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摘要:物理學科核心素養是物理學科育人功能的集中體現。在物理規律教學中,在重視引導學生重演前人“發現”規律的過程同時,將“識物”“樹理”、“用理”“串理”有機結合起來,可有效地培育學生的物理學科核心素養。
關鍵詞:物理規律教學;學科核心素養
物理學科核心素養是當前中學物理教學改革的關鍵議題,是物理學科育人功能的集中體現。如何在物理教學中培育學生的核心素養已成為一線教師關注的課題。本文基于多年的教學經驗談一談在物理規律教學中如何滲透核心素養教育。
一、引導學生重演前人“發現”規律的過程
物理規律揭示的是物質的結構和物質運動所遵循的規律,因此,必然與人們認識物理世界的途徑有關,即與觀察、實驗、思維、數學等方法有著密不可分的聯系。每個物理規律都是人類知識的結晶,不僅具有科學的價值,同時也銘刻著人類思維發展的烙印,蘊涵了豐富的科學方法,具有思想文化的價值,全面體現了物理核心素養的關鍵要素。如果我們在物理規律教學中,創造條件讓學生經歷科學探究過程,引導學生循著前人研究的思路重新“發現”這一規律,再現濃縮在其中的思維歷程,從中體驗和學習科學思維的方法,那就等于教給學生一把打開思維寶庫的金鑰匙,從而把物理規律的教學作為幫助學生認識事物本質、訓練思維能力、培養核心素養的重要手段。例如,在牛頓第一定律的教學中,首先引導學生觀察實驗和回顧生活中現象:用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來。弓丨導學生分析這些現象,判斷能否根據這些現象得出結論:必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力作用,物體就要靜止下來。然后,進一步引導學生提出猜想:物體停下的原因是摩擦力的作用,再設計實驗進一步探究?.改變接觸面的粗糙程度,逐漸減小摩擦力,發現物體停下來所前進的路程逐漸增大,然后介紹伽利略的理想實驗,弓丨導學生進一步設想:如果沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個速度繼續運動下去。這樣,通過“觀察——實驗——邏輯思維(理想實驗)——合理外推——發現規律”這一過程,了解發現物理規律的科學方法,認識物理實驗、物理思維和邏輯思維在物理學發展過程中的作用。引導學生步步深入,通過實驗探究養成科學思維習慣,形成了正確的物理觀念和科學態度。
二、引導學生“識物”和“樹理”
中學生學習物理是以“物”明“理”的,他們對教材內容的直觀感知越正確、越深刻,形成的概念就越清晰、越牢固。因此觀察實驗是學生學習物理的重要途徑,也是物理教學的重要手段。教師要牢牢抓住具體之“物”和抽象之“理”的對應聯系,把握物理學科核心素養培養的特征,準確而清晰地揭示“物”中之“理”。觀察實驗——“識物”:觀察是思維的觸覺,是發現之母。為了培養學生良好的實驗素養,掌握實驗技能,每次實驗都讓學生先思考清楚:為什么做這個實驗,怎樣做這個實驗,為什么這樣做這個實驗,并養成習慣。實驗時要求學生力求實驗準確,這會使學生注意與實驗有關的各種因素,從而增強實驗效果。強調手、眼、腦并用,邊實驗邊思考,對實驗的每個環節和減少誤差的各種因素都加以關注,從而能更有效地掌握實驗方法和實驗技巧。思維加工——“樹理”:規律的抽象概括和歸納過程,使學生知其然,更知其所以然。讓學生既學到了知識,又培養了探索知識的核心素養,從而獲得學習新知識的能力。學生在“i只物”過程中觀察到的種種物理現象,其主要和次要、明顯和隱蔽、本質和非本質的各種因素錯綜復雜地交織在一起。為了透過現象認識事物的本質、特征及其內在聯系,有必要把學生獲得的感性材料進行去粗取精、去偽存真,通過分析和綜合、歸納和演繹區分開現象和本質并概括出概念和規律,闡明其物理意義和應用范圍。
