孙国标,杨丽芬

(1.浙江省绍兴柯桥中学 312030;2.浙江省绍兴鲁迅高级中学 312000)

一、物理观念

“物理观念”主要为物质观、运动观、能量观、相互作用观等要素；物理观念形成有以下四个水平层次：水平1：能从物理学的视角观察自然现象， 具有将物理学与实际相联系的意识.水平2：形成初步物理观念，能从物理学的视角解释一些自然现象，能应用所学的物理知识解决一些实际问题.水平3：形成物理观念，能从物理学的视角解释一些自然现象，能应用所学的物理知识解决实际问题.水平4：具有清晰的物理观念，能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能灵活应用所学的物理知识解决实际问题，

二、物理观念形成的教学策略研究

下面介绍几种物理观念形成的教学策略：

1.融入物理学史，感知物理观念作用

科学的发展并不是一帆风顺的，而是充满着挫折、喜悦、斗争和合作，物理规律在不断经历着从实践到认识，再从认识到实践的检验，直至科学的形成.正因为如此，许多科学家们用毕生的勤奋努力为之探索钻研：法拉第的刻苦自学，经过十几年的反复实验，经历无数次的失败挫折，终于发现了电磁感应定律；卢瑟福经过十年的能力，提出了原子的核式结构学说……通过对学生进行物理史实的介绍，能够让学生研究真实、典型的科学过程，理解物理课程的教育价值，能使学生经受物理观念变革的洗礼，可以让学生树立正确的物理观念，还可以帮助我们学到或悟出一些科学方法，更能宏扬人文精神，激发学生的意志和拼搏精神，激发学生的学习兴趣.

再比如：伽利略对落体运动的研究

在高中物理教学中，广大义务教育者可以把学生带回伽利略的时代，体验伽利略的研究过程：提出问题一大胆猜想一数学推理—实验验证一合理外推.还可以帮助学生树立正确的运动观和物理价值观，把握正确的自由落体运动规律，切身感受伽利略的伟大.

2.创设情境、观察现象，暴露学生潜在观念

“学起于思，思源于疑”，学生的每一次思维活动都是从疑问开始的，通过情境设置，让同学们观察现象，产生疑惑，从而试图让同学们用已有知识思考、分析问题，从而暴露学生潜在的错误观念.

【案例】拔河比赛中作用力与反作用力大小的比较

实验：让一个高个子男生与小个子男生进行拔河比赛(注：让学生感觉两人力气有明显差别).

现象：高个子男生获胜.

教师向高个子男生提问：恭喜你，你获得了胜利，那请问是他对你的力大？还是你对他力大？

高个子男生：我对他的力大.

教师：你的力比较大，所以把他拉过来了？同学们同意他的观点吗？

学生：不同意，双方作用力是作用力与反作用力，是一样大的.

3.巧设实验，引发学生的认知冲突，实现错误观念的转变

认知冲突是指，当新经验与原有观念之间出现对立、矛盾时，会使知识获取者感到疑惑不解.从建构主义上讲，学生的学习是基于原有经验，并通过不断地与新的信息进行 “撞击”、交流中，在学生的头脑中建构出的新的认知模式.

教师通过巧妙的设计实验，让学生通过体验、观察，调动学生的思维，引导学生对现象进行分析，从而弄清物理的本质.

【案例】再如上面谈到的案例，作为教师可以再设计一个实验，让学生进一步看清现象的本质.

实验：让高个子男生站在滑板上再进行拔河比赛.

现象：小个子男生轻松获胜.

教师再提问高个子男生：那这次你为什么输掉了？

高个子男生：我与地面间的摩擦力变小了.

教师：那请问在拔河比赛中获胜的原因是什么？

高个子男生：拉力要大于摩擦力

教师：回答很好，因此，通过刚才的实验我们可以发现，在拔河比赛当中，两个人之间的拉力是作用力与反作用力的关系，大小始终是相等的，之所以一方能够获胜的原因，是因为他对对方的拉力大于对方与地面之间的最大静摩擦力.这也就告诉我们，拔河比赛要想获得胜利的关键是要必须增大与地面间的最大静摩擦力.

4.铺设台阶、问题导引，拓宽学生的物理观念

在学生的现有物理观念基础上，通过问题设置，对原有的观念进行拓宽和深化 ，即在前观念与新观念之间铺设台阶，通过创设问题情境，暴露学生的前观念，引导学生自主形成类比，寻求新、旧观念的整合点.

【案例】在《电势能》教学时，如何引入电势能？如何让学生明确电场力做功与电势能变化的关系？笔者认为可以建立图的情景，进行问题探究式教学促使物理观念的形成.

问题一：在重力场中，物体自由下落中，能量要如何转化？

学生：重力势能转化为动能

问题二：在重力场中，物体自由下落中，受到哪些力？谁在做功？重力做功与动能变化、势能变化有什么关系？

学生：物体自由下落过程中只受重力，重力做正功，动能增大，势能减小，重力做功等于重力势能变化的负值.

问题三：在匀强电场中，静止释放一电荷，电荷从A到B受到哪些力？怎么运动？动能怎么变？

学生：电荷受到电场力，做匀加速直线运动，所以动能增大.

问题四：与重力场类比，是什么能量转化为动能？

学生：在重力场中物体具有重力势能，在电场中，电荷具有电势能，电势能转化为动能

问题五：在电场中，电场力做功与电势能变化的关系是怎样的？

学生：电场力做正功，电势能减小，动能增大，与重力场类似，电场力做功是电势能变化的负值.

5.引导学生反思概括，促进物理观念形成和发展

物理知识并不是一些杂乱无章的公式堆积，而是有其内在联系的系统性和逻辑性的知识结构.学生物理学习的困难所在是不能够将所学知识形成知识网络，更不能够比较深刻地了解各个核心知识间的联系，所以引导学生进行反思概括，归纳总结，有利于物理观念的形成与发展.

【案例】在学习《库仑定律》时，应引导学生反思概括以下问题：

(1)建立“点电荷”模型的理想化方法，这种研究方法在物理学研究中应用非常普遍，引导学生归纳此方法在物理学中的应用：如质点的概念、落体运动忽略空气阻力、轻绳、轻杆、轻弹簧、弹簧振子模型、单摆模型等.

(2)探究电荷之间相互作用力是采用“控制变量法”，物理中应用如学习牛顿第二定律时探究a与F，m的关系，学习电阻定律时探究R与ρ，L，S的关系等.

(3)通过探究电荷之间相互作用力，让学生归纳物理问题研究的基本思路，猜想、实验探究(定性实验、定量实验：库仑扭秤)、归纳总结，培养实验素养和科学品质.

(4)在库仑扭秤实验中，库仑采用“倍减法”使电量成倍的减小(库仑当时不知电量的单位和数值)，从而来研究力与电量的关系，在我们高中物理学习中，在做“探究做功与速度变化关系”的实验中，也采用类似的方法，在平衡摩擦力后，让皮筋条数成倍的增加，并让物体从同一位置静止释放，从而可使皮筋拉力做功成倍的增加，避开了直接求皮筋这个变力的功.

物理观念的形成是物理教学的基础，是物理核心素养培养的首要任务，我们在教学中应从学生实际出发，以更宽广的视角,客观、全面、深刻地理解物理课程的教育价值, 研究教学策略，制定教学方案，切实提高学生的物理核心素养.