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核心素养视角下高中物理教学的相关探究

2021-10-02庄思若

高考·上 2021年7期
关键词:物理观念科学思维高中物理

庄思若

摘 要:随着新课改的不断深化,以“素养”为核心的未来教学受到了高度关注。因此,培养学生的核心素养成为新课改的大势所趋。显然,在高中物理教学中,教师应对物理核心素养建立清晰的认知,并在此基础上采用行之有效的教学方式促进学生的素养得到不断提升。本文笔者则以高中物理这一学科为切入点,对核心素养下的教学方式以及评价维度展开深入分析。

关键词:高中物理;核心素养;物理观念;科学思维

物理是高中阶段的一门重要课程,对学生科学思维的发展以及物理知识的构建都具有重要的作用。但目前,在实际课堂教学中,受到传统教育理念的影响,教师将教学过程定义为教的过程,而忽视学生的学习过程,同时,也忽视学生思维的发展以及学习能力的提升,这样不仅影响学生对物理基础知识的内化与吸收,还阻碍了学生长期的发展。而在核心素养视角下,学生的学习方法得到不断创新,教师的教育理念也得到不断完善。因此,作为高中物理教师而言,应以学生为中心,围绕着教学目标设置教学活动,使课堂中的教与学真正实现有机统一,以此促进学生的全面发展。

一、核心素养下的教学方式

(一)揭示生活现象,建立物理观念

物理观念是从物理學视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等基本认识,是物理概念或者规律在头脑中的提炼和升华。物理观念主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等要素。但高中物理概念呈现抽象化的特征,这对于学生而言容易产生思维障碍。对此,教师应以具体的教学目标为导向,将具体的教学内容与生活建立密切的联结,这样能够降低学生理解物理概念的难度,还能使学生对物理概念的认知从感性上升到理性,从具体上升到抽象,进而帮助学生在头脑中建立物理观念。

以“能量的转化与守恒”为例,为了使学生知道自然界中的能量除了动能、重力势能以及弹性势能之外还有许多其他形式的能量,并在头脑中建立能量守恒的观念,教师首先可揭示生活中的很多现象,如:太阳能热水器进行生活用水的加热、电动车的行驶、人的跑步,随后引导学生分析这些生活现象中能量的转化过程,使学生对能量转化建立初步的感性认识。随后,教师引入能量转化与守恒的概念,使学生对物理概念的理解从感性上升到理性。为了进一步强化学生对物理概念的理解,并使他们建立守恒的观念,教师还可以借助生活现象渗透物理观念,即:小朋友在荡秋千的过程中,如果让秋千从一定高度开始自由摆动,就会发现它摆动的幅度越来越小,这是为什么?这样的生活现象引发学生的共鸣情感,并结合生活经验,使学生认识到“在荡秋千的过程中,由于空气阻力和摩擦力的作用,其机械能会转化为内能而耗散,所以振幅不断减小”。因此,通过揭示生活现象,不仅使学生认识到物理知识与生活有着十分密切的关系,还能够促使学生建立守恒的物理观念。

(二)巧设实验活动,发展科学思维

科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律以及相互作用的认识方式,是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化、科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。由于科学思维的形成都是学生凭借自己的已有认知去展开实验探究,借此参与到科学建模活动中。因此,在高中物理教学中,教师应巧设物理实验活动,不断引导学生在实验中探索科学知识,并积极运用推理论证等科学探究方法,进而促进科学思维的发展,以此优化学生的思维品格。

以“电功、电功率”为例,为了使学生通过“探究电功的大小与什么因素有关”的实验过程感受控制变量的科学方法,并且通过与机械功率、速度比较认识类比的科学方法,教师首先应利用学生日常生活中接触较多的“电能”引入新课,提出能量之间的转化必然伴随着做功的观点,使学生对“电功”有了初步的理解。随后,教师应引导学生思考“电功的大小与哪些因素有关”这一问题,进而引发学生的交流,以此引出电功的概念。再通过小灯泡亮度变化的演示实验,使学生了解额定功率与实际功率,提升学生解决问题的能力。其中,在“测定小灯泡的电功率”实验中,通过与“用电流表、电压表测电阻”实验的类比设计方案,并对测得的数据进行分类、比较,认识比较这一思维方法。可见,在与“用电流表、电压表测电阻”实验的对比,提高了学生对实验的理解和辨析能力,还使学生掌握了科学的实验方法,进而促进科学思维的不断发展。

(三)设计课堂问题,培养探究能力

物理探究是指提出物理问题、形成猜想和假设、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释以及对实验探究过程进行交流、评估的过程。其中,课堂问题的设计是探究活动的主要环节,也是培养学生探究能力的主要动力。因此,在高中物理教学中,教师应结合具体的教学内容设置课堂问题,使问题与学生的最近发展区建立有效联结,这样不仅能够使学生深刻体会到物理新知识的形成过程,还能够使他们进一步从物理学思维的角度思考问题,以此提高他们的探究能力。

以“电磁感应现象”为例,为了培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力,教师引入奥斯特实验来揭示电和磁之间的联系,说明电可以生磁,随后,教师可提出问题,即:磁能否生电呢?怎样才能磁生电?这样的问题便引发学生的思考,并使学生沿着这个猜想设计实验。在对实验进行猜想与设计时,首先,教师应引导学生确定实验目的并确认实验器材。通过师生讨论后便能够确定实验器材,如:磁体、导线、开关。随后,教师应及时提出,即:如何做实验?其步骤又是怎样的?于是以小组为单位,进行猜想得到“电能生磁,反过来能够把导体放在磁场中观察是否能够产生电流,那么导体应怎样放在磁场中?导体在磁场中是静止还是运动?磁场的强弱对实验是否有影响?”待学生猜想操作步骤后,教师便需要按照步骤进行演示,同时,学生仔细观察,每完成一个实验步骤后,请学生将观察结果填写到表格中。实验结束后,教师还需要提出“上述实验能说明磁能生电吗、在什么条件下才能产生磁生电现象”等问题,在解决这些问题后,教师引导学生归纳、总结,以此加深对“电磁感应”的认识。可见,通过课堂问题的不断设置,既能够使学生从具体实验现象、数据中抽象出物理概念,还能够发展学生的探究能力。

