向昭輝 唐興華
(廈門實驗中學(xué),福建 廈門 361100)
基于核心素養(yǎng)培育的初高中物理教學(xué)銜接對策
向昭輝 唐興華
(廈門實驗中學(xué),福建 廈門 361100)
從初高中物理教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā),對高中與初中物理教學(xué)的銜接問題提出思考。從高中學(xué)生物理素養(yǎng)的培養(yǎng)角度出發(fā),討論了物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面的教學(xué)銜接問題,以期實現(xiàn)初高中物理教學(xué)的無縫銜接。
物理教學(xué);初高中物理;銜接
初高中物理教學(xué)的銜接問題,是初高中物理教師共同關(guān)注的問題,尤其對于完全中學(xué)的物理教師來說尤甚,初高中物理教學(xué)銜接的效果直接影響高中階段教師的教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。
初中物理教學(xué)注重的是對學(xué)生科學(xué)興趣的培養(yǎng)、基本概念的理解、與生活相關(guān)的實驗探究等方面的培養(yǎng),但高中物理教學(xué)對這培養(yǎng)項目有了更高的要求,歸納而言是對學(xué)生四大核心素養(yǎng)的培育。四大核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。較之初中物理,在深度、廣度、難度上有了很大的提升,由此,教學(xué)的無縫銜接顯得尤為重要,具體體現(xiàn)在以下三個方面。
1.教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)與差異性
從初、高中力學(xué)與電學(xué)鏈接知識點來看,高中物理包含初中物理的基本知識,并進行了拓展與提升,使知識更加完備;從解題上看,初中物理僅僅需要應(yīng)用物理規(guī)律解決一些簡單的問題,高中物理則更多的是要求從復(fù)雜的物理情境中,抽象出物理模型,然后利用物理規(guī)律解決基本問題,并且對計算的要求也有所提高;從初高中知識的銜接上看,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律:由少到多,從簡單到復(fù)雜,但往往也容易造成學(xué)生先入為主的錯覺,在進行高中內(nèi)容的學(xué)習(xí)時,很難打破原有的知識壁壘。
表1 初高中物理各領(lǐng)域鏈接知識點
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2.教學(xué)方法的差異性
初中階段,教學(xué)內(nèi)容要求較低,以觀察、實驗為基礎(chǔ),教師注重課堂教學(xué)的趣味性,知識的傳授性,課堂密度小、進度慢、課時量充裕,可以對重點概念、規(guī)律反復(fù)討論,便于學(xué)生掌握重點;習(xí)題類型較少,變化少,學(xué)生的學(xué)法和學(xué)習(xí)習(xí)慣大多為接受性學(xué)習(xí)。高中階段,教學(xué)進度快,課堂教學(xué)密度大,對知識的要求也較高,常采用演示或探究實驗引入課題、構(gòu)建物理概念與規(guī)律;注重抽象思維和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合,要求學(xué)生通過抽象概括、想象假說、邏輯推理來揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)和變化規(guī)律。高中物理習(xí)題類型更是復(fù)雜多變,單靠對概念、規(guī)律和公式的死記硬背,解決不了問題。在教學(xué)中必須多對比、歸納、總結(jié),讓學(xué)生在對比中掌握同類問題的共性。在研究復(fù)雜的物理現(xiàn)象時,為了使問題簡單化經(jīng)常只考慮其主要因素,而忽略次要因素,建立物理現(xiàn)象的模型,使學(xué)生逐漸學(xué)會研究物理問題的方法。多創(chuàng)設(shè)物理情境,讓學(xué)生在遇到具體問題時也能勾勒出具體的物理情景幫助解決問題。
3.學(xué)生思維能力要求的差異性
初中物理教學(xué),建立在學(xué)生的形象思維基礎(chǔ)上,對抽象思維能力要求不高。由于物理教學(xué)的階段性,學(xué)生在初中學(xué)到的不少知識有局限性與不嚴(yán)密性,然而,這些知識有時卻使學(xué)生形成思維定勢,例如:初中階段學(xué)習(xí)壓力時,經(jīng)常遇到的是水平狀態(tài)下的情形,結(jié)果不少學(xué)生形成“壓力一定等于重力”的思維定勢,對他們進一步學(xué)習(xí)高中物理產(chǎn)生了消極影響。高中物理教學(xué)中,要建立大量的物理理想模型,如“質(zhì)點、單擺、勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動及簡諧運動”等,這要求學(xué)生有較強的抽象思維能力,即邏輯思維能力,許多物理過程的變化是多因素的,需要學(xué)生抽象地假設(shè)一些中間物理狀態(tài)或抽象出物理情景,然后才能正確地進行分析,得出結(jié)論;此外還要有空間想象能力,比如解決帶電粒子在電場和磁場中的運動等。
