建构物理概念，培养学生科学素养

管庆龄

摘要：以“加速度”概念的引入为例，从培养学生科学素养的角度分析学生在学习“加速度”概念时，如何正确地以问题的形式引导学生自主设疑，层层剖析，自主构建概念，并在建构概念的过程中逐渐培养学生的物理核心素养，以达到物理教学教育中提高学生的科学素养的目的。

关键词：科学素养;高中;物理概念;加速度

一、学生科学素养培养的重要性

公民的科学素养是全体国民综合素质的重要組成部分，也是日益激烈的国际竞争中影响国家综合国力的重要因素。物理作为一门研究物体的运动及运动规律的自然学科，要求学生在尊重客观事实，剖析事实本质的过程中将知识内化为物理概念、物理规律，并利用科学的思维和研究方法去指导实践，解决生活和生产中的问题。故而，在物理教学过程中培养学生的核心素养，既是物理学科教学的要求和目的，也是提高国民综合素质，提高国际竞争力的重要途径。

二、物理概念是物理核心素养的内容之一

物理核心素养的培养之一是物理概念的建构。“加速度”属于物理概念，是从物体运动的现象中提炼出来的一个重要的物理观念，也是相互作用观念的一个重要桥梁，属于物理学科的核心概念，对以后探究和理解牛顿三大运动定律有深远的影响，也是学生认识自然现象，掌握物理规律，从而解释实际问题的关键的物理概念。然而，在长期的教学与教研中发现，很多教师因各种原因总是忽略了学生物理概念的建构。例如，在教学中，很多教师通常用比值定义法定义了加速度，但是并没有讲为什么要用比值定义法定义。

三、深化加速度概念的内涵，引导学生建构物理概念

本人所在学校正在使用的是人教版教材，在“加速度”概念前，教材先安排了实验--用打点计时器测速度。而之前学生已接触和掌握了用打点计时器给纸带打点，并能通过纸带上的点分析运动物体的速度。且在课本24页的“科学漫步”介绍了气垫导轨和数字计时器，所以，在教学中，我们可以利用气垫导轨和数字计时器向学生展示运动小车的运动情况，让学生观察和感受速度快慢与速度变化快慢的不同意义。设计如下：

用以下装置测量物体速度，体验速度快慢与速度变化快慢的物理意义。

1.调节平衡螺丝，轻推滑块，让气垫导轨上的遮光条做直线运动。分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并分别计算滑块通过两个光电门时的速度为V1、V2，观察物体的运动，当遮光条经过两个光电门的时间相等时，认为物体做匀速直线运动，速度是否改变？增加推力，再次测出滑块的速度V1、V2，引导学生观察滑块运动的快慢，得出结论物体运动得越快，测得的速度越大。（此过程让学生直观感受速度大小反映了物体运动的快慢）

2.调节平衡螺丝，使气垫导轨与水平桌面成一定夹角，让遮光条由静止开始下滑，记录遮光条通过两个光电门的时间，并分别计算出滑块通过两个光电门时的速度V1、V2，比较发现物体在斜面上下滑时运动的快慢发生了变化，而计算所得的速度大小也发生了变化，运动越来越快，速度越来越大，以V-t图像的形式直观地观察物体运动的变化。（此过程让学生感受在相同时间内物体运动变化快慢与速度变化大小的关系）

3.多次改变气垫导轨与水平面成的夹角，让学生观察滑块运动的变化情况，计算出对应的速度，并以V-t图像直观反映物体运动的变化。（此过程让学生通过图像总结斜面倾角改变与速度变化快慢的关系）

让学生观察和思考实验3中不同倾角时物体运动的V-t图像。引导学生观察、发现和总结每个V-t图像中斜率反映了什么？它的物理本质是什么？该怎么定义它呢？从而让学生讨论和总结现在需要引入一个新的物理量来描述这个斜率。接着，结合物理学史中有关描述物体运动及运动变化快慢的史实，有意识地讲授物理学家伽利略为了追求真理而定义了加速度的典型史实。再结合教材中的例子说明加速度的概念和物理意义，还可以列举生活中有关加速度的说法和应用，如交通工具的启动性能的好坏、短跑项目中人的爆发力……并让学生深刻认识到所谓的“性能”“爆发力”其实就是这节课大家学习的主题。整个教学过程的设计，核心在于重视学生在真实情境设计和物理实验中的感受，并层层设问，让学生主动思考，主动提出解决问题的方案，并让学生在实验和实际生活中的需要上升为物理概念建构的过程。这种层层剖析，注重学生物理概念建构过程的设计，以学生身边的事实为依据，在学生已有的生活经验中加以提炼升华，既完成了教学目标，突破难点，也符合物理核心素养的要求和目的。

四、结束语

在实际教学中，教师要以物理核心素养为导向，注重学生情感获得的过程，帮助学生在探索、思考、实验、总结中不断提升认识，在体验中提炼经验和方法，从而建构物理概念和物理规律，并从中提高学生认识自然，掌握分析问题的能力，利用科学的思维和探究方法解决生活和生产上的问题。

参考文献：

[1]闫宝山.高中物理核心素养培养研究[J].时代教育.2017-03-30

[2]何蓁.学科核心素养是实践创新的基础——从一道高中物理奥赛实验竞赛题谈起[J].实验教学与仪器.2017-11-15

[3]崔伟健.高中物理概念教学中培养学生核心素养探究[J].新课程导学.2019-07-01