核心素養(yǎng)背景下的高中物理教學(xué)研究

王戰(zhàn)兵

(安徽省碭山第二中學(xué) 235300)

物理是一門自然學(xué)科，主要研究客觀世界運(yùn)行規(guī)律和運(yùn)行秩序，是解決日常生活問題的有效方式.在實(shí)際的教學(xué)活動中，重視學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，優(yōu)化高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，滿足新課程改革標(biāo)準(zhǔn)和要求，構(gòu)建高效物理課堂.作為高中物理教師，需要發(fā)揮學(xué)生主體作用，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)開展教學(xué)活動，保證課堂教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展.

1 善于結(jié)合生活現(xiàn)象，學(xué)生構(gòu)建物理觀念

物理觀念主要是從物理學(xué)角度對物質(zhì)、運(yùn)動、相互作用以及能量等進(jìn)行認(rèn)識，是對物理概念和規(guī)律的內(nèi)化和升華.在物理觀念中主要有物質(zhì)觀念、運(yùn)動觀念以及能量觀念等內(nèi)容.高中物理概念具有抽象化特點(diǎn)，對學(xué)生來說較為困難，不利于學(xué)生思維發(fā)展.作為物理教師，應(yīng)當(dāng)以教學(xué)目標(biāo)作為導(dǎo)向，將教學(xué)內(nèi)容和生活聯(lián)系在一起，降低物理概念學(xué)習(xí)難度，使得物理概念從感性上升到理性，從具體到抽象，構(gòu)建相應(yīng)的物理觀念.

例如，在新人教版高中物理必修第三冊“能量守恒定律”的教學(xué)中，為了幫助學(xué)生了解自然界中除了動能、重力勢能和彈性勢能等能量外，還有很多其他形式的能量，幫助學(xué)生構(gòu)建能量守恒觀念.教師向?qū)W生展示生活現(xiàn)象，如太陽能熱水器進(jìn)行生活用水加熱、電動車以及運(yùn)動跑步等，讓學(xué)生對生活中能量轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行分析，幫助學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化進(jìn)行認(rèn)知.通過這樣的方式引入能量轉(zhuǎn)化與守恒的概念，加深學(xué)生物理概念的理解，進(jìn)一步構(gòu)建能量守恒觀念.教師引入這樣的生活現(xiàn)象：在生活中，蕩秋千是常見的游戲，如果讓秋千從一定高度進(jìn)行自由擺動，觀察一段時間后，發(fā)現(xiàn)其擺動的幅度會越來越小，其中的原因是什么？通過這樣的生活現(xiàn)象引起學(xué)生情感體驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對其原因進(jìn)行探究，在擺動中，由于空氣阻力和摩擦力的影響，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能逐漸耗散，使得運(yùn)動幅度不斷減小.因此，通過對生活現(xiàn)象的揭示，讓學(xué)生認(rèn)識物理知識和生活的聯(lián)系，幫助學(xué)生構(gòu)建能量守恒的物理觀念.

又如，在進(jìn)行“時間 位移”教學(xué)時，教師先提出一些生活化問題：你們早上是幾點(diǎn)起床的？從宿舍到教室用多長時間？什么時候到達(dá)教室的？由學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況回答，結(jié)合他們的回答指出，要想清楚的描述一個物體的運(yùn)動情況，僅僅只是以前所學(xué)的內(nèi)容是不夠的，還有必要學(xué)習(xí)一些新的物理量，使其發(fā)現(xiàn)同固有認(rèn)知存在沖突，激起他們學(xué)習(xí)新知識的欲望，借機(jī)引入課題.接著，教師指出你們離開宿舍和到達(dá)教室所對應(yīng)的是時刻概念，而在路上行走所用的就是時間，即時間間隔，指的是兩個時刻之差，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活現(xiàn)象從物理視角認(rèn)識時刻與時間的概念，引出新問題：那么對于高中物理中時間與時刻中說到的第幾秒、第幾秒初、第幾秒末、第幾秒內(nèi)、前幾秒、前幾秒內(nèi)意義分別應(yīng)怎樣理解？使其結(jié)合課本知識及生活經(jīng)驗(yàn)說出各自的看法，讓他們了解到“時刻”相當(dāng)于坐標(biāo)點(diǎn)，“時間間隔”相當(dāng)于線段長度，“時刻”就是這線段的端點(diǎn)，“時間間隔”即為常說的“時間”，指的是時間長度.之后，教師在教室內(nèi)任意選擇兩個位置當(dāng)作起點(diǎn)與終點(diǎn)，隨機(jī)要求一名學(xué)生沿不同的路徑從起點(diǎn)走到終點(diǎn)，讓其他同學(xué)思考和交流這位同學(xué)的位置變化，帶領(lǐng)他們認(rèn)識位移，使其構(gòu)建新的物理觀念.

