基于核心素养的高中物理概念教学策略

梁金中

摘 要：新修订的《高中物理课程标准》将学科素养作为教学的重要任务，而物理概念的教学则是培养学生物理学科素养的有效途径，本文探讨基于核心素养的高中物理概念教学策略，通过创设问题情景，设置亲身体验，实验探究，类比教学，结合物理学史，遵循概念的发展性和及时复习巩固等教学策略，能够有效地促进学生进行概念的意义建构，发展学生的学科素养。

关键词：学科素养；物理概念；教学策略

物理概念是自然现象和客观事物最本质特征和属性的反映，它是物理知识中最重要的基本元素，是学生学习物理知识，掌握物理规律，解决物理问题的重要基础。2017年版的《高中物理课程标准》将“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”做为物理学科的核心素养，强调物理观念的形成和发展需要学生通过物理概念、物理规律等内容的学习及运用才能逐步形成，教师引导学生经历物理概念的建构过程和物理规律的形成过程，是发展学生科学思维的重要途径。

高考物理《考试大纲》也强调：“高考物理试题着重考查知识、能力和科学素养”，在理解能力上要求考生“要理解物理概念的确切含义，能够清楚地认识概念的表达形式，能够鉴别关于概念的似是而非的说法”等。可见，落实高中学生的学科素养是新课程物理教学的重要任务，物理概念的教学是培养学生物理学科素养的重要途径。探讨基于核心素养下的高中物理概念教学策略已是当务之急，本文围绕物理概念的教学策略进行探讨。

1 创设真实情景，增强感性认识

物理学是一门研究自然界物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，许多物理概念都是从生活现象中抽象概括形成的，因此，在物理概念的教学中应充分利用学生身边熟悉的现象和事实，引导和启发学生观察与思考，以增强感性认识，促进学生意义地建构物理概念。如在“自由落体”教学中，可以播放在月球上同时释放铁锤和羽毛的视频，在“超重与失重”概念教学中播放“王亚平的太空授課视频”，在“自感”概念的教学中演示自感实验现象等等，让学生感受真实的物理现象，增强感性认识。

在物理概念的教学中，教师可以创设针对性的问题情景，让学生充分参与概念的教学过程，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，应用各种物理思维和方法，排除学生前概念对教学产生的影响，让学生重构新概念，理解新概念的确切含义，发展学生的学科素养。如在“位移”概念的教学中，由于学生已有“路程”的前概念，常误以为“路程”可以用来表示物体的位置变化，混淆两个概念，为了解决这个问题，可以设置如下的教学情景：“放学后，老师行走862米的路程回到家里，你们能知道我家的位置吗？”显然，学生表示无法确定老师家的位置；老师补充说：“如果我出校门走另一条道，我回家的路程则需要1368米，我这两种走法位置变化相同吗？”， 经过学生的激烈讨论和思考，学生不仅对“路程”概念的理解更深刻，也为引入“位移”概念做好准备。

2 设置亲身体验，亲历概念形成

俗话说：良好的教育来自深刻的体验。在物理概念的教学中，教师要尽可能设置让学生参与互动，观察或肢体感受等体验性活动，经历科学家探究物理问题的基本过程，获得构建物理概念的最直接体验，从而提升学生的学习能力，促进学科素养的提升。如在“向心力”概念的教学中，可让学生用细线提着小球在水平桌面做圆周运动，感受各种情形下细线的拉力情况，也可让学生用手掌托着物理课本，伸直手臂在水平面内做圆周运动，感受手掌对课本的作用力，还可尝试快速做圆周运动将书本摔出，感受离心运动现象。在“超重与失重”的教学中，可让学生体验电梯上下运动时脚与底板的作用力情况，观察悬挂在电梯里的弹簧称对重物拉力的示数变化规律，或让学生站在体重计上观察站立、蹲下过程中的读数变化情况，等等，设置让学生亲身体验的物理情景，让学生亲历概念的形成过程。

3 重视实验探究，让数据揭示概念

有些高中物理概念需要进行定量研究，让学生经历演示实验或分组实验，通过实验获取实验数据，分析数据，揭示事物的本质特征，顺利构建物理概念。如在“电阻”概念的教学中，可以设计两个不同电阻的并联电路，让学生分别测量其若干组电压值U和电流值I，然后引导学生分析实验数据，认识不同电阻对电流的阻碍情况，发现电阻的本质特征，懂得用U/I值定义电阻R的意义。在数据分析时也可以引导学生应用U-I图象进行分析，从而直观地认识导体的电阻特性。又如动摩擦因数、电场强度、电容和折射率等概念的教学，也需要通过设计实验进行教学，这不仅能促进学生意义建构物理概念，也能较好地培养学生的科学探究能力，提高物理素养。