物理教學(xué)的終極目標(biāo),是培育學(xué)生的四大核心素養(yǎng),即:物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任,筆者就圍繞這四個方面進行對策討論。
(一)物理觀念的建立
從物理概念與規(guī)律的建立來看,初中的要求一般是了解物理學(xué)的初步知識,了解物理概念和物理規(guī)律的含義,能夠說出它的要點及了解物理知識的初步應(yīng)用。高中的掌握要求則明顯要高,如:清楚認(rèn)識概念和規(guī)律的表達形式、理解概念和規(guī)律的確切含義、理解規(guī)律的適用條件、理解概念和規(guī)律的應(yīng)用等。具體而言,進入高中會遇到概念、規(guī)律與研究方法上的階梯,現(xiàn)就高中會面臨的幾個代表性問題闡述如下:
1.概念性階梯
(1)從標(biāo)量到矢量的階梯。從標(biāo)量到矢量的階梯會使教師對物理量的認(rèn)識上升到一個新的境界。初中學(xué)生只會代數(shù)運算,僅能從數(shù)值上判斷一個量的變化情況?,F(xiàn)在要求用矢量的運算法則,即要用平行四邊形法則進行運算,判斷矢量的變化時也不能只看數(shù)值上的變化,還要看方向是否變化。
(2)速度的概念的階梯。初中定義速度為路程和時間的比值,只有大小沒有方向。而高中定義為位移和時間的比值,既有大小又有方向。初中學(xué)習(xí)的速度實際上是平均速率。
(3)速度到加速度的階梯。從位移、時間到速度的建立是很自然的一個過程,教師容易跨過這個臺階。從速度到加速度是對運動描述的第二個階梯,面對這一階梯教師必須經(jīng)歷一個由具體到抽象又由抽象到具體的過程。首先遇到的困難在于對加速度意義的理解,開始時學(xué)生往往認(rèn)為加速度就是加出來的速度,這就把加速度和速度的改變量混淆起來。更困難的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度變化量的大小方向之間關(guān)系的梳理,都是一個很陡的階梯。
2.規(guī)律上的階梯
概念上的階梯必然導(dǎo)致規(guī)律上的階梯,規(guī)律上的階梯主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
(1)進入高中后,物理規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式增多,理解難度加大,致使有的學(xué)生不解其意,遇到問題不知所措。
(2)矢量被引入物理規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式,由于它的全新處理方法使很多學(xué)生感到陌生,特別是正、負(fù)號和方向間的關(guān)系,如牛頓第二定律、動量定理與動量守恒定律的應(yīng)用,解題時都要注意各量的矢量性。
3.研究方法上的階梯
(1)從定性到定量。初中物理中的內(nèi)容基本上是對物理現(xiàn)象的定性說明和簡單的定量描述,進入高中后要對物理現(xiàn)象進行模型化抽象和數(shù)學(xué)化描述。
(2)從一維運動到二維運動。初中只學(xué)習(xí)勻速直線運動,而在高中不僅要學(xué)習(xí)勻變速直線運動,還要學(xué)習(xí)二維的曲線運動,并在研究物理過程時引入坐標(biāo)法,把平面上的曲線運動(如平拋運動)分解成兩個方向上的直線運動來處理。
(3)引入平均值的方法。這個方法對于研究非均勻變化的物理量的規(guī)律是很重要的科學(xué)簡化法,如變速運動的快慢、變力做的功、變力的沖量等。當(dāng)然,一旦跨越這個臺階就會對很多物理現(xiàn)象的理解帶來很大的好處。
由此,在物理概念與規(guī)律的教學(xué)中,高中教師既要幫助學(xué)生排除可能存在的學(xué)習(xí)障礙,培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)會預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽課、堅持復(fù)習(xí)、獨立練習(xí)、及時總結(jié)”的好習(xí)慣;又要引導(dǎo)學(xué)生不能僅僅滿足于認(rèn)識概念與規(guī)律,還要提升到理解與運用的層次,并與生產(chǎn)與生活中的具體物理情境聯(lián)系起來,從“抽象”到“形象”,再到“抽象”,往復(fù)循環(huán),真正做到“學(xué)以致用”。