2 開展物理實(shí)驗(yàn)活動，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)思維是從物理學(xué)角度入手，對客觀事物本質(zhì)、規(guī)律和相互作用進(jìn)行探究，對綜合分析和推理論證的方法進(jìn)行內(nèi)化.在科學(xué)思維中主要有模型構(gòu)建、科學(xué)推理和論證以及質(zhì)疑創(chuàng)新等.想要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，需要引導(dǎo)學(xué)生開展自主實(shí)驗(yàn)活動，構(gòu)建科學(xué)化模型.因此，在高中物理課堂中，教師應(yīng)當(dāng)引入物理實(shí)驗(yàn)活動，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)探索物理知識，利用推理論證等方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維品質(zhì)的提升.

例如，在“電功和電功率”知識的教學(xué)中，為了引導(dǎo)學(xué)生探究電功的大小與什么因素相關(guān)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程掌握控制變量的科學(xué)方式，通過和機(jī)械功率、速度等比較的方式，優(yōu)化課堂活動設(shè)計(jì).作為高中物理教師，結(jié)合生活中接觸的電能，引入新課教學(xué)，提出能量之間轉(zhuǎn)化伴隨著做功，加深學(xué)生對電功的理解.在課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生思考電功的大小和哪些因素有關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生互動和交流，引出電功的概念，通過觀察小燈泡亮度變化的演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解額定功率和實(shí)際功率，鍛煉學(xué)生問題解決能力.在小燈泡電功率的測定實(shí)驗(yàn)中，利用電流表、電壓表測電阻的實(shí)驗(yàn)對比，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和對比，掌握對比比較的思維方法.通過這樣的實(shí)驗(yàn)對比活動，加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，掌握科學(xué)化實(shí)驗(yàn)方式，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維進(jìn)一步發(fā)展.

又如，在開展“彈力”教學(xué)時，教師先播放跳水、跳高、蹦床等比賽視頻，講述：跳水時用的踏板、跳高時用的撐桿，蹦床時的跳躍都是在利用彈性形變時的彈力，大家還能列舉一些身邊利用彈力的例子嗎？學(xué)生可能說到拉弓射箭，用橡皮筋綁頭發(fā)，玩彈弓，車輛上的彈簧減震等，由此設(shè)疑：那么彈力是如何產(chǎn)生的呢？他們難以回答出來，使其產(chǎn)生學(xué)習(xí)新課的渴望.接著，教師演示實(shí)驗(yàn)：用手按壓彈簧、海綿和彎曲竹片，由學(xué)生說出看到的現(xiàn)象，即為形狀或者體積發(fā)生變化，引出形變的概念，然后操作實(shí)驗(yàn)：往被壓縮的彈簧上面放置一黑板擦，放手后黑板擦?xí)粡椘?；往被彎曲的竹片上面放置一個粉筆頭，放手后粉筆頭會被彈起，使其思考為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？引領(lǐng)他們說出形變的物體要恢復(fù)原狀，對和它接觸的物體有力的作用，就被彈起.之后，教師簡單介紹顯示微小形變的實(shí)驗(yàn)裝置，讓他們了解到一切物體都在力的作用下會發(fā)生形變.

3 優(yōu)化課堂問題設(shè)計(jì)，提高學(xué)生探究能力

在高中物理教學(xué)中，注重物理探究活動開展，結(jié)合物理問題設(shè)計(jì)，進(jìn)行假設(shè)和猜想，對相關(guān)信息進(jìn)行處理，根據(jù)證據(jù)進(jìn)行推理得出結(jié)論，同時，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究活動進(jìn)行交流和評估.在物理探究中，課堂問題設(shè)計(jì)是主要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效方式.因此，在高中物理課堂活動中，需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，有效設(shè)計(jì)課堂問題，將問題和學(xué)生發(fā)展結(jié)合，讓學(xué)生體會物理知識形成過程，引導(dǎo)學(xué)生利用物理思維思考問題，加強(qiáng)學(xué)生探究能力培養(yǎng).