4 巧用类比法，顺应新概念

在高中教学中，某些物理概念的教学可以类比已学过的物理概念的构建方法，达到化难为易，让学生更好地顺应新概念的形成，提高学习效率。如加速度、功率等概念的定义可以类比速度概念的定义方法，电路类比水路，电流类比水流，电源类比水泵，点电荷类比质点，电场线类比磁感线，涡流类比水旋涡，等等，都可以达到较好的教学效果。对于抽象不易理解的概念，教学中应尽可能通过类比学生熟悉的物理现象，帮助学生理解新概念。如电场是一种特殊物质，看不见摸不着，电势概念和电势能概念比较抽象，在静电场的教学中如果能类比重力场进行教学，通过类比重力、高度、重力势能等学生熟悉的概念，学生就能较好地理解电势和电势能概念。

5 巧借物理学史，拓宽概念视野

在物理学发展过程，科学家在探索自然规律中形成了许多宝贵的科学思想与方法，若在教学中能加以介绍和借鉴，就能更好地帮助学生理解概念和拓宽科学视野。如在力与运动的教学中，通过介绍亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿等科学家的观点和研究方法，引发学生思考和讨论，将有助于学生对“力与运动”关系的理解与掌握，树立正确的相互作用观和运动观。又如在光的波粒二象性的教学中，可以结合惠更斯和牛顿的基础研究，剖析杨氏双缝干涉实验、赫兹实验、光电效应等现象的本质，理解麦克斯韦和爱因斯坦所提出的重要理论，从而让学生更好地理解人类对光的波粒二象性的认识历程，更好地掌握光的本质。

6 遵循概念的发展性，深化概念理解

高中物理的教学内容是循环递进的，物理概念的认识和理解也是逐步完善的，教学中应注意教学内容的承上启下，引导学生不断丰富对物理概念的理解和掌握。如对“力”概念的认识就是一个不断递进和完善的过程，“力是物体对物体的作用”是对力的最初级表述，适合初中学生的理解水平。“力是物体间的相互作用”及牛顿第三定律的内容，更深刻地揭示了力的本质特征，是高中学生理解能力和思维能力的结果。“力是改变运动状态的原因”，是将力与运动紧密地联系起来所形成的物理观，与定量研究的牛顿第二定律形成慎密的动力学思想与方法。又如“速度”概念的教学，在初中阶段，速度被定义为“路程与时间的比值”，在某种意义上适合初学者对运动快慢的理解，到了高中阶段，先是建立“位移与时间的比值”的平均速度概念，粗略地描述了物体的运动快慢，继而应用微元法和极限思想形成瞬时速度概念，学生也因此懂得如何测量速度的方法（如利用小车上的档光片与通过光电门的遮挡时间来测量小车的速度）。此后，在研究匀速圆周运动时，又引进“线速度”和“角速度”概念，在研究曲线运动引入合速度与分速度概念，最终学生对“速度”概念有了更系统的理解和掌握。由此可见，物理概念的教学遵循着循序渐进的发展性原则，教师须统领教学全局，让学生系统性地学习物理概念，形成正确的物理观念。

7 合理安排练习，巩固物理概念

物理概念是事物最本质特征和属性的抽象概括，初学者往往不易理解和掌握，尤其在概念的内涵和外延的理解方面，往往会出现这样或那样的错误，因此必须及时进行复习和巩固，“学而时习之”便是这一道理。通过适量做题可以有效地帮助学生巩固所学的物理概念，在例题选择上应当紧扣概念的内涵和外延进行有针对性的训练，如位移、速度、速率、速度的变化、加速度等概念，要注意其矢量性和易混淆等特点进行针对练习。

物理概念的教学是学生学习物理知识的基础，只有正确构建物理概念，才能理解有关物理规律，并应用它解决物理问题，物理概念的教学是发展学生科学素养的重要途径，在教学中应注意转变教学方式，通过创设问题情景，引导学生观察、亲身体验、实验操作等教学策略，应用科学思维和方法，让学生实现对物理概念的意义建构，促进学生学科素养的全面提升。