(二)科學(xué)思維的培養(yǎng)
初中物理到高中物理的過渡,很大程度上是學(xué)生科學(xué)思維的過渡,要求學(xué)生從形象思維過渡到抽象思維。學(xué)生要學(xué)會推導(dǎo)得出物理概念與規(guī)律,處理問題時要習(xí)慣應(yīng)用推理和判斷,從定性分析走向定量分析,打破思維定勢的不良習(xí)慣,理清物理概念與規(guī)律的本質(zhì),在應(yīng)用物理規(guī)律時,要學(xué)會熟練使用常用的科學(xué)思維方法。物理常用的思維與研究方法有:觀察與實驗、物理模型法、猜想與控制變量法、類比與等效法、圖像與圖解法、整體與隔離法、極限分析法、轉(zhuǎn)換法、動態(tài)思維法、不變與守恒思想等十種,在初高中都會有所涉獵,但是高中所涉及的會更全面一些,在解決問題時甚至?xí)瑫r使用到多種方法,這對于學(xué)生的思維能力提高到更高的要求,成為學(xué)生學(xué)習(xí)上的一大困難。學(xué)生在思維與研究方法的選擇與使用時,往往毫無章法,“知其然,不知其所以然”,因此,教師在教學(xué)中,可能要更加側(cè)重研究與思維方法的滲透。筆者認(rèn)為,從解決具體的形象的問題(例題)出發(fā),將抽象的方法具象化,然后再將研究的思維與方法抽象出來,總結(jié)出一般性規(guī)律,效果會更佳,這一方面王金戰(zhàn)、付雪平教師在《物理是怎樣學(xué)好的》中的經(jīng)驗可以供學(xué)習(xí)與參考。
(三)實驗探究能力的培養(yǎng)
物理是一門以實驗和觀察為主的學(xué)科,從生活與生產(chǎn)中引出材料,通過實驗探究出其中的物理規(guī)律和原理,是學(xué)習(xí)物理學(xué)的重要途徑。探究性實驗由于其重視過程和方法,有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)與他人合作的精神,養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。強調(diào)通過實驗探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),已成為當(dāng)前實驗教學(xué)改革的主要方向。
從2004年高中物理新課程改革以來,教材越來越注重學(xué)生的實驗探究能力的培養(yǎng),引入了大量探究性實驗,但在探究實驗的教學(xué)上依然存在不少問題,探究性實驗較之初中物理有被弱化的跡象。例如:迫于教學(xué)進度緊、課時量不足、實驗器材不足等現(xiàn)實,探究實驗常常被教師的實體演示或視頻演示實驗所取代,學(xué)生的探究能力提升的機會被無形剝奪。因此,在物理教學(xué)銜接上,要重申物理實驗探究的重要性,在以下方面可以做努力。
1.創(chuàng)設(shè)科學(xué)探究的學(xué)習(xí)環(huán)境,構(gòu)建和諧的師生互動平臺
從“講授法”為主的教學(xué)思想——“傳道、授業(yè)、解惑”,到“啟發(fā)式”教學(xué)與“以人為本,注重探究”的教學(xué),再到用“多元化、多方位”的教育形式,一系列的教育改革印證了中國教育的發(fā)展。教師要適應(yīng)社會發(fā)展的要求,徹底地轉(zhuǎn)變思想觀念,在組織教學(xué)中要盡可能提供探究性實驗的設(shè)計學(xué)案、設(shè)施與設(shè)備等資源,創(chuàng)設(shè)一個科學(xué)探究的良好氛圍,讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中來,注重學(xué)生的個人發(fā)展,構(gòu)建一個師生和諧互動的教學(xué)平臺。
2.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究精神和習(xí)慣
要實施探究式教學(xué),要先培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神,給學(xué)生動力,而動力來源于興趣。愛因斯坦說過:“熱愛才是最好的老師。”因此,培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究興趣和精神是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的重要前提,可從以下幾方面著手:
