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核心素養(yǎng)視域下高中物理概念教學現(xiàn)狀及對策

2024-06-23 18:06:41黃任
高考·中 2024年6期
關鍵詞:概念教學高中物理核心素養(yǎng)

黃任

摘 要:物理概念在高中物理教育中扮演著至關重要的角色,它們不僅為學生提供了對自然界的深刻理解,還培養(yǎng)了學生重要的科學思維和解決問題的能力。全面系統(tǒng)地開展基于學科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學設計研究具有重要價值,但物理概念教學依舊存在學生理解困難、缺乏聯(lián)系和應用實踐等問題,本文結合自身實踐工作,針對存在的問題,提出了改善高中物理概念教學的策略。

關鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理;概念教學

高中物理學科具有客觀性、實驗性、理論性、應用性和探索性,通過學習物理學,學生能夠發(fā)展科學思維和實踐能力,理解自然界的規(guī)律,掌握物理學的基本知識,在新版的高中物理課程標準中,首次清晰地闡述了“物理學科核心素養(yǎng)”一詞以及它的四個方面內容。隨著新高考的推進,物理學科的地位提高,選擇物理學科的學生越來越多,這些轉變對一線物理教師開展物理教學活動以及高中學生學習物理提出了新的要求。

物理概念教學是物理教學中最常見、最基礎、最核心的一種課型,通過概念教學,學生能夠逐步建立起知識體系的框架,理解不同概念之間的關系和相互作用[1]。高中物理概念教學是指在高中階段,通過教師引導和學生參與,系統(tǒng)地傳授和學習物理學科中的各種概念和原理,它旨在幫助學生建立對物理學基本概念的理解,掌握物理學的基本知識,并能夠將這些概念應用于解決物理問題和分析物理現(xiàn)象,物理概念在高中物理教育中扮演著至關重要的角色,它們不僅為學生提供了對自然界的深刻理解,還能夠有效培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)。物理概念教學與物理學科核心素養(yǎng)存在著密切的內在聯(lián)系,因為物理概念教學是培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的重要途徑之一,物理概念教學與物理學科核心素養(yǎng)之間的也是通過核心素養(yǎng)的四個方面聯(lián)系起來的。首先是物理觀念,物理概念教學旨在幫助學生深入理解物理學的基本概念、原理和理論,這是物理學科核心素養(yǎng)的基礎,因為學生需要掌握物理知識,以便運用于實際問題解決和科學思考。其次,著是培養(yǎng)科學思維,物理概念教學鼓勵學生運用科學思維方法來理解自然現(xiàn)象和解決物理問題,這包括批判性思考、觀察、實驗設計和數(shù)據分析等技能,這些都是物理學科核心素養(yǎng)的一部分。再次,是科學探究,物理概念教學通常包括實驗和觀察,學生通過實際操作來驗證理論和概念。這有助于培養(yǎng)學生的實驗技能和觀察能力。最后,是科學態(tài)度,物理概念教學可以激發(fā)學生對物理學科的興趣,并幫助培養(yǎng)積極的科學態(tài)度。這是物理學科核心素養(yǎng)中的學科興趣和積極態(tài)度的體現(xiàn)。

一、高中物理概念教學現(xiàn)狀

(一)抽象概念的理解困難

抽象概念要求學生具備較高的抽象思維能力,能夠從具體的事物中提取共性,并將其應用到新的情境中[2]。然而,由于高中生的認知發(fā)展尚未完全成熟,他們可能對抽象概念的理解和應用感到困難。比如,原子結構是物理學中的基礎概念,描述了原子的組成和性質。學生可能難以理解原子的電子排布、能級和電子躍遷等概念。同時,由于抽象概念通常與學生平時的經驗和直觀感受相脫離,無法直接觀察和感知,學生在日常生活中接觸到的事物更多是具體、可見的對象,如物體的形狀、顏色、運動等,因此學生缺乏對其直觀的經驗,導致理解困難。比如電磁場中的“場”的概念,因為之前學生從未接觸過,它是抽象存在的,不是具體的,對于學生來講則很難理解。這需要通過具體的例子和思維實驗來輔助教學,讓學生從直觀和邏輯上理解相對論的基本原理。

