优化物理教学过程培养学生核心素养

咸阳师范学院附属中学  彭翠红

【摘要】：物理概念是客观事物关于物理方面的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是客观事物的抽象。物理规律是物理现象、物理过程在一定条件下，必然发生、发展和变化规律的反映，揭示了在一定条件下某些物理量间内在的必然的联系，包括物理定律、定理、原理、定则、公式。

【关键词】：物理核心素养；物理概念 ；物理规律；感知活动；思维加工； 应用理解 ；形成结构

 

物理学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过物理学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括 “物理观念” 、 “科学思维”  、  “科学探究” 、  “科学态度与责任”  四个方面。培养学生的核心素养的主阵地是课堂教学，促使核心素养的落实就必需要认真研究课堂教学，在教学资源并不充足、课程标准理解落实并不理想的背景下，要侧重教学过程的优化。重点是物理概念教学过程的优化、物理规律教学过程的优化。

物理概念是客观事物关于物理方面的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是客观事物的抽象。初中物理概念的教学，首先要清楚概念教学通常有哪些基本环节。每个环节应该怎样去实施，如何评价一节概念教学课是否做到了优化，有哪些优化的策略。 中学生形成物理概念的心理过程：感知活动—思维加工—理解应用—形成结构。中学生形成物理概念的心理障碍包括感性认知不足、思维方法不当、思维定势的影响、相关概念的干扰。在指导学生学习概念的过程中首先创设情境，丰富感知，使学生获得丰富的感性知识，其次思维加工，引导学生掌握建立概念的思维方法形成定义，通过基础练习，巩固概念进一步使学生明确概念的内涵与外延，变通拓展，形成结构帮助学生排除相似概念的干扰。

以力的概念教学为例

1. 创设情境，丰富感知

 出示图片（a）运动员举起杠铃 （b）压跷跷板 （c）用钓鱼竿钓鱼 （d）推土机推土让学生从中找出它们的共性。

2. 思维加工， 形成定义

板书：物体与物体之间的推、拉、举、压、提、吊、排斥、吸引……我们可以称之为物体对物体的作用。

结论(1)：力是物体对物体的作用。用符号“F”表示。

让学生体验，手拍桌子、拉长弹弓的橡皮、两手互拍、手提书包

结论(2)：物体间力的作用是相互的

仔细观察手对桌子作用一个力，桌子同时也对手作用一个力；手拉橡皮筋，橡皮筋同时也在拉手。你认为物体间发生力的作用时有什么特点？

结论（3）：物体间力的作用是相互的，物体之间的作用力一般同时成对出现。

强调：对力的认识和理解

力不能离开物体而单独存在。

发生力的作用时,一定存在两个或两个以上的物体。一对相互作用的力一般同时产生，同时消失，而且是分别作用在两个不同的物体上。施力物体和受力物体是人们为研究方便而规定的【是相对于研究对象而言的】。事实上，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。

物体是否接触不能成为判断是否发生力的作用的依据。

相互接触的物体间不一定发生力的作用，没有直接接触的物体之间也可能发生力的作用。

物体间力的作用总是相互的。

3. 力的单位：牛顿，简称为牛，用“N”来表示，介绍牛顿。

 力的大小——增加体验、形成具体感性认识、培养估测能力

4. 力的作用效果有哪些？

 出示图片，观察思考：在力的作用下会产生什么效果?

结论：力的作用效果(1) 改变物体的形状(2) 改变物体的运动状态

提示：包含运动的速度大小和方向的改变

5. 变通拓展    形成结构（视学生可以接受的情况和教学进度而定）

一对相互作用力的特点：大小相等，方向相反，在一条直线上，但分别作用两个不同的物体上。

物理规律是物理现象、物理过程在一定条件下，必然发生、发展和变化规律的反映，揭示了在一定条件下某些物理量间内在的必然的联系，包括物理定律、定理、原理、定则、公式。初中物理规律的教学，需要明确初中规律教学基本方法是什么，应用科学探究的方式来进行规律教学应该注意什么，是不是每个规律都要进行科学探究，是不是每个探究都要突出七个基本环节。中学生形成物理规律的心理过程：感知活动—思维加工—理解应用—形成结构。中学生形成物理规律的心理障碍有感性认知不足、相关知识干扰、负迁移和思维定势的消极影响、不懂研究和应用规律的思路和方法。在教学过程中，创设情境，提出问题，列举实例进行讲解，使学生了解建立规律的事实依据和思维方法，科学探究，得出规律。再让学生列举实例，可以展示联系生活、社会的图片，演播联系生活、社会的视频，加之展示实物并进行演示，使学生掌握规律的含义，深入讨论，理解规律。最重要的是学生操作体验，从而经历创造性解决实际问题的过程，使学生掌握应用规律解决问题的方法，拓展应用，形成结构。

