基于核心素养下的高中物理课堂探究

2019-10-21 10:45王鑫淼
科技风 2019年2期
关键词:物理观念科学思维实验探究

摘 要:为了全面落实新课程目标,注重物理核心素养的培养,高中物理课堂应注重创设物理问题情境、鼓励开放的思维方式、注重学生探究过程、充分发挥学生主体特征和提高学生的综合素质,培养学生的科学思维和物理观念。

关键词:物理情境;物理观念;物理规律;实验探究;科学思维;科学态度和责任

随新课程标准的颁布和实施,高中物理教材在编排上做出了很大的变化,加强了对物理规律的探究过程的教学。教材特别注重学生的活动和体验,如实验探究、思考与讨论、科学漫步、STS、说一说、做一做等模块,以改变学生学习方式、扩大学生的知识面,其目的都是落实新课程目标要求。物理探究式课堂教学,我们必须注意以下几点:

一、高中物理课堂要特别注重创设物理情境

典型物理过程和规律来源于生活,是生活实际过程的抽象,是许多自然现象的归纳和提升,所以典型物理过程和规律是难于理解的。我们教师在讲解典型物理过程和规律时要遵循学生的认知规律,创设合理的物理情境,这样才能帮助学生理解物理过程,建立物理模型,总结归纳物理规律,生成一节高效物理课堂。例如:自由落体运动一节中,怎样让学生理解物体做自由落体运动的条件?我们可以创设以下物理情境:①小钢球下落。②乒乓球下落。③羽毛下落。④质量相等的纸片和纸团下落。让学生思考、讨论,從而形成正确的认识:物体下落的快慢和物体的质量无关,而是和物体受到空气阻力密切相关。进一步引导学生思考,物体受到空气阻力是下落运动表现的很复杂。进一步鼓励同学们大胆猜想,如果空气阻力,羽毛和硬币会同时落地吗?演示牛顿管实验,验证同学们的猜想。在这样的教学中,学生不仅观察和推理能力,而且会形成观察和思考的思维习惯。

二、高中物理课堂如何培养学生的物理观念

“物理观念” 是指从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识,是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华,是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。物理必修一第一章是运动的描述,这样的安排正是遵循了人类研究自然世界的历史;正是从物理学产生和发展的源头出发,遵循正确的物理观念来研究自然世界的。正如古希腊圣贤亚里士多德所说的那样:“不了解运动,就不了解自然。”对于这一章的教学我们应该牢牢把握“物理学是怎样对运动进行描述的”;我们应该牢牢把握“物理学是怎样描述物体的空间位置随时间变化的”,使学生逐渐形成建立质点模型、参考系、坐标系、位移、速度和加速度都是为了准确描述物体的空间位置随时间变化的物理观念。建立质点模型是将物体抽象成点就可以在参考系、坐标系中利用点的坐标来准确描述物体的位置;建立位移的概念是为了描述位置的变化;建立速度的概念是为了描述位置变化的快慢。在这样的教学中,学生可以从物理学视角对物理概念和规律在头脑中的提炼和升华,逐渐形成科学的物理观念。

三、高中物理课堂如何培养学生的科学思维

本次在修订课程标准的过程中更加凸显对学生“科学思维”方面的要求和重视程度。科学思维,也叫科学逻辑,即形成并运用于科学认识活动、对感性认识材料进行加工处理的方式与途径的理论体系。

成功的高中物理课堂不仅帮助学生们丰富物理知识,而且更应该诱发学生们形成科学思维,开启科学的大门,铺平探索真理的道路。例如:瞬时速度讲解特别注重极限概念的引入。v=Δx/Δt,当Δt→0时这段时间内的平均速度就是这一时刻的瞬时速度。对于Δt→0的极限思维同学们很难理解,我们可以设计如下实验:

测出小车上不同挡光片的宽度Δx,用光电门和光电计时器记录挡光片挡光时间Δt,就可以知道小车经过光电门的平均速度。由表格数据可知,挡光片宽度小于0.80后,三组数据的平均速度都是1.16m/s,说明在时间小到一定程度后,小车通过光电门瞬时速度等于1.16m/s。

这样同学们就可以根据具体数据理解极限的思维。形成了这样的科学思维,同学们就很容易理解静与动、曲与直、变与不变、部分与整体等辩证关系。学生就能感悟化曲为直、变到不变、化变力为恒力物理思想。

四、高中物理课堂如何培养学生科学态度和责任

在认识科学本质,理解科学·技术·社会·环境(STSE)的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等要素。课堂上要努力设计关于科学技术与社会相联系具有一定开放性问题。例如:学习速度时,让同学们讨论车辆速度的提高与城市发展及军事思想的关系;讨论我国高铁对我们社会、人民生活的影响。学习万有引力与航天时,让同学们查找资料,分析我国的航天计划;让学生们对某些国家打算将外层空间军事化的企图发表意见。在讲原子和原子核时,让学生讨论中东局势和朝鲜核问题等。

总之,在物理概念的建立和物理规律的发现的课堂上,要注重培养学生的独立思考、创新思维能力,培养学生的物理观念和科学思维;在物理实验探究课堂上,要注重培养学生的培养学生的实验操作、观察分析、实践探索能力;在涉及物理知识与科技、生产、生活的联系的课堂上,要注重培养学生关注社会热点,发现问题,分析研究问题,培养学生科学态度和责任。

作者简介:王鑫淼。本人1997年毕业于河北师范大学物理系物理教育专业,中学高级教师。一直担任班主任从事高中物理教学工作,高考成绩和竞赛成绩显著,被评为特级教师和市级优秀班主任。

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