三、引導學生“用理”和“串理”
“識物”和“樹理”階段是教師幫助學生讀書“由薄到厚”的階段。為幫助學生完成第二次認識上的飛躍,必須通過“用理”和“串理”階段。學以致用——“用理”。“樹理”階段后,學生即便是理解了,也往往理解得比較膚淺,或是只注意了問題的一個方面,忽略了問題的另一方面。這時教師必須有計劃、有目的、有針對性地選編例題和習題。以某一原型題為基礎,實行一題多變、一題多解,使學生在解題中熟練而靈活地掌握物理概念和規律。為了讓學生對物理規律的理解加深一步,還必須針對他們認識上的片面性和膚淺性,有針對性地選編一些典型題,讓學生在想當然的“正確答案”中把問題暴露出來,然后用事實使學生恍然大悟,再啟發學生悟出其中道理,給學生造成深刻印象,這就是“用理”階段。融會貫通一 “串理”:學生在用理階段,往往出現背規律一字不差而遇到具體問題就“張冠李戴”的現象,正如學生常常反映的那樣:“學物理一聽就懂,一看就會,一做就錯。”究其原因,教師講授物理規律時沒有教給學生分析問題和解決問題的方法。教師常常抱怨學生解題時沒有舉一反三的能力。其實,只有教師講題時把“一”舉好,才能使學生解題時反出“三”來。這個“一”就是解題技巧和解某一類題的共性和規律。“用理”和“串理”階段是幫助學生讀書“由厚到薄”的階段。這時,書本上的知識在學生頭腦中進行了壓縮提純。由于掌握了書中物理規律間的區別和聯系,因而就抓到了物理知識間的綱,做到“綱舉目張”。這時,學生才算真正掌握了知識,沉淀發展了個人的核心素養。例如:高中物理的“楞次定律”是對物理規律進行概括的典范。榜次定律只用了一句話就把各種復雜情況下的感應電流方向的判定方法做出了高度概括,體現了物理規律的簡潔之美。但很多老師在教學過程中難以或根本沒有讓學生充分經歷這一概括過程,而是直接給出了結果。這不利于培養學生的核心素養。在“楞次定律”教學中,應讓學生經歷從物理現象概括出物理規律的過程,并使學生從中獲得有益的體驗,這是培養學生掌握解決問題的科學思路和方法所必須的。首先,老師設置兩種問題情境:向閉合線圈中插入條形磁鐵;把條形磁鐵從閉合線圈中抽出。然后指導學生邊做實驗邊觀察、分析實驗現象,同時收集、記錄相關信息——“識物”;在分析實驗現象時,注意讓學生分清“原磁場方向”和“原磁通量的變化”以及“感應電流的磁場方向”。其中,引出“中介”——感應電流的磁場——來確定感應電流的方向是“樹理”的關鍵。從而引導學生歸納出楞次定律的簡潔表述。這種利用“中介”研究或表述問題的方法對培養學生的核心素養起到了潤物細無聲的作用。在鞏固提高環節即“用理”時,可通過教材中的兩道例題讓學生加深對愣次定律的理解及應用,特別是要讓學生要明確各物理量之間的關系,正確理解“磁通量的變化”及“阻礙”的含義。可進一步設計問題鏈,弓丨導學生分析誰在阻礙?阻礙什么?如何阻礙?能否阻止?為何阻礙?如此搭設臺階,層層遞進,水到渠成。最后,通過右手定則的應用使學生認識到楞次定律的一種特殊的具體表現形式,從而實現融會貫通——“串理”,升華學生對愣次定律的理解。總之,在物理規律教學中,要引導學生重視物理思維,掌握物理方法,感悟物理思想,要讓學生經歷完整的學習過程,才能在課堂教學中真正實現培養、提升和發展學生的核心素養。
參考文獻:
[1]閻金鐸,郭玉英.中學物理新課程教學概論[M]?北京:北京師范大學出版社,2008.
[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2017.
作者:牛成銀 單位:山東省曲辜市教師教育中心,