(四)渗透物理学史,树立科学态度

科学态度与责任是高中物理核心素养的重要组成部分,对帮助学生掌握科学本质、形成严谨求知的科学态度以及运用物理学知识解决实际问题具有重要作用。科学态度与责任主要包括“科学本质、科学态度”等要素。因此,作为教师而言,应将物理学史不断渗透到课堂中,这样不仅能够转变知识本位的教学思想,还有利于学生的学习目标得以实现,以此促进学生树立科学态度,领悟科学精神。

以“万有引力定律”为例,为了使学生通过对牛顿发现万有引力的相关史料感悟科学的探究精神,教师首先应渗透物理学史,如:开普勒提出的行星运动是由于太阳磁力吸引的缘故;伽利略提出行星运动是“惯性”自行维持的;直到牛顿统一了各种说法并提出这些力是同一源的力,得出万有引力的概念。由“万有引力”在历史上的不断演进,使学生认识到科学文化知识的来之不易,同时,也认识到科学是不断进步的。随后,教师可展示苹果自由下落的物理情境,再通过“地球和月球之间的吸引力与地球吸引苹果的力是不是同一种力”等问题的方式激发学生的兴趣与想象力。伴随着学生的思考,教师应引导学生转化思维,并由牛顿第二定律引导学生发现加速度也能够完成对引力特点的研究,以此引申出万有引力定律。因此,将物理学史渗透到课堂中能够推动后续教学活动的积极开展,也能丰富课堂教学内容。此外,通过学生认识牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明了科学研究的长期性,连续性以及艰巨性,以此提高学生的科学价值观,从而帮助他们树立科学精神。

二、核心素养的评价维度

(一)目标预设和达成

核心素养是隐性的教学目标,因此,教学目标预设与达成情况便是核心素养是否渗透的具体体现,也是评价达成效果的维度之一。传统的教学目标以“育分”为主,对教学的评价也仅仅关注学生是否完成学习任务,对学生是否建立物理学素养却缺乏一定的认识,这直接影响学生对知识的深刻认识,也阻碍学生的长期发展。对此,教师应从物理四大核心素养出发,审视核心素养是否渗透到课堂中,以此来观察教学目标的预设以及达成的情况,这样才能真正将教学目标真正从“育分”转化为“育人”以此促进学生的素质发展。

(二)教学内容

在高中阶段,各个学科之间具有一定的联系,并且知识、原理也具有互通性。若將物理学科作为孤立的学科而存在,则难以将核心素养真正渗透到课堂中。如:物理实验中运用到计算等知识,这便是培养学生物理核心素养的基础,也是促进学生综合能力发展的推动力。对此,在高中物理教学中,教师应重视基础概念的渗透,也需要引导学生剖析跨学科概念,这样能够使学生对物理学知识达到融会贯通的目的,还能够提升学生的迁移能力,使他们得到全面发展。同时,审视教学内容的丰富程度也能够在一定程度上评价核心素养是否落实到位,以此促进学生对物理学核心概念和跨学科概念的深度理解。

(三)教学方式

核心素养是否真正落实最主要体现在课堂中的教学方法是否发生改变。基于核心素养的背景下,评价一堂课是否高效,首先应立足于实际生活来展开,并按照核心素养的要求来确定生活实例是否对教学活动起到积极的作用,若确定与物理学概念相关联的生活实例是可行的,并将其渗透到课堂中,便能够起到事半功倍的效果。其次,按照核心素养的要求,教师应从引导学生“答疑解惑”转变为“激动生惑”,使学生不断产生疑问、提出疑问、分析解决疑问,以此促进学生产生更深层次、更全面的思考。

(四)评价体系

传统评价的目的是及时发现学生在学习过程中存在的问题,但从核心素养出发,教师应关注评价的育人功能,并以发展的眼光看待每一位学生,同时,关注每个学生的情感、态度以及价值观的体现,在此基础上优化教学的评价机制,这样一来,既能够从重视学习结果转变为重视学生的学习过程,还能够促进学生思想与行为的双向统一,进而实现学生的多元化发展。

结束语

核心素养作为高中物理教学的隐性目标,是优化教学活动的基本导向,也是促进学生长期发展的主要动力。因此,在实际教学中,教师作为课程的构建者,首先应对物理四大核心素养建立清晰的认识,并以此分析具体的教学内容,在此基础上选择行之有效的教学方法,使课堂教学效果真正落实到每个学生身上。此外,将核心素养渗透到课堂后,教师也需要对核心素养的落实程度进行及时评价、反思,找到评价的维度,以此优化后续的课堂教学,使教学效果得到不断提升,也使得教学活动向着高效的态势发展,从而帮助学生在获得科学文化基础知识的同时提高思维能力。

参考文献

[1]曾斌.例谈高中物理核心素养下科学思维能力的培养[J]物理通报,2018(2):41-45.

[2]曾雪琴.基于核心素养的高中物理实验教学探究[J]读与写:教育教学刊,2016(11):146-146.

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