基于核心素养之物理观念的形成与发展的教学策略

叶金福

【摘 要】物理核心素养基本构成要素中地位突出、作用明显就是物理观念，其内涵指的是透过物理学视角深入分析和认识客观存在的物质、运动、能量以及相互间存在的作用所形成的基本思想意识；是对基本概念、规律的思想境界的进一步凝练和升华；借助物理知识和基本方法对自然现象进行解读、对现实生活问题进行解决的一种能力。物理观念的培养策略有：加强对基本物理知识深层次学习和重视，树立和强化物理观念；教师需充分发挥示范带头作用，运用正确的物理观念积极引导学生对认知冲突充分理解，及时有效矫正错误的物理观念；深入把握和探究清楚概念和规律深层次的内涵意义， 强化物理观念，引导学生体验、评价、反思和概括，发展物理观念。

【关键词】核心素养；物理观念；形成与发展；教学策略

核心素养是一种跨学科素养，能对学生终身发展能起关键且有益处的作用。是知识、能力和态度的综合表现。高中教学开设的物理课程最重要目标就是不断加强学生科学素养水平提升，侧重3个教学维度对学生的培养，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，从而奠定坚持的基础，利于学生终身发展，提高学生社会应具备的基本应对能力。提升学生科学素养水平的主要途径则是通过使学生逐步建立核心素养，能用发展的眼光深入理解、把握以及灵活运用知识，这样能促使学生全方位提升和树立科学素养。

一、物理观念的基本含义

观念是客观现实在人们意识上的反映，物理观念是物理学家经历长期的实践和理论研究概括出的对物理世界的根本认识。如德国有名的物理学家、诺贝尔奖得主冯劳厄曾提出的观念，物理观念深刻内涵是受过教育的人从中能获取最大收获并对曾学的知识和内容过滤后剩余下的记忆，由此可推可以对学生物理知识内容学习忘却后，留存的东西对学生有何作用？所剩下的则是学生透过物理知识学习而不断形成的一种物理理念、视角，用这些理念和视角去面对新事物、认识新事物并且能够解决新问题，进而建立具体思想、方法以及观点，所以根植于学生思想中的物理基本观念。

二、物理观念的内涵、要素和基本表现

物理观念本质意义就是指以物理学习为基础，学生不断深入对物理学科基本特征进行了解，全面掌握物理学科及其包括性知识，进而形成物理思想、方法以及观点，并在实践中有效进行运用，逐渐养成自觉意识，用思维惯性去观察、认识身边的事物，正确处理存在的问题。通过学习深入有利于对物质、运动、能量以及它们相互作用的深入了解，取得的成果都是基于物理学视角使用；深入推进物理概念及基本规律在思想中不断凝练和升华；不断用物理知识及相关方法加强对自然现象的解读、对实际问题进行解决而形成的一种能力。具体如一个学生具备成熟的物质观，他就会注意新物质时用物质观去观察、思考、解读其具有的基本属性，探究该物质具有的物理特性。物理观念广泛意义上包括对经典物理为基础进一步深化具体的观念，如物质观、运动观等，并在实践中加以运用，对自然现象进行理论解释、帮助解决处理现实问题等，该种观念会得到发展和革新，从而具有现代化特点的物理物质观、运动观、能量观以及相互作用观等逐渐产生并被广泛使用这些观念描述自然界的图景。

三、物理观念的形成与发展

物理基本观念受三方面因素的影响：一是学生在加强认知物理学科相关知识时进行的反思、总结和概括，在此基础上丰富了物理知识类相关基本观念，对观念进行细化，形成相应的物质观、运动观等；二是学生不断深入物理研究、对方法进行探究，进而形成物理方法类方面的基本观念，如微元、类比以及模型等思想；三是基于学生通过物理科学加强对社会生活中存在的具体价值展开认识和反思，并形成基本观念即物理情意类观念。三种不同类型的物理学科基本观念间相互影响、相互作用、相互融合的有机整体，统筹于物理基本观念中。

四、形成与发展物理观念的教学策略

第一，注重基本物理知识的深入学习，逐步形成物理观念

观念是人类认识物理的过程出现的产物。需要加强物理概念及其相关规律等基本物理知识学习，形成一定基本物理知识为体系的物理观念。随着学生对物理概念及规律等深入学习、不断反思、加强迁移效果应用，学生物理观念随之会得到进一步发展和深化，当遇到实际问题时就会主动积极利用已经学会的相关观念进行自然现象解释、问题解决。物理知识是物理基本观念产生的基础，中学物理课程是物理基本观念形成的媒介，设定的课程内容是对物理核心概念、基本知识的有效充实、是对物理基本观念内涵的不断发展。因此物理基本观念一定要以物理知识为基础进行深层次学习过程才能得以形成，需浅入深出地突出和显现出物理基本观念，进一步提炼和升华物理知识。因此学生要以物理具体知识为基础，紧密结合学科核心概念进行整合内化，逐步提高自身对整个物质世界的整体认识，即是物理观念形成的具体过程。