(二)缺乏聯(lián)系和應用實踐

首先,物理學科中概念之間存在著密切的內在聯(lián)系,彼此之間相互依賴和相互作用,然而,在傳統(tǒng)的概念教學中,往往將概念獨立地進行教學,而忽視了它們之間的聯(lián)系,這導致學生難以理解概念之間的關系和相互影響,無法將不同的概念整合起來形成一個完整的知識體系。其次,高中物理概念教學常常停留在概念本身的介紹和理解上,缺乏將概念與實際應用場景相結合的教學,學生可能無法理解概念在現(xiàn)實世界中的應用意義,以及如何將概念應用于解決實際問題,這導致學生對概念的學習缺乏動機和興趣,難以將概念轉化為實踐能力。最后,缺乏跨學科和綜合性應用,高中物理概念教學往往局限于物理學本身,缺乏與其他學科的綜合性應用,這使得學生難以理解概念在其他學科中的應用價值,無法將物理概念與其他學科的知識進行有機結合。

(三)單一的教學方法和資源

目前,許多教師在物理概念教學中采用傳統(tǒng)的講授方法,主要依靠教師的口頭講解來傳授知識,并且傳統(tǒng)的物理概念教學往往缺乏學生之間的互動和合作學習的機會。這種單一的教學方法使學生處于被動接受的地位,無法積極主動地參與學習過程。學生只是被動地接受知識,缺乏主動思考和實踐操作的機會。教師通常只是簡單地講解定律的內容和公式,學生只是被動地聽講,缺乏對物理原理的深入理解和應用。而且,許多學校和教師在物理概念教學中僅依賴于傳統(tǒng)的教科書和教學幻燈片等有限的教學資源,這種單一的資源形式無法滿足學生的多樣化學習需求和興趣,限制了他們對概念的深入理解和實踐應用,學生只能通過課本中的文字和圖片來學習概念,無法進行實際的實驗和觀察與親自感受物理現(xiàn)象和原理。

(四)缺乏個性化和差異化教學

傳統(tǒng)的物理概念教學往往采用統(tǒng)一的教學內容和進度安排,忽視了學生個體之間的差異,教師通常按照固定的教學計劃進行教學,無法滿足不同學生的學習需求和興趣。每個學生在掌握物理概念的速度和程度上存在差異,有些學生能夠快速掌握概念并希望進行更深入的學習和拓展,而另一些學生可能需要更多的時間和支持來理解概念,這導致一些學生可能感到難以理解和跟上課堂進度,甚至會導致一些學生感到無聊。而且,每個學生都有自己獨特的學習風格和偏好,對于不同的教學方法和學習方式有不同的適應性,比如有些學生可能通過視覺方式更好地理解物理概念,而有些學生可能更適應聽覺方式,如果教學只側重于口頭講解而忽視了圖示和實驗演示,將會使部分學生的理解能力受到限制。

二、高中物理概念教學策略

(一)創(chuàng)設情境和問題導向的學習環(huán)境

將物理概念與學生生活或實際問題相聯(lián)系,創(chuàng)造出與學生日常經驗相關的情境,通過引入真實世界的情境,學生能夠更容易地理解和應用物理概念,也能激發(fā)學生的學習興趣和動機[3]。比如在學習動力學的力和運動方程時,教師可以設計一個案例,讓學生分析電動車(汽車)加速和剎車的情況。學生可以通過觀察實際行駛的電動車(汽車),了解加速度、慣性、力的作用和運動方程等物理概念在車輛運動中的應用。其次,提出問題和挑戰(zhàn):通過向學生提出具有挑戰(zhàn)性的問題,激發(fā)他們的思考和求知欲,問題可以是實際問題、疑惑或者需要解決的難題,讓學生主動參與思考和探究。比如在學習測定電池電動勢時,教師可以先給出簡單的測定方法,如伏安法的原理以及測定步驟,并在這之后提出如何改進實驗方法以減少電動勢測定誤差的問題,引導學生依據現(xiàn)有知識來思考并解決這個問題。通過創(chuàng)設情境和問題導向的學習環(huán)境,學生能夠在實際問題中應用物理概念,發(fā)現(xiàn)和解決問題,并更深入地理解物理原理和現(xiàn)象,這種學習環(huán)境激發(fā)學生的學習興趣和主動性,培養(yǎng)他們的探究能力和解決問題的能力。

