周玉鋒
摘 要:在高中的教學(xué)工作中,物理科目的教學(xué)開(kāi)展作為其中一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容,其教學(xué)質(zhì)量和水平一直受到老師和家長(zhǎng)的關(guān)注。而隨著新課改的不斷深入,學(xué)生核心素養(yǎng)的提出,學(xué)生各項(xiàng)物理能力和意識(shí)的培養(yǎng)越來(lái)越受到重視,但是,在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,仍然單純以學(xué)生的成績(jī)作為重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行教學(xué),這不利于學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展。因此,在這種情況下,應(yīng)該如何進(jìn)行高中物理的教學(xué)工作,就成了值得研究和探討的問(wèn)題。所以,從實(shí)際出發(fā),結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課堂實(shí)踐,探討基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)開(kāi)展方法。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理;教學(xué)研究
隨著新課改的不斷深入,學(xué)生核心素養(yǎng)的提出,在高中的物理教學(xué)中,學(xué)生的各項(xiàng)物理能力和觀念的培養(yǎng)越來(lái)越受到重視。我們不僅要教授學(xué)生基本的物理知識(shí),還需要讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)進(jìn)行實(shí)踐的應(yīng)用和自身素養(yǎng)的提高。因此,在這種情況下,傳統(tǒng)以知識(shí)灌輸為主要目的的教學(xué)模式就已經(jīng)不再適用于當(dāng)前的教學(xué)環(huán)境。所以,作為任課教師,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)模式中所存在的不足,積極進(jìn)行教學(xué)模式的改革創(chuàng)新,運(yùn)用合適的教學(xué)技巧來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的各項(xiàng)能力,以提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。
一、學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)
物理觀念主要是指從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式。通俗點(diǎn)說(shuō)就是學(xué)會(huì)運(yùn)用物理的方式來(lái)對(duì)一些現(xiàn)象和問(wèn)題進(jìn)行解釋和解決。筆者認(rèn)為,物理觀念的培養(yǎng)主要依靠課程和生活兩個(gè)方面。
(一)結(jié)合物理現(xiàn)象培養(yǎng)物理觀念
在高中的物理教學(xué)中,我們幾乎每時(shí)每刻都在接觸物理現(xiàn)象,每個(gè)物理問(wèn)題都對(duì)應(yīng)一種物理現(xiàn)象,比如某物靜止,是因?yàn)槭芰ζ胶猓@就是一個(gè)物理現(xiàn)象,但是,我們?cè)谌粘5慕虒W(xué)中,經(jīng)常直奔主題進(jìn)行問(wèn)題的解決,而缺少了現(xiàn)象分析這一步。那么學(xué)生在遇到物理現(xiàn)象時(shí),不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)用物理思維分析這一意識(shí),對(duì)學(xué)生的物理觀念的培養(yǎng)十分不利。因此,我們?cè)谡n堂中,需要注重物理現(xiàn)象本身的分析和理解,從而提高學(xué)生的物理觀念。
例如:在進(jìn)行力的合成練習(xí)時(shí),我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的練習(xí)題:(如圖1所示),降落傘由于受到水平方向風(fēng)力而沿著跟豎直方向成30°角的方向勻速下降,降落傘和人共重700N,則降落傘所受的空氣阻力為多少?一般情況下,我們看到題目時(shí)第一反應(yīng)是對(duì)人進(jìn)行受力分析,然后進(jìn)行力與力之間的合成和分解,最后得出答案。但是在這個(gè)過(guò)程中缺少了重要的一個(gè)步驟,就是分析這一物理現(xiàn)象形成的原因,這其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是因?yàn)榭諝庾枇εc人所受重力和風(fēng)力形成了平衡,使降落傘勻速運(yùn)動(dòng),但是,這一句話正是物理觀念的體現(xiàn),因此,我們?cè)谶M(jìn)行問(wèn)題的分析時(shí),要注意對(duì)物理現(xiàn)象本身進(jìn)行分析和思考,以培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。
(二)結(jié)合生活實(shí)際培養(yǎng)物理觀念
物理作為一門由生活現(xiàn)象逐漸發(fā)展起來(lái)的學(xué)科,生活中的物理問(wèn)題無(wú)處不在,因?yàn)槿粘5牧?xí)慣,我們對(duì)這些物理現(xiàn)象習(xí)以為常,沒(méi)有進(jìn)行更加深入的探討和研究。而為了培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念,我們就可以結(jié)合生活的實(shí)際,將物理現(xiàn)象進(jìn)行拓展和延伸,讓學(xué)生在生活中運(yùn)用物理知識(shí)來(lái)解釋一些現(xiàn)象和問(wèn)題,感受物理在生活中的應(yīng)用,從而提高學(xué)生的物理觀念。
