基于核心素养的高中物理规律课教学策略初探
摘要
关键词
正文
一、概念界定
物理规律:物理规律是以长时间多次重复的实验和现象为基础,经过严谨的分析、推理、归纳并以文字和符号予以表述,最终在物理学领域内普遍被人接受的典型结论[1]。我们所学习的物理定律、定理、公式、定则等都属于物理规律。
物理学科核心素养:“学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生科学素养的重要构成”[2]。物理学科核心素养包含物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。
二、基于核心素养的高中物理规律课教学策略
物理规律课是高中物理重要课型,如何在40分钟的时间发展学生的物理核心素养,具体探索如下:
1、突破问题情景 生成物理观念
物理模型是人们对物理研究对象及其过程的抽象概括,是人们认识物理问题所形成的心理图式的外在表达,是重要的物理方法。核心素养提出之后,物理问题越来越倾向于实际生活情景,主要是为了使学生感受到物理来自生活实际引导学生利用所学知识解决实际问题,培养学生的物理观念,要解决这类问题就需要学生通过思维加工将实际问题转换为物理模型,这就对学生建立物理模型的能力提出了更高的要求。根据解决问题所需要素可将模型分为以下几类:①对象模型—忽略次要因素,建构反映研究对象本质的理想模型。比如:质点、单摆、点电荷、弹簧振子。②条件模型—为简化实际研究中的微小影响,将客观条件理想化而建立的模型。比如:光滑斜面、光滑轨道、空气阻力不计、理想电表等。③过程与问题模型—研究运动过程理想化结果或复杂问题简洁化模型。如:匀变速直线运动、自由落体运动、匀速圆周运动,“滑块模型”,“行星模型”,“追击模型”,“复合场模型”等,这类模型以运动过程和问题为核心[3]。通过将实际问题转化为物理模型的方式可以大大简化我们所研究的问题,有利于学生科学思维的发展和物理观念的形成,在实际问题中要逐步培养学生主动建构模型的意识。
2、经历实验探究 强化科学探究能力
目前教师在教学中最常用的还是通过演示实验进行教学,演示实验是教师完成实验,学生观察现象,教师引导得出物理规律,这种方法虽然可以让学生极短的时间掌握物理规律,但是学生没有亲自动手经历实验探究的过程,只能体会到物理规律的表象,对规律的认识也不深刻,而且长此以往阻碍学生独立思考发现问题的能力的发展,对科学探究能力、科学思维、科学态度与责任的培养几乎不起到任何作用。所以在物理规律的建立过程中,教师要多让学生亲自探究,引导学生发现问题提出猜想,引导学生独立思考或者小组交流设计实验,实施实验,处理实验数据,得出实验结论[4]。学生的发现问题能力,探究能力,科学思维,交流能力,分析问题能力在探究实验的过程中都可以得到发展。教师在规律教学中要尽可能地将演示实验替换成学生探究实验使得核心素养理念得到真正的落实。例如,在进行胡克定律教学时,教师首先要引导学生设计实验探究弹簧弹力与形变量之间的关系,教师可以提出问题让学生思考(1)如何确定弹簧的弹力?(2)如何测量弹簧的原长(3)如何确定弹簧的形变量?学生在思考过程中科学思维和实践能力都有所提高,并能深刻体会到公式中的x指的是弹簧形变量,然后学生记录并处理实验数据,教师提出问题如何能更直观的看出二者之间的关系?学生自然想到画图象,最后学生根据图像总结出胡克定律。经历上述过程学生自然的能掌握实验的注意事项、操作要点、规律的含义等,对学生的探究能力的提高,科学态度精神的培养起到了很大的作用。
3、多维分析规律 提升科学思维能力
教师在引导学生学生在将物理规律凝练成一句话或者一个公式的之后要对规律进行多角度多方面探讨,以便于加深学生对物理规律的理解,锻炼学生的科学思维。笔者认为对于一个新的物理规律教师应带领学生从以下几个方面进行讨论:(1)所学规律是否与学生已有知识存在内在联系,帮助学生将分散的知识建立连接,构建完整系统的知识体系,比如在学习电场力做功与电势能关系时介绍合外力做功与动能变化的关系、重力做功与重力势能的关系、弹力做功与弹性势能的关系;(2)物理规律的物理意义,往往物理意义都是以文字的形式呈现,教师要认真引导学生分析而不是让学生死记硬背物理意义,从物理意义的角度理解公式中物理量关系,而不是单单从数学的角度,还有一些物理规律可以用图像表示出来,教师也要引导学生分析图像的意义比如匀变速直线运动速度时间图像斜率面积的意义;(3)明确物理规律的适用条件和范围,每个规律都有其成立的条件,教师要说明规律的适用条件,避免学生胡乱使用公式,出现直接生套硬搬公式的现象,比如匀变速运动三个基本关系式只适用于匀变速直线运动;(4)认清物理规律与相关概念的联系,物理概念和物理规律总是相互关联密不可分的,比如动量定理包含冲量和动量两个物理概念,反映了力对时间的累积效应即合外力冲量等于物体动量的变化量;(5)明确公式中各个物理量的单位,公式中的单位也要特殊说明,有的单位学生第一次接触比较陌生,教师要强调单位是什么怎么来的,这样也有助于学生对公式的理解和记忆。
4、渗透物理学史 树立科学态度与责任
物理学史是指物理学产生、发展、演变的历史,尤其是物理学思想的发展历史。物理学经过长时间的发展,在几代科学家不断的探索和创新过程中逐渐形成一座知识大厦,这座大厦的建立是十分不易的,教师要认识到物理学史的育人功能,在教学中渗透物理学家的有趣故事、物理思想的发展、物理规律的发现过程等等,让学生在听故事得过程中体会物理学家的物理思想,丰富学生情感体验,给学生树立一个榜样激发学生的学习斗志,在学习物理学史的过程中学生能感受到物理规律的得出并不是一朝一夕而是需要长时间的探索思考试错而得到的像开普勒三大定律的得出、法拉第电磁感应定律的发现等等对于培养学生坚持不懈实事求是的科学精神有很大的帮助。当然,物理学史不一定完全由教师讲述,可以提前给学生布置任务,查阅相关物理学史资料,在课上互相交流分享;也可以采取角色扮演的形式,学生自创剧本将物理与艺术相融合。物理学是一门严谨的学科在讲述物理学史时要注意不能胡编乱造,要把握物理学史的真实性科学性,也不要占用课堂的大部分时间,要分清主次,物理学史起到的是锦上添花的作用,其目的在于熏陶学生的科学态度与责任。总之,物理学史同样对学生物理规律的理解和物理学科素养的培养有重要的作用,教师不能在教学中将其忽略。
三、结束语
本文针对物理规律课培养学生的物理学科素养的教学策略进行了积极探索,希望可以为物理规律课教学提供参考,促进新课程改革。对于核心素养的培养是一个长期的过程,并非是一朝一夕可以完成的,因此,教师在教学过程中要不断更新自己的教学理念,探索有益于学生的教学策略,教学要以提高学生核心素养为己任。
参考文献
[1]周伟波.体验式教学架构下物理科学思维的培养[J].中小学教材教学,2023,(07):36-40.
[2]王林焕.重视高中物理活动教学培养科学探究能力[J].课程教育研究,2017,(46):157-158.
[3]张亚婷.建构主义视野下高中生物理核心素养培养策略的研究[D].扬州大学,2018.
[4]赵重阳.基于实验的高中生物理学科核心素养培养的实践研究[D].华中师范大学,2022.
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