以牛顿第一定律的教学为例

1.创设情境，提出问题

演示：（1）推海绵块实验 （2）用力推动小车实验

提问：看到什么现象？得出什么结论？

结论：（1）物体运动需要力来维持。 （2）物体运动不需要力来维持。

2.科学探究，得出规律

提出问题：你能设计一个实验来证明“物体的运动需要力来维持”这个结论是错误的吗？遇到的困难是什么？找不到不受力的物体！

引导学生思考：回想我们在探究“真空能否传声”时如何做的，对同学们的实验设计能否有所启发和帮助？

制定计划：可以使一个运动的物体受到的力越来越小，根据观察到的实验现象来推理物体最终不受力时的运动情况。使物体“受力越来越小”与真空铃实验中的通过“不断抽气使空气越来越少”类似。

如何来设计这个实验？【思路】

可以选择一个斜面，让物体从斜面上滑下，在水平面上先运动起来，通过不断改变阻力的大小，观察物体最终运动距离的变化趋势。

制定计划：

（1）用小车作为运动的物体。

（2）为了保证车在不同的水平面上运动的初速度相同，每次让同一小车从斜面导轨上同一高度从静止滑下。（控制变量——初速度）

（3）改变水平面上铺设的材料来改变小车受到的阻力。（改变自变量——受到的阻力）

（4）实验中记录小车所受阻力的大小、小车运动距离的远近、并用小旗标注小车停止的位置。（观察因变量——运动的距离）

 

思考并回答下列问题：分析三次实验现象，可以发现小车在水平面上运动的距离与受到的阻力有什么关系？

实验结论： 水平面越光滑，小车运动时受到的阻力越小 ，小车运动的距离越长， 速度减小的越慢。

分析与结论

根据上面的实验进行科学推理，若小车不受阻力，小车运动距离将是多大？小车将会做什么样的运动？

科学推理：如果运动的小车不受阻力，小车运动的距离将是无限远，小车将会以水平面上开始的初速度做匀速直线运动。

物体运动需要力吗？物体运动不需要力。

笛卡尔的观点 ：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 ——笛卡尔

原来静止的物体，不受力时怎样运动没解决。

如果小车原来是静止的不受外力时，小车的运动状态将会怎样呢？

小车将保持原来静止的状态不变。（科学推理归纳法）

牛顿第一定律：

 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。这个规律也称为惯性定律。

3.深入探究，理解规律

（1）在三次实验中，反过来思考原来运动的小车最终都会静止下来，运动状态改变的原因是什么？由此恰好说明力的作用是什么？

受到与运动方向相反的摩擦阻力。力的作用是改变物体的运动状态。【这也正是牛顿第一定律告诉我们的】

（2）牛顿第一运动定律为什么又叫惯性定律？

   牛顿第一定律指出了一切物体都具有“总要保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的性质，而这个性质就是惯性，因此也叫惯性定律。

（3）惯性与惯性定律的是一回事吗？

惯性是一切物体都具有的一种总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态的一种性质；

惯性定律是一条运动定律，是物体在不受外力（或受平衡力）的情况下所遵循的规律。

（4）牛顿第一定律能用实验来直接验证吗?为什么?   

 牛顿第一定律不能用实验直接来验证，因为我们找不到不受力的物体。

 需要说明的是，虽然牛顿第一定律不能用实验直接来验证，但是经过实践检验它又是正确的。因为它是在实验的基础上经过科学推理得出的！

总之，基于课标和核心素养下的物理课堂教学，要加强演示实验、分组实验和科学探究的教学设计；去创设情境，加强体验，设计结合学生生活真实的教学；更要关注情感体验的发展，加强自主学习、合作学习的教学设计。还要关注小制作、小实验，大力实践综合实践活动，把课堂教学延伸到课外，把学习活动引向实际生活。

物理教学既是一门科学，又是一门艺术，同时还需要民主。核心素养导向下的物理教学，更应该把追求物理教学的科学性、艺术性、民主性的完美结合和让学生感到学习物理是一种幸福,作为物理教学的最高境界！

 

【参考文献】

邢红军， 张抗抗， 胡杨洋 ，石尧 . 【课程·教材·教法】  《物理概念与规率的教学要求：反思与重构》   2018.02

 石尧，田成良.【中小学教师培训】 《中学物理过程教学的实践探索》2017.07

张征 【理科考试研究-物理版】《巧用物理实验激发学生学习兴趣》2012.12