(二)引入多媒體和實踐體驗

利用多媒體資源,如模擬軟件、虛擬實驗、視頻等,通過多媒體呈現(xiàn),可以將抽象的概念轉化為可見和可感知的形式,可以幫助學生直觀地感受和理解物理概念,增強其學習效果。比如,在學習《萬有引力與航天》這一章時,由于學習內容很難通過實驗或實際觀測來實現(xiàn),因此教師可以通過多媒體以動畫的形式展現(xiàn)萬有引力三大定律,讓學生更深刻和透徹地理解定律的實際含義。也可以使用實物模型和示意圖來展示物理概念和現(xiàn)象,幫助學生更清晰地理解和觀察,實物模型和示意圖可以將抽象的概念可視化,讓學生更容易理解和記憶。再則,通過實踐活動和實驗,讓學生親自參與和實踐物理概念,加深理解和應用能力,學生通過實際操作、觀察和記錄,從實驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律和解決問題,培養(yǎng)實驗技能和科學思維。通過引入多媒體和實踐體驗,學生能夠以更直觀、親身的方式來理解和應用物理概念,這種學習設計能夠提高學生的學習興趣和參與度,促進他們深入探究物理現(xiàn)象,并培養(yǎng)實驗技能和科學思維能力。

(三)促進學生的合作學習和探究學習

小組合作學習可以促進學生之間的互動和合作,培養(yǎng)他們的團隊合作能力和交流能力,設計開放性的探究式學習任務,讓學生通過合作學習,一起實驗、觀察和研究來主動探索物理概念和規(guī)律。同時引入項目學習的方法,讓學生選擇一個物理主題或問題,并進行深入研究和探究,學生可以分組合作,共同制訂項目計劃、收集資料和展示成果,以此來培養(yǎng)他們的獨立思考和團隊合作能力。

(四)提供個性化支持和反饋

在開始教學之前,進行一次診斷性評估,了解學生的前置知識和理解水平,根據評估結果,設計個性化的教學計劃,針對學生的具體需求提供支持和指導[4]。然后充分進行分層教學,根據學生的學習水平和能力,將學生分為不同層次的教學小組,每個小組根據自身的特點和需求,進行針對性的教學設計,為學生提供多樣化的學習資源和活動,以滿足學生不同的學習風格和需求,包括教材、視頻、模擬軟件、實驗室活動等,讓學生以不同的方式探索和理解物理概念。最后在學生完成任務或練習后,提供及時的個性化反饋,指導他們的進一步學習和改進,教師可以針對學生的錯誤或困惑點給予解釋和建議,幫助他們糾正錯誤和深化理解,通過提供個性化支持和反饋,學生能夠更好地理解和應用物理概念,提高他們的學習動機和自信心,以此促進他們的個人發(fā)展和學術成就。

