概念，人們可以通過描述物理現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展過程來引起興趣和理解。在上述概念分類中的實(shí)驗(yàn)性概念和歷史性概念可以利用這種方法進(jìn)行引入。首先，教師選擇一個與物理概念相關(guān)的現(xiàn)象或場景。這個現(xiàn)象應(yīng)該能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，其次，描述所選現(xiàn)象的起源。講述這個現(xiàn)象是如何開始或發(fā)生的，可以引入一些歷史背景或相關(guān)的故事。例如，可以介紹發(fā)現(xiàn)電力的歷史，包括本杰明·富蘭克林和他的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。再次，引入與所選現(xiàn)象相關(guān)的物理概念。如在討論電力時，可以介紹電荷、電流、電壓和電阻等基本概念，解釋這些概念是如何與所選現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的。最后，描述所選現(xiàn)象的發(fā)展過程，使用物理概念來解釋它是如何發(fā)生的。借助概念知識的發(fā)展過程，讓學(xué)生更好地理解這些概念在自然界和日常生活中的應(yīng)用，有助于使物理概念變得更具體和有趣，同時增加了學(xué)習(xí)的吸引力。

（三）物理概念的形成策略探究

概念形成在概念教學(xué)中是一個重要的過程，它涉及幫助學(xué)生理解、建立和應(yīng)用抽象概念。概念教學(xué)是一個逐漸深化的過程，需要時間和耐心，教師應(yīng)該靈活地調(diào)整教學(xué)策略，以滿足不同學(xué)生的需求，并不斷評估學(xué)生的理解程度，以確保他們成功地形成概念。

1.借助實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行概念生成

借助實(shí)驗(yàn)來探究物理概念是一種非常有效的方法，尤其在物理教育中，提供學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)的機(jī)會，讓他們親自發(fā)現(xiàn)概念的特性和關(guān)系，這對于落實(shí)核心素養(yǎng)下科學(xué)思維和科學(xué)探究也是非常有意義的。例如要探究電路相關(guān)概念時，教師可以設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)，以便學(xué)生可以親自觀察和測量與所選概念有關(guān)的現(xiàn)象。在電路示例中，可以設(shè)計一個簡單的電路，包括電池、導(dǎo)線、電燈泡和電阻器，這個電路可以用來探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，讓學(xué)生按照設(shè)計好的電路連接組裝電路，然后，要求他們使用多用表測量電流和電壓的數(shù)值；在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生記錄他們的觀察結(jié)果和測量數(shù)據(jù)，組織學(xué)生的討論，讓他們分享他們的觀察和數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)他們分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以找出電流、電壓和電阻之間的關(guān)系。同時可以幫助他們理解歐姆定律，即電流與電壓和電阻之間的關(guān)系；最后，讓學(xué)生總結(jié)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并形成概念，幫助他們理解電流是電荷流動的速度，電壓是電荷的電勢能，而電阻是電流受到的阻礙。通過這個實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會理解這些概念之間的關(guān)系，這個實(shí)驗(yàn)不僅幫助學(xué)生形成電路相關(guān)的物理概念，還通過親身實(shí)踐加深了他們對這些概念的理解。

2.借助實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行概念生成

借助實(shí)際應(yīng)用來形成物理概念是一種強(qiáng)有力的教學(xué)方法，因?yàn)樗鼘⒊橄蟮奈锢碓砺?lián)系到實(shí)際情境中，使學(xué)生更容易理解和記住這些概念。例如想讓學(xué)生形成運(yùn)動、速度、能量相關(guān)的概念，可以引入汽車剎車距離與速度的關(guān)系這一與生活息息相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用為例子，教師給出汽車和路況的相關(guān)參數(shù)，學(xué)生通過計算可以繪制速度與剎車距離之間的圖表，他們將注意到一個明顯的趨勢，即速度增加時，剎車距離也增加；然后引入物理概念：動能和牛頓的第二定律，解釋為什么在高速度下需要更長的剎車距離，同時可以講解動能與速度的平方成正比，以及力等于質(zhì)量乘以加速度的概念，這些概念解釋了為什么在高速度下剎車時，需要更大的力量來減速汽車，并且汽車會行駛更長的距離。學(xué)生在這樣一個思考實(shí)際應(yīng)用的過程中逐漸形成了概念，并且對物理概念更加深刻。

