在概念教学中提升学生核心素养的实践尝试
2018-10-29田序海郑文峰
田序海 郑文峰
摘 要:本文着重介绍了磁场、电流的磁效应、磁场力这三个物理概念建立的教学片段,让学生经历学习概念的探究过程。教学片段突出了在教师引导下学生的主体学习活动,在概念教学的过程中培养学生积极思考和主动学习的习惯,从而提升学生的核心素养。
关键词:核心素养;概念教学;建构主义;案例研究
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2018)7-0014-4
设计思想:在物理教学中,为了使高中生更好地将物理概念内化,更有效地培养和发展学生物理学科核心素养,本文着重介绍了磁场、电流的磁效应、磁场力这三个物理概念建立的教学过程:从创设情境、引入概念,到精选实验、形成概念;由创设物理情境的变式,到应用概念;通过小组合作探究、讨论、交流,提高学生的思辨能力;最后概括总结,活化物理概念,使物理概念系统化,形成完善的知识结构,提升学生的核心素养。教学过程中渗透物理学史,使学生了解概念的探究历程。突出在教师引导下学生的主体活动,在概念教学的过程中培养学生积极思考和主动学习的习惯,从而提升学生的物理核心素养。
设计赏析:在中学物理教学中,物理概念的形成与掌握是学生感知、接受、熟悉、形成的一个过程,也是物理概念不断内化的一个过程。因此,中学物理教师要采用多样化的概念教学策略,促进学生核心素养的形成和发展。教学设计就是要将教学内容形成问题主线,将学生的学习形成活动主线。课堂教学过程就是教师把两条主线合理、有效、自然、艺术地编织在一起。教学过程就是努力创造条件让学生主动参与学习,教师要在教学中发挥指导者、促进者和学习合作者的作用。教师不仅要关注学生的学习结果,更要关注学生的学习过程。教学方法要与物理的学科特点、学生高中阶段的认知特点相联系。
1 创设情境,营造氛围;感知活动,形成表象
教学片段1:教师用带有磁铁的地球仪和书演示地球仪悬浮小魔术。随后,请学生思考:地球仪为什么能够悬浮在空中? 学生认真观察小魔术,思考并回答,让学生初步构建磁场的概念。
赏析1:概念引入是物理概念教学的必经环节,一般可采用下述方法:从生活实际引入;从实验现象引入;在复习旧知识的基础上引入;从理论需要引入;从设计的问题引入。本节课采用从实验现象引入。物理概念往往具有一定的抽象性,学生易感到枯燥乏味,不好理解。教师根据学生的原认知,运用生活实例、实验演示、逻辑推导等创设恰当的物理情境,使学生更容易发现与物理概念相关的现象与问题,突出学生的主体地位。将教学从教师向学生直接传递学科知识转化为师生共同探究,从而提高物理概念教学的质量,提高学生学习物理、探究物理的兴趣,提升学生的学习效果,为学生核心素养的形成奠定基础。在“磁现象和磁场”教学中我们以一个小魔术引入,以有趣的方式将概念导入课堂,启发学生思考,吸引学生的注意力,激发学生磁场核心概念的萌芽。
2 精选实验,形成概念;思维加工,突出本质
教学片断2:通过分组实验,让学生亲自动手,将小磁针放在桌面上并使其静止不动,让条形磁铁靠近小磁针,体验过程,观察实验现象,并描述实验现象。请学生思考:小磁针与条形磁铁有没有接触?条形磁铁对小磁针的作用力是靠什么来传递的?随后,提出该作用力是靠场的作用传递的,这个场叫做磁场。磁场看不见,也摸不到,但它就是一种客观存在的特殊物质。学生通过感受条形磁铁和小磁针之间不接触也能产生力的作用,深入理解 “两个物体不接触也能通过磁场有力的作用” 这一深层外延,进一步提炼出磁场力的作用效果。通过磁体间的相互作用来体验力的深层内涵。说到磁场力就涉及到施力物体和受力物体,同时也能让学生体验到磁体间的相互作用同时产生、变化、消失这一深层内涵,进而更好地理解磁场存在于磁体周围,并对放入其中的磁体有力的作用。如果教师有意识地将概念教学与实验教学相结合,则可以通过有效的探究实验来帮助学生形成更为直观的感受,从而搭建一个台阶便于学生理解概念。很多时候在實验探究的过程中也能实现概念的生成,让学生能够直观地看到概念的体现方式,所以利用物理实验探究是夯实核心概念的有效方法,并在实验探究中培养学生的实验探究能力。
赏析2:在这一环节的教学中,需要引导学生透析物理概念的本质特征,实现观念上的突破。学习过程是受教育者积极主动的知识建构过程,建构主义强调教学必须以学生的学为中心,强调学生对知识的主动探究、主动发现,特别注重学生对所学知识在原有经验基础上的意义生成。教师要转变成学生主动建构知识的促进者、 帮助者、合作者和引导者。物理学本身就以观察和实验为特点,借助实验,以此为基础,引入物理概念和规律。由于磁场的概念比较抽象,不能用感官直接感受,可以以实验为切入点,深入分析物理现象,适当地引入磁场概念,使抽象的磁场概念具体化,从而有助于学生的理解和掌握。