三、高中物理概念教學實施

(一)物理概念教學的引入策略

一方面借助生活現(xiàn)象進行概念引入。例如,經驗性概念中的引力和重力概念,教師可以使用一個蘋果或其他物體,解釋為什么物體會被地球吸引并掉落,討論重力對我們日常生活的影響,如為什么東西會落地,為什么人們需要樓梯和電梯等;對于摩擦力和滑動,可以使用一個玩具車或滑板,討論為什么物體在表面上停止或滑動,介紹摩擦力如何影響我們的行走、駕駛汽車以及運動等。這些生活示例能夠將抽象的物理概念與日常經驗聯(lián)系起來,使學生更容易理解和記憶這些概念,通過引入生活內容,物理教學可以變得更具趣味性和實用性,激發(fā)學生對物理學的興趣。另一方面借助知識聯(lián)系進行概念引入。教師在進行物理概念教學中,借助知識聯(lián)系進行概念引入,可以幫助學生對概念進行深刻的構建。在上述概念分類中的理論概念便能應用這種方法。例如,介紹牛頓第一定律,可以問學生在什么情況下他們需要施加力才能使物體保持勻速運動,然后將這一知識與牛頓第一定律聯(lián)系起來,解釋為什么物體會保持勻速運動,直到外力作用于它。

(二)物理概念教學的形成策略

一方面借助實驗探究進行概念形成。借助實驗來探究物理概念是一種非常有效的方法,尤其在物理教育中,給學生提供進行探索性學習的機會,讓他們親自發(fā)現(xiàn)概念的特性和關系,這對于落實核心素養(yǎng)下科學思維和科學探究也是非常有意義的。例如,要探究電路相關概念時,教師可以設計一個簡單的實驗,以便學生可以親自觀察和測量與所選概念有關的現(xiàn)象,通過這個實驗,他們可以理解這些概念之間的關系,這個實驗不僅幫助學生形成電路相關的物理概念,還通過親身實踐加深了他們對這些概念的理解。另一方面借助實際應用進行概念形成。借助實際應用來形成物理概念是一種強有力的教學方法,因為它將抽象的物理原理聯(lián)系到實際情境中,使學生更容易理解和記住這些概念。

(三)物理概念教學的鞏固策略

一方面借助思維圖進行概念的鞏固。思維導圖可以幫助學生可視化物理概念,了解它們之間的關聯(lián),從而更好地理解物理學概念,思維導圖的靈活性和圖形化特點使其成為鞏固物理概念的強大工具,適用于各種學習風格的學生。另一方面借助課后練習進行概念的鞏固。通過課后練習,學生可以不斷復習和應用他們在課堂上學到的物理概念,這有助于加強概念的記憶,使其更易于掌握和運用,在課后練習的過程中,學生可能會發(fā)現(xiàn)他們對某些概念存在誤解或模糊點,這為他們提供了一個機會,通過自我糾正或請教教師來澄清疑惑。對于課后練習,教師可以設計不同類型的問題,包括選擇題、填空題、解答題等,這有助于學生綜合運用概念,避免只是機械性地記憶答案。對于題目難度,應該從簡單到復雜,逐漸提高問題的難度,這樣可以確保學生在鞏固基本概念后,逐步提高他們的理解和技能水平。

物理概念教學在培養(yǎng)和發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)方面具有重要意義,高中物理概念教學在于培養(yǎng)學生的科學思維和科學素養(yǎng),培養(yǎng)科學創(chuàng)新能力,促進科學技術發(fā)展,以及培養(yǎng)學生終身學習能力。

結束語

本文通過研究高中物理概念教學和落實培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的重要性,從而將這二者相聯(lián)系。在物理學科核心素養(yǎng)導向下對物理概念教學的策略進行研究并舉出相關例子,幫助教師更好地把握學科核心素養(yǎng)的內涵與特征,提升物理概念教學課程的設計能力,開展更高效更有趣的物理課堂教學。

參考文獻

[1]徐雯.基于學科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學設計研究[D].青島:青島大學,2020.

[2]李平.操作學習在培智學校低年級數(shù)概念教學中的應用研究[D].蘭州:西北師范大學,2020.

[3]孫良.新課改下高中物理教材分析與教學方法探究[D].西安:陜西師范大學,2011.

[4]陸小蓓.數(shù)學結構化教學的學理分析與學情調研:以“分數(shù)的意義”的教學為例[J].江蘇教育,2021(35):9-11.

本文系江西省“十四五”規(guī)劃2021年度普通類重點課題“基于學科核心素養(yǎng)的高中物理概念教學設計實踐研究”階段成果,課題編號:21PTZD011。

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