例如:在生活中,三角形具有穩(wěn)定性是每個(gè)小學(xué)生都知道的定理。但是,為什么三角形具有穩(wěn)定性而其他的諸如平行四邊形等不具有這一個(gè)特性呢?這個(gè)問(wèn)題幾乎所有人都沒(méi)有思考過(guò)。那么在這種情況下,我們就可以從物理角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。首先,我們準(zhǔn)備一個(gè)三角形和平行四邊形模型,分別在這兩個(gè)模型的其中一個(gè)角掛上重物(如圖2所示),然后對(duì)圖形的其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析,我們發(fā)現(xiàn)在三角形的節(jié)點(diǎn)上,我們總能找出一個(gè)力來(lái)平衡重物所產(chǎn)生的分力,但是在平行四邊形的節(jié)點(diǎn)上,總有一個(gè)力是無(wú)法被平衡的,那么,這個(gè)不平衡的力就導(dǎo)致了平行四邊形的變形,也就使平行四邊形沒(méi)有穩(wěn)定性這一特點(diǎn)。通過(guò)這樣的分析,讓學(xué)生能夠從物理的角度來(lái)對(duì)現(xiàn)實(shí)中的一些現(xiàn)象和定理進(jìn)行思考,以提高學(xué)生的物理觀念,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
二、學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)
學(xué)生的科學(xué)思維主要是指以物理學(xué)視角認(rèn)識(shí)客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在聯(lián)系的方式;是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的抽象概括,具體運(yùn)用推理論證等科學(xué)思維方法的過(guò)程;是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)。在高中物理學(xué)習(xí)中,對(duì)學(xué)生物理思維的培養(yǎng)主要集中在以下兩個(gè)方面。
(一)注重問(wèn)題探究,培養(yǎng)科學(xué)思維
在高中物理的核心素養(yǎng)培養(yǎng)中,問(wèn)題探究是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的一項(xiàng)重要能力,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究,讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理的思維進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的分析和研究,培養(yǎng)學(xué)生的物理猜想和對(duì)信息的獲取和驗(yàn)證能力。但是,在傳統(tǒng)的問(wèn)題分析中,我們所分析的問(wèn)題一般是一些給出必要的條件,讓學(xué)生進(jìn)行物理計(jì)算的題型,這類題型將學(xué)生的思維限制在一個(gè)非常狹窄的空間內(nèi),這對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)是個(gè)很大的阻力。因此,在這種情況下,我們就可以從實(shí)際出發(fā),注重開(kāi)放性問(wèn)題的探究,讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)來(lái)進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用,以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。
例如:在力的合成這節(jié)課的內(nèi)容中,有利用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)進(jìn)行力的合成驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn),那么我們就可以以彈簧測(cè)力計(jì)為主題,進(jìn)行開(kāi)放性問(wèn)題的探究:給你一根彈簧測(cè)力計(jì),但是上面的刻度磨損了,問(wèn)應(yīng)該如何測(cè)量某個(gè)未知物體的重力?答案有很多種,可以用已知重力的物體來(lái)還原彈簧測(cè)力計(jì)的刻度,還可以給彈簧測(cè)力計(jì)粘貼刻度,通過(guò)實(shí)際與刻度之間的差進(jìn)行物理推算,比如:把一小段長(zhǎng)度均勻分割的刻度線粘貼到彈簧測(cè)力計(jì)上,當(dāng)用1N的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的指針剛好指在刻度線5下面的第二條黑線位置;當(dāng)用2N的拉力拉彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的指針剛好指在刻度線7的位置,那么就能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)推算彈簧測(cè)力計(jì)的分度值和最大量程,然后再利用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行重物的測(cè)量,等等。通過(guò)這樣開(kāi)放性問(wèn)題的探究,讓學(xué)生了解到物理知識(shí)不僅僅能夠用于一些物理習(xí)題的解答,還能用于對(duì)一些問(wèn)題的解決和探究,從而提高學(xué)生的科學(xué)思維。
(二)注重思維訓(xùn)練,培養(yǎng)科學(xué)思維
在高中物理學(xué)習(xí)中所涉及的物理知識(shí)點(diǎn)非常龐雜,所以這就要求學(xué)生在進(jìn)行問(wèn)題的思考和解答時(shí)必須能夠全面準(zhǔn)確地考慮,這就要求我們必須要注重對(duì)物理邏輯思維的訓(xùn)練。在實(shí)際的教學(xué)工作中,我們可以運(yùn)用各種教學(xué)手段,將一些比較抽象的實(shí)驗(yàn)理念和實(shí)際中很難達(dá)到的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)直觀地展現(xiàn)。這樣,學(xué)生能夠通過(guò)多種途徑和方式發(fā)散自己的思維,對(duì)物理知識(shí)有更加深入的理解,保證其物理科學(xué)思維的養(yǎng)成。