3 创设物理情境的变式,培养学生的分析和推理能力;促使学生知识转化,掌握应用概念和分析问题的能力。
教学片段3:奥斯特是如何发现电流的磁效应的呢?学生做分组实验:金属直导线沿南北方向水平放置,小磁针放在导线的正下方。闭合电键,请学生观察实验现象并回答。小磁针发生转动,说明小磁针受到力的作用,这个力的施力物体是通电导线。说明,电流对小磁针有力的作用。这个过程中,电流跟小磁针没有接触,电流对小磁针的作用力是靠磁场来传递的。磁场存在于电流周围,对放入其中的磁体有力的作用。这就是电流的磁效应。随后,请学生思考:电流对小磁针作用的过程中,小磁针对电流有没有力的作用?依据是什么?学生思考并回答。通过奥斯特实验现象我们能直观地看到小磁针对电流的作用力吗?学生回答。那么,磁体对电流到底有没有力的作用?下面就可以通过实验验证一下,将可以连接在电路中的摆动的导体棒悬挂在U型磁体的中间,接下来闭合电键,发现通有电流的导体棒会运动,说明磁体对电流有力的作用。这一过程中磁体和电流没有接触,那么,磁体对电流的作用力是靠什么来传递的?学生思考并回答。
赏析3:教师在进行教学设计时,要用有效的方式让学生认识到物理概念间的联系,让学生在对比分析中加深对物理概念的掌握。中学生对概念的质疑已经上升到较高层次,这也是学生熟练掌握概念知识的结果,教师应该抓住这种时机,针对物理概念设置相关的问题,让学生带着疑惑去深入探究物理核心概念,了解并掌握概念的具体应用。强化概念教学的最终目的是让学生理解概念的基本内涵和本质,培养其探究能力,促进学生核心素养的形成和发展。学了一个概念之后,要能够运用概念去分析、判断和解决新的物理现象和问题。在新概念建立之后,教师要为学生创造不同物理情境的变式,使学生有机会在自然的、新颖的情境中应用物理概念,以丰富和发展学生对概念的意义建构,激发和保护学生学习和探究的兴趣,培养学生的创新精神与实践能力。
4 合作探究,讨论交流;概括总结,活化概念
教学片段4:小组合作讨论交流:已经知道磁体与磁体间有力的作用,电流与磁体间也有力的作用,那么相互靠近并彼此绝缘的电流间是否有力的作用,并说明理由? 学生讨论交流回答。从而过渡到小结:磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的。
赏析4:要使学生牢固、清晰地掌握物理概念,必须经过概念的巩固、深化阶段,通过这一阶段要达到以下两个目的:第一是对易混淆的概念进行辨析,进一步理解它们之间的区别与联系。有比较才有鉴别,将易混淆的概念加以对比、辨析,明确它们之间的区别与联系,是帮助学生纠正错误概念,理解、巩固、深化概念最有力的措施。第二是通过练习形成运用概念的技能。学习概念是为了学习认识自然的方法,形成良好的观察、分析、探究的能力,并能运用概念进行思考,运用概念解决问题,再认识自然现象。不同高中生知识概念的认知水平存在差异,很多学生对物理概念的学习容易出现混淆。对此,教师可采取小组合作讨论交流的教学方式。学生在探究讨论中对不同观点进行交流辨析,从而加深对物理概念的印象,其效果比教师进行知识概念的灌输更明显。在这个过程中,教师应发挥自身的主导作用,及时解答学生的疑问,这样不但能够培养学生的思辨能力,提高学生的核心素养,还能够拉近师生的距离,形成生生之间、师生之间良好的互动,活跃课堂气氛,增强教学效果。在学生展开讨论之前,教师应创设相关的教学情境,提出问题,提高学生讨论问题的效率。
5 梳理物理学史,渗透德育教育
教学片段5:我国是世界上最早发现磁现象的国家,东汉学者王充在《论衡》书中描述的“司南”,是人类公认的最早的指南针,它是我国古代四大发明之一,对世界文明有重大影响,也为世界的航海业作出了巨大的贡献。明初的郑和七下西洋成为人类航海史上的空前壮举。后来,指南针传到了欧洲,指南针为哥伦布发现新大陆、麦哲伦环球航行提供了重要的物质条件。这是我们引以为荣的。但是纵观近现代,我国在磁方面的研究一直处于落后的状态。随后教师总结:“同学们,如果将来你能够从事磁方面的研究,有突破性发现的话,那时候你的名字将像奥斯特、法拉第、麦克斯韦那样载入史册,人们将永远地记住你,感激你,那时候授予你诺贝尔物理学奖将不是问题。怎么样同学们,为了自身价值的提升,為了中国梦的实现,也为了中华民族的伟大复兴,让我们共同努力!”