（四）物理概念的鞏固策略探究

1.借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行概念的鞏固

思維導(dǎo)圖是一種有效的學(xué)習(xí)工具，可以很好地用于鞏固物理概念，幫助學(xué)生將相關(guān)概念可視化，展示它們之間的關(guān)系，以及概念的層次結(jié)構(gòu)。以“牛頓的三大運(yùn)動定律”為例，教師先確立中心節(jié)點(diǎn)——牛頓的三大運(yùn)動定律，然后是主要分支：第一定律（慣性定律）、第二定律（力和加速度的關(guān)系）和第三定律（作用和反作用），接著是次要分支，如第一定律下的子概念：物體在靜止或勻速直線運(yùn)動時，會保持這種狀態(tài)，然后可以進(jìn)行知識間的相關(guān)聯(lián)，如將第二定律與加速度用箭頭關(guān)聯(lián)，繼續(xù)擴(kuò)大思維圖。思維圖可以幫助學(xué)生可視化物理概念，了解它們之間的關(guān)聯(lián)，從而更好地理解物理學(xué)概念，思維圖的靈活性和圖形化特點(diǎn)使其成為鞏固物理概念的強(qiáng)大工具，適用于各種學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生。

2.借助課后練習(xí)進(jìn)行概念的鞏固

通過課后練習(xí)，學(xué)生可以不斷復(fù)習(xí)和應(yīng)用他們在課堂上學(xué)到的物理概念，這有助于加強(qiáng)概念的記憶，使其更易于掌握和運(yùn)用，在課后練習(xí)的過程中，學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)他們對某些概念存在誤解或模糊點(diǎn)，這為他們提供了一個機(jī)會，通過自我糾正或請教老師來澄清疑惑。對于課后練習(xí)，教師可以設(shè)計不同類型的問題，包括選擇題、填空題、解答題等，這有助于學(xué)生綜合運(yùn)用概念，避免只是機(jī)械性的記憶答案。對于題目難度，應(yīng)該從簡單到復(fù)雜，逐漸增加問題的難度，這樣可以確保學(xué)生在鞏固基本概念后，逐步提高他們的理解和技能水平。教師還可以鼓勵學(xué)生在小組中一起解決問題，通過互相討論和合作，他們可以分享不同的解決方法和理解，互相幫助。通過將這些方法結(jié)合起來，教師可以有效地利用課后練習(xí)來鞏固物理概念，提高學(xué)生對物理學(xué)的理解和應(yīng)用能力，練習(xí)應(yīng)該被視為一個積極參與學(xué)習(xí)的機(jī)會，而不僅僅是一項(xiàng)任務(wù)。

物理概念教學(xué)對于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義。通過研究高中物理概念教學(xué)和落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要性，從而將這二者相聯(lián)系。在物理學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下對物理概念教學(xué)的策略進(jìn)行研究并舉出相關(guān)例子，幫助教師更好地把握學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與特征，提升物理概念教學(xué)課程的設(shè)計能力，開展更高效更有趣的物理課堂。同時幫助學(xué)生更好地理解物理概念，提升探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，加?qiáng)對自然界的認(rèn)識。在以后的高中物理概念教學(xué)中，教師能在學(xué)科核心素養(yǎng)中衍生課堂，同時在課堂中展現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐雯.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學(xué)設(shè)計研究[D].青島：青島大學(xué)，2020.

[2]周瑋.“物理學(xué)科核心素養(yǎng)”導(dǎo)向下的高中物理概念教學(xué)設(shè)計[J].物理通報，2019（04）.

（責(zé)任編輯：姜波）