例如:在進(jìn)行力的合成這一課時(shí),很多學(xué)生對(duì)合力和分力是力的效果上的一種等效替代的關(guān)系不能夠理解。很多學(xué)生看到明明在某個(gè)方向上是沒(méi)有力來(lái)做功的,但是運(yùn)用力的合成來(lái)進(jìn)行解題時(shí)卻憑空生出一個(gè)不存在的力,那么這個(gè)力是從哪里來(lái)的?這就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的定理產(chǎn)生懷疑,影響學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。因此,在這種情況下,我們就可以運(yùn)用思維的發(fā)散進(jìn)行等效這個(gè)名詞的解釋,首先我們拿一杯水,測(cè)量它的溫度,發(fā)現(xiàn)與室溫相差無(wú)幾,然后我們?cè)谒屑尤胍恍┍鶋K,發(fā)現(xiàn)水的溫度會(huì)不斷下降,最終下降到與在0度環(huán)境下的水一樣的溫度,而室溫并沒(méi)有變化,這就是一種等效替代。同樣,力也是如此,兩個(gè)分力所做功的效果就相當(dāng)于水中加冰,而合力所做功的效果就相當(dāng)于0度下的水,雖然這兩個(gè)前提是完全不同的,但是它們產(chǎn)生的效果是相同的,這就是等效的作用。通過(guò)這樣的直觀展示,讓學(xué)生了解到力的合成本質(zhì),加深對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí),同時(shí)打破自己的思維限制,開(kāi)拓自己的思想方式,以提高自身的物理科學(xué)思維能力。
三、學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)探究能力是學(xué)生在類似于科學(xué)家探索自然規(guī)律的探究行為過(guò)程中形成的綜合性能力,因而其表現(xiàn)在學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)中,并在活動(dòng)中得到發(fā)展。通俗來(lái)說(shuō)就是學(xué)生的物理知識(shí)研究和創(chuàng)新能力,能夠根據(jù)已有的物理知識(shí)進(jìn)行未知知識(shí)的猜想,并運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程,所考查的是學(xué)生的物理知識(shí)儲(chǔ)備、物理思維方式、自身創(chuàng)新能力等多方面的技巧。在實(shí)際的教學(xué)中,我們要注意對(duì)學(xué)生這項(xiàng)能力的培養(yǎng),運(yùn)用自主探究的方法進(jìn)行課堂教學(xué)的開(kāi)展,以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
例如:在學(xué)習(xí)了力的合成相關(guān)知識(shí)之后,我們就可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更深層次的拓展,讓學(xué)生探究一下,如果某個(gè)物體在空間中受力,即在四面八方都有力的作用,應(yīng)該如何利用力的合成來(lái)確定物體的移動(dòng)方向?然后讓學(xué)生以小組的形式進(jìn)行討論,找到問(wèn)題的解決辦法,并畫(huà)出受力圖,在這過(guò)程中,我們不要給學(xué)生任何的幫助和提示,一切都需要學(xué)生自由發(fā)揮。當(dāng)學(xué)生提出自己的想法之后,我們還要讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)證。通過(guò)這樣的形式,讓學(xué)生在一種完全自主的狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)根據(jù)已知的知識(shí)進(jìn)行未知知識(shí)的探討和研究,從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任有兩層意思,一層是從物理發(fā)展本身來(lái)說(shuō),應(yīng)該具備基本的發(fā)展眼光和正確的科學(xué)本質(zhì)觀,形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度。另一層是社會(huì)責(zé)任方面,科學(xué)的發(fā)展與社會(huì)責(zé)任有著很大的關(guān)系,物理學(xué)與日常生活聯(lián)系緊密,推動(dòng)著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,極大地改善人類的生活,但也隨之帶來(lái)了一系列如溫室效應(yīng)、能源危機(jī)等問(wèn)題。作為物理研究者,應(yīng)該如何平衡這種關(guān)系是我們的一種責(zé)任。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中,不僅要注重物理知識(shí)的傳授,還要注重社會(huì)道德和責(zé)任感的傳授,以提高學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
高中物理教學(xué)不僅關(guān)系著學(xué)生的高考,還是學(xué)生以后對(duì)物理進(jìn)行進(jìn)修和研究的必備基礎(chǔ)。因此,我們?cè)诮虒W(xué)中,不僅要教授學(xué)生基本的物理知識(shí),還需要注重學(xué)生各項(xiàng)能力和思維觀念的培養(yǎng),以提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng),為學(xué)生的高考和以后的發(fā)展做好準(zhǔn)備。
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