物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成和內(nèi)化的帶有物理特征、適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力,而物理觀念是物理核心素養(yǎng)中的首要組成部分,它是從物理學視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用,能量等的客觀、理性的認識,是學習主體頭腦中形成的物理概念、物理規(guī)律,它包括物質(zhì)觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應(yīng)用等要素。
物理觀念是核心素養(yǎng)中的首要要素,是對物理知識進行的整合和提升,它決定著學生對物理知識理解的深度和應(yīng)用的靈活性,對學生的終身學習和發(fā)展起著重要的指導作用,在教學中不斷滲透物理觀念也是物理教育中的重要目標之一。
一、引入物理學史,使物理觀念更加鮮活
學生要接觸繁多復雜的物理概念、公式、定律。根據(jù)教學內(nèi)容,適時適當引入物理學史料,通過對科學家的認知觀念基礎(chǔ)和思想發(fā)展歷程的分析,使學生有身臨其境的感覺,可以幫助學生更好的理解教學內(nèi)容的物理意義和來龍去脈,使他們領(lǐng)悟物理學發(fā)展、變革的歷程,感受科學家探索之路的艱辛與不易,深刻理解物理學理論的轉(zhuǎn)變和物理觀念演變是一致的。
在講述運動的相對性時,可引入笛卡爾所著《哲學原理》中的一個例子:“一個人坐在起航的船上,他如果只注意他所離開的岸,并且把它看做是靜止的,則他可以認為自己是在運動的。但是他如果只注意船本身,則他可以認為自己是不動的,因為他在船的各部分間總是保持同樣地方位置?!保?)這個簡短的實例雖然在今天看似很簡單,但是在當時由于人們對科學認知及其有限,科學家每每得出的“極其簡單”的結(jié)論,在當時都能成為很大的進步,同時讓學生體會到物理學家在分析問題時,善于引用生動的實例,來闡述抽象的概念,體會科學家探究問題的思維方式并學會運用,可以培養(yǎng)學生思考分析物理問題的能力,同時為《牛頓第一定律》中再次介紹笛卡爾的貢獻埋下伏筆。
在教學中介紹物理觀念的形成、發(fā)展的歷史,有助于幫助學生接觸、理解并內(nèi)化物理觀念,并將物理學家的思維方式、研究方法滲透入平時的教學中,使學生逐步掌握并學會運用物理方法。
二、與生活相結(jié)合,完善對物理觀念的理解
物理學習不僅僅是學會物理概念、掌握物理規(guī)律,更重要是能夠?qū)⑸钪械奈锢碇R提煉出來,學以致用。因此,物理生活化已成為新課改的核心理念之一,讓物理課堂貼近生活,加強教學與生活的聯(lián)系已是必然趨勢。
初中學生在年齡上還處在半幼稚,半成熟的狀態(tài),思維活動既有具體的形象成分,又有抽象的邏輯思維,正處在形象思維逐漸向邏輯思維過渡的初期,學生還是以“經(jīng)驗型”的思維活動為主。而物理學習中的物理觀念是對物理知識高度的概括,在表述時具有嚴謹、簡潔、抽象的特點。由于學生理解能力有限,若直接學習物理概念、物理規(guī)律會不求甚解,為達目的只能死記硬背,這樣也違背了教學的宗旨。所以在物理教學中多從學生的生活現(xiàn)象、具體經(jīng)驗出發(fā),引出所蘊含的物理觀念,可以使學生更容易接受,并且融會貫通,做到真正的學以致用。
在平時的教學中,教師要逐步引導學生多觀察、多思考生活中的物理知識、物理規(guī)律,使學生深切感受到物理就在身邊,鼓勵學生主動挖掘生活中的物理。
三、糾正錯誤的前概念,規(guī)范物理觀念的形成
前概念是前科學概念的簡稱,建構(gòu)主義認知心理學又形象地稱之為日常概念,它是指個體在沒有接受正式的科學概念教育之前,對日常生活中所感知的現(xiàn)象,通過長期的經(jīng)驗積累與辨別式學習而形成的對事物的非本質(zhì)的認識。(2)
學生在接觸科學知識前,與周圍環(huán)境長期作用形成了對生活現(xiàn)象經(jīng)驗型的認識,對物理學習既有積極的作用也有消極的影響。正確的物理前概念可以為物理學習打好基礎(chǔ),成為物理知識有利的增長點,對物理觀念的形成產(chǎn)生了積極的作用;而錯誤的前概念會成為物理學習前進道路的絆腳石,若不能及時糾正,將會影響學生對物理觀念的認識和理解,從而失去學習興趣。例如,鐵比木頭重;水溫達到100℃就會沸騰;車不拉不走,走著的車不拉就停;輕的物體會浮在水面,而重的物體會沉到水底。由于初中學生年齡較小,心理發(fā)展和認知上還存在一定的局限性,常常根據(jù)粗淺、片面的生活經(jīng)驗獲得一些錯誤的觀念,所以頭腦中會產(chǎn)生一些錯誤的前概念。面對錯誤時,教師應(yīng)該要有前瞻性和足夠的耐心,鼓勵學生不怕出錯,用巧妙的思路,引導學生跳出錯誤的陷坑,找到正確答案。在教學中教師可以做到有的放矢,防微杜漸。
四、物理概念、規(guī)律圖像化,使物理觀念更形象
在物理教學中,許多重要物理規(guī)律的探究都重視統(tǒng)計、分析實驗數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系用圖線表示出來,形成圖像的方法就成為物理學研究中常用的一種方法。(3)圖像作為表示物理規(guī)律的方法之一,它既能直觀、形象概括出兩個物理量之間的關(guān)系,也能將一些抽象、復雜的物理過程、物理狀態(tài)或物理中蘊含的數(shù)學原理簡化后呈現(xiàn)在圖像中,它具有形象、直觀、動態(tài),變化過程可見等特點,它既是豐富的物理信息的載體,又是直觀形象思維和抽象思維聯(lián)系的紐帶。所以圖像的使用在教學中是一種必不可少的輔助手段。同時初中學生年齡還較小,對于抽象思維能力比較差,利用圖像將物理概念、物理規(guī)律圖像化,可以使物理觀念形象的呈現(xiàn)出來,這樣學生接受起來更加容易。所以在教學中穿插圖像教學是必不可少的環(huán)節(jié)。
圖像既是手段,也是方法。在圖像教學中,學生對圖像的采集繪制過程,可以提高學生實驗操作處理數(shù)據(jù)的能力;對圖像的分析與推理,可以挖掘圖像蘊含的物理意義,將圖像和相關(guān)的物理概念、物理規(guī)律緊密結(jié)合,使物理觀念更加具體形象,最終深化知識理解,提升思維水平,為其物理素養(yǎng)的培養(yǎng)提供必要的方法支撐。
物理觀念的培養(yǎng)是在精心設(shè)計的教學中逐步滲透的,教學中所使用的策略都是為物理觀念服務(wù),只有在教學中良好的滲透物理觀念,使學生在物理概念、物理規(guī)律的逐步學習后,能系統(tǒng)的反思,并學會遷移和應(yīng)用,才能有助于培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng),為學生應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的需求奠定基礎(chǔ)。
參考文獻:
(1)(法)笛卡爾著,關(guān)文運譯,《哲學原理》,商務(wù)印書館,1959,(P.45)
(2)趙強、劉炳升,《建構(gòu)與前概念》,《物理教師》,2001年,22卷第7期
(3)張憲魁,《物理科學方法教育》,青島海洋大學出版社,2000年3月,(P.55,57)
作者:王瑋
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