基于核心素养的高中物理概念教学研究

伦婷芬

摘要：物理概念教学中处处蕴含着培养学生核心素养的契机，作为物理老师，要充分发挥课堂教学的教育作用，落实好提高学生核心素养的教育任务。本文以《弹力》概念的教学为例，简述了概念教学的方法，并从概念形成的四个环节中论述了如何培养学生的核心素养。

关键词：物理核心素养;概念教学;弹力

一、物理概念教学的相关理论

物理概念是物理观念的重要组成之一，是高中生学习物理的基石。物理概念教学的过程是在教师的指导下，激发学生的探索动机，学生用原有的感性经验和知识去感知理性材料，经过思维加工产生认知的跨越，最后形成完整的概念的过程[1]。形成完整的概念一般要经历四个环节：1、动机激发，启动思维;2、感知信息，形成表象;3、思维加工，形成概念;4、深度理解，完善结构。物理概念教学要充分发挥教师的主导地位，以学生为主体，提供丰富的感知材料，引导学生进行思维加工，形成准确的物理概念。

二、基于核心素养的《弹力》概念教学设计

本文以“弹力”概念为例，具体分析了概念形成的四个环节中如何培养学生的核心素养以及设计出具体的方案去提升学生的核心素养。

1、动机激发，启动思维

物理来源于生活，兴趣是最好的老师。物理核心素養导向的教学要求教师为学生创设面对未知的、“原始”的问题情境，这些原始问题可以是课堂生成的，也可以来自生产生活中的现象[2]。因此为了激发学生探究弹力的兴趣，可以进行以下活动。

活动一：观看一段攀岩运动员攀岩时的视频。引导学生关注过程中出现的拉力、支持力和压力，并抛出问题：这些力是如何产生的？以此启动学生思考弹力产生原因的思维。

2、感知信息，形成表象

学科核心素养强调科学探究活动，因此在概念教学过程中的演示实验和师生共同实验都能有效地提高学生的科学探究能力。课堂演示实验是教师根据教学内容，对学生所做的表演示范实验，将实验过程和现象直观地展示给学生，是培养学生观察能力、注意力以及思维能力等的主要途径[3]。在师生共同实验中，学生根据现实提出问题，作出猜想并设计实验，进行实验探究后验证猜想并发现里隐藏在物理现象背后的物理规律。

在激发了学生探究压力、支持力、拉力的产生原因的兴趣后，接着引导学生进行以下科学探究实验：

活动二：让学生把手指用力压在课桌上，观察产生压力时手指的形变，将手指挪开时形变恢复，引导学生总结出压力产生的条件：第一直接接触;第二发生可恢复的形变。

手指压课桌时产生了压力，那么课桌也会对手指产生支持力，这个支持力是如何产生的呢？会不会是课桌的形变产生的呢？可是我们并没有看到桌面的形变。为此笔者又进行了以下活动

活动三：如图1所示，在课桌铺上一块海绵，手指压在海绵上产生明显的形变，运用“类比”的思想，可以推断出手指压在课桌上也会有形变，只是形变小肉眼没法分辨。接着按照课本展示（如图2）的激光和平面镜装置把这个形变“放大”。

绳子的拉力又如何产生？

活动四：借助橡皮绳在挂上钩码后发生明显形变，不挂时形变恢复，运用“类比”的思想，细绳在挂上钩码后也发生了肉眼看不见的形变。为了看见这个形变，再次利用激光和安装在绳子末端的平面镜进行放大，最后验证了猜想

在以上两次不明显的形变中，都是先运用了“类比”的思维方法进行推理，最后都是通过“放大”的方法显示出来，这两次实验很好地拓宽了学生的科学思维，启发了学生也可以对利用身边的材料对微小量进行放大。

3、思维加工，形成概念

为了引导学生得出弹力的概念，笔者设计了以下的表格，将学生刚才经历的实验探究进行归纳，以发现三者的的共同之处，为弹力概念的提出作铺垫。

活动五：

手指产生的压力 课桌产生的支持力 细绳产生的拉力

施力物体

受力物体

产生的原因

压力、支持力、拉力这三种力的产生都是需要物体相互接触并发生弹性形变，概括起来任何产生弹力的物体都需要发生形变，因此得出弹力的产生原因和条件，概括出弹力的定义：产生形变的物体由要恢复原状，会对与他接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力。通过上述思维加工，学生还明白了为什么压力、支持力和拉力也属于弹力。

4、深度理解，完善结构

学习的过程就是学生在已有的知识基础上，不断发现问题，运用所学知识解决新问题的过程。核心素养指导下的物理教学要求教师在教学过程中注重学生知识的构建与应用，帮助学生提出有探究价值的问题。

活动六：引导学生进行思维加工：弹力是因为物体形变后想恢复形变产生的，那么弹力的方向应该与形变恢复的方向相同。接着，通过对上述实验中形变图片分析加以验证。手指向上形变了想向下恢复，所以产生向下的压力，海绵向下凹陷了，想向上恢复形变，所以产生了向上的支持力。根据学生已有知识知道绳子只能伸长不能压缩，挂上钩码的绳子沿着绳向下形变了，想向上恢复形变，所以产生了沿着绳子向上的拉力。

对于有接触面间物体的弹力，方向又如何？放在水平面上的物体受到垂直于水平面向上的支持力，那么放在斜面上物体受到的支持力是否也是垂直于接触面呢？学生对此有疑问，为了避免学生产生错误的观念，笔者进行了以下教学活动

活动七：如图3、图4所示，在斜面上放一块海绵，用重物放在上面，通过海绵的形变间接反映斜面的形变。实验中学生们观察到海绵的形变垂直于接触面，由此得出斜面的支持力垂直于接触面。

至此，通过以上一次次思维碰撞，学生对弹力的方向形成了准确的认识：与形变恢复的方向相同，并垂直于接触面。

参考文献：

[1]殷小慧.在物理概念教学中培养学生的科学思维能力[D].上海：上海师范大学，2018.

[2]邢红军，清梅.论高考物理能力理论与命题导向[U ].课程-教材·教法，2007（11）：63—68.

[3]邢顺俊.如何在生物教学中培养学生的观察能力[J].新课程研究：基础教育，2010（9）：65-65.