(1)轉(zhuǎn)變學(xué)生思想觀念,建立新的學(xué)習(xí)方式。教育家斯賓塞曾經(jīng)說過:“應(yīng)該引導(dǎo)兒童自己進行探討,自己去推導(dǎo),給他們講的應(yīng)該盡量少一些,而引導(dǎo)他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)應(yīng)盡量多一些?!边@與我國宋代詩人陸游提出的“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”不謀而合。教師在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變固有觀念,逐步培養(yǎng)學(xué)生的自主探究的能力,努力做到“授人以漁”。
(2)讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的思維模式和習(xí)慣。初中學(xué)生的學(xué)習(xí)多數(shù)比較被動,基本是任務(wù)驅(qū)動式的學(xué)習(xí)方式,主觀能動性差,需要教師深入挖掘?qū)W生內(nèi)心的潛意識,增強求知欲。蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說過:“在人的心靈深處,有一種根深蒂固的需要,那就是希望感到自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者?!睂W(xué)生一旦感知到從未見到或意想不到的物理現(xiàn)象時,一般都會產(chǎn)生一種躍躍欲試的積極和沖動,希望尋求原因,形成探究行為的意向。因此要充分地利用學(xué)生的這種心理特征,當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生探究欲望又不知如何操作的時候要及時地引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生習(xí)慣性的思維模式,讓學(xué)生不斷地從生活實踐中去發(fā)現(xiàn)問題,并通過自己的實驗和學(xué)習(xí)、觀察,探究出其中蘊含的科學(xué)道理。
(3)培養(yǎng)學(xué)生實驗探究過程的能力。實驗探究是科學(xué)問題解決的過程,包含提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與搜集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估與交流等環(huán)節(jié)。每一個環(huán)節(jié)都很重要,要結(jié)合實驗的實際有選擇地利用。實驗的過程就是培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力,學(xué)生是否具備自主探究知識的本領(lǐng),直接影響到課堂教學(xué)的效果,因此在實驗的過程中可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,這些能力包括:生活表象與材料的分析能力、勇于猜想和假設(shè)的能力、實驗設(shè)計能力、實驗觀察和數(shù)據(jù)分析能力、實驗故障判斷能力。
3.利用多媒體教學(xué)手段直觀、有趣地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力
通過觀察、分析、學(xué)習(xí)實驗演示,從而獲得實驗探究能力也是培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力的一種重要的教學(xué)手段。對于一些難度較大、較抽象的探究實驗,教師可以采用多媒體教學(xué)手段進行演示,例如利用計算機中的Flash、PPT、Photslop等資源制作電腦課件,讓學(xué)生直觀、有趣地感受實驗的樂趣,從而掌握探究科學(xué)知識的方法,并養(yǎng)成樂于探究大自然的興趣和習(xí)慣。
培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,使學(xué)生能掌握學(xué)習(xí)知識的技能和方法,是當(dāng)代物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是素質(zhì)教育的發(fā)展要求,需要教師不懈的努力。
(四)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培育