赏析5:教学过程中渗透物理学史,使学生了解概念的探究历程,升华学生的家国情怀。高中物理新课标以提高学生的核心素养为主要目标,要求教师注重培养学生的情感、态度与价值观。在高中物理鲁科版教材中有很多德育教育内容,我们要充分挖掘教材中潜在的德育因素,在课堂教学中灵活渗透物理学史,能使学生的心灵得到震撼,意志得到磨砺,心智得到全面提升。
6 总结提升,唤起学生的社会责任感
教学片段6:小组讨论:问题一,什么原因导致奥斯特经历了10年才发现电流的磁效应,你从中体会到了哪些经验教训?问题二,通过奥斯特研究电流的磁效应历程,你从奥斯特身上学到了什么?小组讨论,学生发言。教师总结:“第一,当方向错了,停止就是一种进步。前人的研究成果在一定程度上对我们来说是一种宝贵的财富,但从另外一个角度来看,也是一种束缚和枷锁,影响我们的思维和研究。第二,我们研究问题要从不同的角度入手,我们既要继承和发扬前人的研究成果,又要不被前人的知识和方法束缚。总结成一句话:要有创新精神!现在我们的中国制造享誉全球,非常厉害,这还远远不够,我们需要有更多的中国创造,这需要在座的同学们共同努力完成!”
赏析6:物理概念的形成与掌握是学生感受、接受、熟悉、内化的一个过程,与学生核心素养的形成和提高相辅相成。教师应认识到物理概念学习的必要性,利用物理实验夯实物理概念,展开合作教学,提高学生的思辨能力,让学生对物理核心概念进行不断地内化,从而实现学生核心素养的培养和发展。
《普通高中物理课程标准》(2017年版)明确提出学生主动参与是优秀课堂教学的重要特征,倡导启发式、讨论式和探究式教学。教师有效地调动学生参与,激发学生独立思考和创新,通过学生感受、理解知识的产生和发展,让学生获得深层次的理解。可以看出,学生参与教学过程的时间和广度、多边合作与交流、参与高水平的认识活动,这三个方面都应在教学中得到加强。总的来说,该教师在教学中贯彻创造性思维教学的基本原则,关注学生问题回答、讨论和参与活动时的独特性和独创性。该教师的教学观念和设计新颖,教师对学生的认知发展水平了解清晰,对教学内容、方法的整体把握较好。
参考文献:
[1]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J]. 中学物理,2016,34(3):1-2.
[2]马利明.也谈物理核心素养的培养[J].教育研究与评论:课堂观察,2016(7):29-32.
[3]陈振.基于核心概念下的高效物理知识应用教学初探——以《小球碰撞》一节的教学设计为例[J].物理教学探讨,2016,34(1):22-23.
[4]陈国文,欧剑雄.基于核心素养的物理智慧课堂创建研究[J].物理教学探讨,2018,36(3):7-9.
[5]刘玉侠.浅谈中学物理核心概念教学发展学生的核心素养[J]. 环渤海经济瞭望, 2016(10):84-85.
(栏目编辑 赵保钢)