第二，教师当率先建立觀念，正确培养物理观念

对学生物理观念培育具有重要影响的就是教师所建立的观念。教师上课堂上科学的代言人，教师具有什么样的观念学生就会形成什么样的观念，“长大后我就成了你”。“速度大的物理惯性大”这一错误的物理观念是怎么样在学生的认知里形成的呢？众所周知的是对于孩子而言，家长可以看作是第一任老师，展开想象，如具体场景是家长带着孩子在游乐园里游玩，当看到高速冲来的游览车迎面而来时，家长此时若大声惊呼“当心，速度这么快，惯性大自然会大”，那么孩子错误的物理观念就形成了。教师只有具备了物理观念， 作为物理观念的先行者，才会带领学生多在学习基本物理知识、规律和方法的课堂中让学生自己去体验、构建，去培育物理观念。

第三，利用学生的认知冲突，准确转化错误物理观念

高中阶段物理课程教授的物理知识感受性更强烈也更抽象，学生业已形成的固化思想观念中关于生活经验或一些潜意识都会对学生遇到问题解决问题产生一定影响，所学物理规律并不一定能够解决实际问题：如力分解知识的学习，学生会依靠经验和所学知识进行惯性思考，基本不会深入理解和运用其他理论进行解释；如平抛物体飞行时间的计算和研究，学生会想当然的认为随着平抛的初速度不断增大，飞行时间就会增大，产生此类错误认知，若不及时对学生进行纠正，会影响学生正确物理观念建立。从建构主义理论分析，可知学生在学习过程中都会依靠原有经验为基础，随着新信息的不断接触和传输、“撞击”而产生的相互作用才会促使学生思想中建构新的认知模式，也就是所谓的新知识的产生和掌握。通过教学对相关问题情境进行有效创设和营造，加强原有观念和物理事实存在的冲击感，从而突显出新观念相较于原有观念更能够合理有效的对存在的物理事实进行解释，从而让学生自觉感受和认可新观念具有的可理解性以及合理性。只有在认知冲突的不断处理和解决的过程中，才能够便于学生加强对错误观念的正确转变，让他们树立正确的物理观念。

第四，理清概念和规律的内涵外延，强化物理观念

物理概念和规律深层次内涵指的是事物或事件中深植某一类型的本质属性、某一层面的具体规律反映及其所起的作用。对物理概念需要全面把握某类事物所有属性，不能片面化将某事件属性看作是物理规律。具体如磁感应强度学习时，对概念定义式的理解，教师不能只强调学生磁感应强度的定义公式，还应进一步深化定义式在磁场本身性质方面的教学内容；另外学习库仑定律时，教师只让学生理解定义式的数学含义，不利于学生库仑定律为基础的内容认知，不能对相互作用带电体进行正确、全面理解，也不能用库仑定律对相互作用力进行深入求解。如物理公式比较复杂交易混淆时，教师教学就应加强对公式物理意义进行重点解读，对公式适用条件重点点拨，让学生清楚物理公式与数学公式间的细致区别。使数学应用意识的建立更加全面，使学生更深入的把握和建构物理知识结构、物理科学观念，更深入物理问题的本质、意义以及关系进行理解。

第五，引导学生体验、评价、反思和概括，发展物理观念

教师教学理论时，实际操作示范效果好于言语讲解，最好方式就是加强学生实践体验。课堂教学中，教师需为学生积极提供体验、评价、交流机会，拓展应用平台，多给予学生综合反思概括能力的形成予以引导。不断加强学生深入理解核心概念、解决问题的具体思路和有效方法，多提高具体能力，在学生充分认识的基础上扩大对类似知识的联想。如重力、弹力、电场力做功特点的类比联系，就非常有利于学生构建正确的能量观。另外，还需要不断加强对学生实际学习活动的客观合理评价，适时调整和优化学生学习策略。通过课后习题和访谈等具体实施方法加强学生学习观念的建构，对过程中信息及时把握才能够促使学生不断加强对形成的物理观念体系的修正、完善以及丰富。

总之，物理课堂教学中教师要以核心素养为指导，以核心知识为主线，在教学中渗透物理观念，较大程度的发挥物理课的价值。

【参考文献】

[1]朱海英.高中学生物理观念形成和发展的心理因素分析及有效策略研究.物理教师，2006（7）

[2]冯华.以物理观念统领物理教学.课程·教材·教法，2014（8）

[3]阎金铎，梁树森.物理学习论.南宁：广西教育出版社，1996