教育的目的絕不僅僅是知識的增長、能力的提高,教育的任務(wù)是塑造人。不論是《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2003年版)》要求實現(xiàn)“情感、態(tài)度與價值觀”方面的教育功能,還是核心素養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”,都是教學(xué)的教育性目標(biāo)。該目標(biāo)是物理教育和教學(xué)的重要目標(biāo)之一,是知識與技能后更有價值的東西,它反映了國家多次課程改革的核心即課程功能的轉(zhuǎn)化。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成有其自身的規(guī)律性。知識的學(xué)習(xí)可以看成是信息的輸入、編碼、存儲和提取過程,相對來說較為單純和程序化,而科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成則要求學(xué)習(xí)主體的積極參與和對輸入信息從情感、態(tài)度、價值、行為等諸多方面的心理認(rèn)同,在此基礎(chǔ)上將其內(nèi)化為情感素質(zhì),來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度,從而構(gòu)成情感等要素在內(nèi)的完整心理結(jié)構(gòu)。由于這個內(nèi)化過程的復(fù)雜性、個體差異性和長期性,使得科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)成為應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)置的目標(biāo)。
“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”目標(biāo)歸納起來有以下七條,即:
1.能保持對自然界的好奇,初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧,對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感。
2.具有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然界和日常生活中的物理道理,勇于探究日常用品或新器件中的物理學(xué)原理,有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識。樂于參與觀察、實驗、制作、調(diào)查等科學(xué)實踐活動。
3.在解決問題的過程中,有克服困難的信心和決心,能體驗戰(zhàn)勝困難、解決問題的喜悅。
4.養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度,不迷信權(quán)威,具有判斷大眾傳媒是否符合科學(xué)規(guī)律的初步意識。
5.有將自己的見解公開并與他人交流的愿望,認(rèn)識交流與合作的重要性,有主動和他人合作的精神,敢于提出與他人不同的見解,也敢于放棄或修正自己的錯誤觀點。
6.初步認(rèn)識科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展、自然環(huán)境及人類活動的影響。有可持續(xù)發(fā)展的意識,能在個人力所能及的范圍內(nèi)對社會的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻。
7.有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識,有理想、有抱負(fù)、熱愛祖國,有振興中華的使命感和責(zé)任感。
這七條目標(biāo)分別對學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)求知欲、科學(xué)探究勇氣、戰(zhàn)勝困難的信心與決心、科學(xué)態(tài)度、合作與交流精神、科學(xué)、技術(shù)與社會的觀念、責(zé)任感與使命感的培養(yǎng)提出了具體的要求。教師在教學(xué)中要有意識地滲透價值觀的教育,積少成多,潛移默化地與學(xué)生達成積極向上的價值觀共識,并影響學(xué)生的行為。
[1]王金戰(zhàn),付雪平.物理是怎樣學(xué)好的[M].長春:吉林教育出版社,2011:4.
[2]普通高中各學(xué)科核心素養(yǎng)一覽表[EB/OL].http://learning.sohu.com/20160422/n445632409.shtml.
[3]胡孝棟.新課程背景下如何搞好初高中物理教學(xué)銜接[J].福建教育學(xué)院學(xué)報,2006(3).
[4]方紅霞.新課標(biāo)下初、高中物理教學(xué)銜接的策略[J].教學(xué)與管理,2014(22).
[5]崔嘉.初高中物理教學(xué)過渡銜接的思考[J].教育實踐與研究(中學(xué)版),2007(11).
[6]曹義才.基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初高中物理銜接教學(xué)建議[J].教學(xué)與管理,2016(25).
(責(zé)任編輯:詹國榮)