“五位一体”实验教学新模式在高中物理教学中的应用——以“牛顿第一定律”为例

许军楼

(江苏省泗洪中学 江苏 泗洪 223900)

1.构建“五位一体”课堂教学，培养科学思维

构建“五位一体”课堂教学，首先需要在物理教学中充分体现物理观念，培养学生形成科学思维，在认知、理解和掌握物理概念及规律的过程中发展所形成的物理观念，并将其在物理课程中形成的物理观念和思维应用于现实生活中各种问题的分析和解决中，在此过程中学生的探究能力、实践意识和核心素养都会得到进一步的提高和增强。物理观念是指从物理学角度出发形成的对物质、能量、运动、相互作用等的基本认知，包括物质观、能量观、时空观和相互作用观等。这些观念都是物理学家经过长期的理论和实践研究所总结和概括出的对物理世界最根本的认识，其指引着人们不断学习和发现并解释各种不同现象和规律。学生在日常的物理学习中通过对物理学科特征的深入理解能对物理知识取得概括性认识，并联系其真实的生活情境进行深度学习，主动形成运用其物理思想、观念和方法来学习物理知识、处理和解决实际情境问题的意识及科学思维习惯。例如在牛顿第一定律的教学中，首先需要使学生改变初中学习阶段形成的错误前概念，包括“产生了惯性”、“受到了惯性作用”、“受到惯性力”等，正确认识惯性概念，让学生充分理解牛顿第一定律(惯性定律)与惯性，充分领悟“一切物体都有保持原来运动或静止状态的性质，而力是改变这种状态原因”的内容，以这一物理思想为基础去解决实际问题。

2.构建“五位一体”课堂教学，培养多角度、多层次、开放性的思维能力

构建“五位一体”课堂教学，要重视培养学生多角度、多层次和开放性的科学思维能力，使其能够通过多种多样思维活动，自觉选择和应用各种物理方法来解决实际问题。在物理课堂教学中，教师要以物理知识作为载体，充分还原和展示物理学家和自己的思维过程，同时还要尽可能开放学生的思维活动，将物理学家、教师和学生的三种思维活动形成一个能有效促进学生科学思维能力发展的和谐互补的有机整体。教师在科学探究和物理实验中应该多站在学生的立场上，以他们的角色理解他们的思维过程，并尽可能使学生和教师的思维活动同步、同频发展，达到最佳的共振状态。例如运动理想实验来探索学生所提出的上述力与物理运动状态之间关系的猜想是否正确。

理想实验是一种特殊形式的逻辑推理，其以科学事实为依据、科学实验为基础，强调主要因素，忽略次要因素，通过合理的推向得到规律，进而认知事物本质。这种思想是将真实存在的实验现象转化为理想实验结论的一种推理方式。

3.构建“五位一体”课堂教学，注重培养物理精神

构建“五位一体”课堂教学，注重培养学生的物理精神，提升其科学思维品质。物理精神是一种科学态度、科学思维和责任。而物理科学思维就是有意识的人脑对包括科学对象、科学现象、科学过程、科学事实等的科学事物的本质属性、之间的联系、互相关系、内在规律性的反映。在物理学中，科学思维就是认识物理概念本质、规律、相互关系等的方式，是以物理知识建构概括和内化为基础，并敢于质疑和批判已经形成的科学推理和事实证据，从而提出新的、创造性认识和见解的品质和能力，其核心和关键在于创造性和反思性思维，而这又必须建立在真实的情境中，立足于批判性立场，在情感、智力、道德上养成和发展，这种思维的一定是在某种特定的情景和条件下通过外部行为得到具体呈现。在物理教学中，教师在培养和提高学生的科学思维品质的过程中要注重揭示物理学家的思维过程。教师要能在严谨的教材中开发出科学家的思维结晶，让学生亲身体验前人的思维过程，这不仅能使其获取知识，更能让学生领略到物理学家科学思维的魅力。例如在学习发现牛顿第一定律的历史过程中，引导学生学习伽利略、牛顿等科学家的批判性、创造性思维和他们敢于质疑、不畏权威、坚持真理的科学精神。

综上所述，教育的核心和关键是育人，通过对人德性的教育和培养来实现培养全面发展的人的目标，因此物理教学的改革的内容优化必须始终以教育对象为根本，以全面提高学生综合素养为目标。在物理教学中，教师在教授物理显性知识的同时，应根据学生生活得真实情境，充分挖掘其背后的隐性知识，通过构建“五位一体”的物理教学课堂，借助解决实际问题实践来培养学生对物理观念、物理思想、物理方法、物理知识和物理精神的理解和感悟，培养其形成多角度、多层次和开放性的科学思维，使其能主动、自觉地从物理思想、观念和方法的角度去分析和解决实际存在的问题，更重要的是帮助学生养成能够超越具体情景限制的核心物理素养，真正实现教育性教学和培养全面发展的人的教育目标。