高中物理能量观念的内涵、构成与认知层次

【摘 要】 基于概念和物理看法的归纳，文章对高中物理能力观念的实际含义、构成与认知层次进行了简单介绍。了解高中物理中与能量有关的概念和定律，从高中物理的角度出发是学生运用能量相关知识解决问题的重要基础。

【关键词】 物理能量观念  内涵  构成  认知层次

引言：

物理教育的核心目标是培养学生的物理核心素养，其观念是物理核心素养主要维度之一。能量和物质，运动和相互作用是物理学的核心部分，物理能量概念是物理学概念的主要构成部分，能够有效促进学生物理能量观念认知水平。

1. 物理能量观念的内涵

能量是物理学的基础概念之一，由经典力学到相对论和量子力学，能量都是核心概念。物理能量的概念主要是指一个人对物理中与能量有关的问题的基本理解，对能量有关的概念和定律的一般理解，它是个体运用能量相关知识从物理学角度处理问题的根基。

2. 物理能量观念的构成

2.1能量本质观

能量本质观是对能量本质的定义和理解，是对能源是什么的回答。高中时期对能量性质的认识包括：能量是一个系统的定量属性，它决定于系统中物质的运动、相互作用和辐射。

2.2能量形式观

能量形式观是对能量形式与种类的能量的了解。高中时期对能量形式观具有的知识点位：能量可以分成机械能、内能、电势能、核能和化学能等多种形式;机械能是运动物体的动能和势能之和，内能是热运动物体中所有分子的动能和势能之和，电势能是电场中电荷的势能，核能是储存在原子核里的能量，当原子核出现核反应时，会发挥大量的能量，化学能是储存在化合物化学键力中的能量。所有形式的能量本质都具有动能与势能，动能主要是物体从运动中产生的能量，物体的动能和质量形成了正比，和速度的平方成正比;势能则是由物体高度决定的能量，物体的势能和它的质量高度形成了正比。

2.3能量转化观

能量转换的概念是对各种形式的能量不断转换与各种物体间能量转换的一般理解。高中时期能量转换具有的知识内容为：能量能够由一个物体转换到其他物体中，并且转换形式。功是能量转变的一个量度，力对物体做的功是力与位移的大小、及力与位移夹角的余弦的乘积。外力对物体做的功相当于物体动能的转变。

2.4能量耗散观

能量耗散的概念是对能量消耗和热损耗的理解。高中时期能量耗散概念所具备的知识主要包括：我们一直在使用和消耗各种形式的能源，能量在转换的环节具有一定热量的损失，能量的可利用性不断减少。

2.5能量守恒观

能量守恒概念是对能量守恒有关问题的了解。其主要包含的知识有：能量不会凭空出现与消失，通常是进行形式的转换与物体的转移，在转换的时候其总量不变，在只有重力与弹性做功的系统中，系统的机械能（动能和势能的总和）维持稳定。机械能守恒定律是其表现形式。

3. 高中物理能量观念概念的认知水平

学生在学习物理的时候，其认知水准也在伴随对各种物理知识的了解与认识不断提升。高中生形成物理观念主要是一款大量物理知识与方式的积累，并在此基础上对物理进行深刻了解和使用，以此来形成物理观念。根据以上的物理观念和核心理念，在实际的物理知识中，我们可以看出物理能量的概念是最为优越的概念，拥有良好的概括性。物理能量概念的认知水平受与能量有关的核心概念和与能量有关的具体知识的影响。物理能量观念拥有一定的阶级性、层次性与发展性，也就是说，学生在不同时期形成的物理能量观念也是不同的，并且物理能量观念中所具备的知识也具有一定的层次性，高级物理能量的概念是向着低级物理能量的概念慢慢发展而来的。皮亚杰的建构主义观念表示，认知个体经过同化与适应来发展其认知结构。学生长时间的吸收与累积新的物理能量观念与规律，有利于自身认知结构知识能量的积累，即为同化过程。与此同时，学生脑海中的物理知识极为零散与杂乱，通常知识对物理知识的累积，学生自身的物理观念水准还位于具体物理知识的最初阶段。如果学生现有的认知结构不能吸收新的物理知识，学生就必须对目前的认知结构进行调整，创建全新的认知结构来获得新平衡，此为顺应过程。至此，学生已经学会了具体的物理知识点并开展归纳、整理、总结和提炼，逐渐形成了物理学的核心观念，使其发展成为一个高水平的物理概念。

结论：

对物理能量概念的本质与构成要素的思考过程，是对学科知识的深刻了解，并对物理能量概念的结构化、逻辑性和系统性的建构过程。对能量有关的学习知识进行了解更加重要，使得学生物理能量的概念变得清晰，同时还能忍受学生目前对能量观念认知状况，在物理教学中不断推动学生了解物理能量观念，使得学生能够站在能量的角度对相关物理现象进行分析。了解能量的含义与有关的物理规律，并运用所学知识处理有关的物理问题，不断形成良好的物理能量概念，促进学生物理核心素养能够不断提升。

参考文献

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[3] 伍苗苗，张军朋.高中物理能量观念的内涵、构成与认知层次[J].中学物理教学参考，2017，46（09）：1-4.

作者简介：刘宏英（1982-5）女，汉族，辽宁锦州人，本科学历，辽宁省锦州市渤海大学附属高级中学，中学一级，研究方向：高中物理