例如，在新人教版高中物理必修第三冊“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”的教學(xué)中，為了鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力，提高學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行物理概念和規(guī)律歸納能力，因此，教師引入奧斯特實(shí)驗(yàn)，揭示電和磁之間的關(guān)系，讓學(xué)生認(rèn)識到電能夠產(chǎn)生磁，之后，教師提出相應(yīng)的問題，磁能否真的產(chǎn)生電呢？怎樣才能使磁產(chǎn)生電？借助問題讓學(xué)生自主思考，引導(dǎo)學(xué)生沿著猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).在實(shí)驗(yàn)猜想和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材.通過這樣的實(shí)驗(yàn)活動，開展師生討論活動，確定實(shí)驗(yàn)器材，如磁體、導(dǎo)線、開關(guān)等，繼續(xù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題，如何開展實(shí)驗(yàn)活動？實(shí)驗(yàn)的步驟是怎么樣的？之后開展小組合作學(xué)習(xí)活動，做出相應(yīng)的猜想.電能夠產(chǎn)生磁，將導(dǎo)體放置在磁場，觀察是否有電流產(chǎn)生，那么應(yīng)該如何將導(dǎo)體放置在磁場中？導(dǎo)體在磁場中是運(yùn)動還是靜止?fàn)顟B(tài)？磁場的強(qiáng)弱對整個實(shí)驗(yàn)是否存在影響？在學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行猜想之后，按照步驟開展演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，完成每個實(shí)驗(yàn)步驟，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié).在實(shí)驗(yàn)活動結(jié)束之后，引入問題：通過上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癖砻鞔拍軌虍a(chǎn)生電？在怎樣的條件下才能出現(xiàn)磁生電的情況？通過這些問題的思考和解決，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納和總結(jié)，加深學(xué)生電磁感應(yīng)認(rèn)知.借助課堂問題設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，抽象出物理概念，培養(yǎng)學(xué)生探究能力.

4 利用物理學(xué)史內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是高中物理核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，有利于學(xué)生科學(xué)本質(zhì)的把握，樹立學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求知的科學(xué)態(tài)度，鍛煉學(xué)生利用物理知識解決問題的能力.因此，作為高中物理教師，應(yīng)當(dāng)深入分析教學(xué)內(nèi)容，引入科學(xué)史內(nèi)容，創(chuàng)新課堂教學(xué)思想，明確課堂教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化課堂活動設(shè)計(jì)，樹立學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，領(lǐng)悟科學(xué)探究精神，提高課堂教學(xué)有效性.

例如，新人教版高中物理必修第二冊“萬有引力定律”的教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，教師引入牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的史料內(nèi)容.如開普勒提出行星運(yùn)動，主要是因?yàn)樘柎帕ξ脑?，伽利略的行星運(yùn)動是由于慣性自行維持的.牛頓對各種說法進(jìn)行統(tǒng)一，并且提出這些力屬于同一源的力，引出萬有引力的概念.因?yàn)槿f有引力在物理學(xué)史的演變，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)文化知識獲取的艱難，也了解到科學(xué)的不斷進(jìn)步.之后，教師引入蘋果自由下落的情境，提出相應(yīng)的問題，如地球與月球之間的吸引力和地球吸引蘋果的吸引力，兩種力是否是同一種力？借助這樣的問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮想象力.結(jié)合學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生思維轉(zhuǎn)化，結(jié)合牛頓第二定律讓學(xué)生認(rèn)識加速度，對引力特點(diǎn)進(jìn)行研究，引出萬有引力定律.因此，在高中物理課堂中，引入物理學(xué)史內(nèi)容，推動教學(xué)活動深入開展，豐富課堂活動內(nèi)容.在學(xué)生對牛頓了解的基礎(chǔ)上，對萬有引力定律發(fā)現(xiàn)過程進(jìn)行思考，認(rèn)識到科學(xué)研究的長期性，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)價值觀，樹立學(xué)生科學(xué)探究精神.

核心素養(yǎng)是高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)，是引導(dǎo)教學(xué)活動開展的重要導(dǎo)向，推動學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展.因此，在高中物理課堂活動中，教師需要對物理核心素養(yǎng)深入認(rèn)知，分析具體課堂內(nèi)容，采取有效的課堂教學(xué)方式，保證教學(xué)活動有效落實(shí).在核心素養(yǎng)背景下，應(yīng)當(dāng)注重核心素養(yǎng)的落實(shí)，優(yōu)化課堂活動設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升課堂活動效果，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，利用實(shí)驗(yàn)探究活動，鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力，借助問題設(shè)計(jì)，提高學(xué)生探究能力，結(jié)合物理學(xué)史內(nèi)容，樹立科學(xué)探究態(tài)度.