基于学科核心素养提升的物理概念教学

姚娜 梅晓璇

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过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。物理教学应根据新课改的基本理念和学科核心素养的要求，创造性地开展教学工作，将物理学科核心素养的培养贯穿于物理教学活动的全过程。

物理概念教学是物理教学的基础，目的是使学生掌握事物的物理属性或物理现象的本质特征。在高中物理教学中，教师要注意优化概念教学，将核心素养的基本理念有效地融入其中，提升物理课堂的品质。那么，在高中物理概念教学中，如何提升物理核心素养？下面笔者結合自己的教学实践，谈几点具体的做法，以便抛砖引玉。

一、创设情境、获得感知

建构主义学习理论认为，学习过程是知识体系构建的一个过程，因此，教学应以学生的学为中心。高中阶段的物理学习对理解能力要求较高，内容也比较抽象，有些物理概念不像初中那样可以直观认知和形象理解。这就要求我们深入研究，根据学生的实际认知规律和教学内容的特点，创设物理情境，丰富物理过程，将原本抽象的物理概念形象化、直观化，让学生能有所感知。

案例（一）：以高中物理选修3-1《电势能》的教学为例，让学生真切地感受到“电场有能量”，教学设计如下：

师：这是一个普通节能灯，怎么能让它发光？

生：接入电路;

师：将节能灯接入电路，电能转化为光能，不接入电路，节能灯能不能发光？

演示实验1：特斯拉线圈，隔空点亮日光灯管如图1所示。

师：看到什么现象？想到什么问题？有东西在提供能量，什么在提供能量？

生：电场提供能量;

师：特斯拉线圈接上9V电池，放电端就好像是一个正或负的电荷，在其周围就有它激发的电场。电场在提供能量，让节能灯发光，电场有能量。静电场中是否也有类似现象？那么有什么办法研究这种储存于电场中的能量呢？

演示实验2：这个一个粘有铝箔的酸奶盒如图2所示，它现在叫静电电动机，用静电棒去靠近它，仔细观察有什么现象？

生：酸奶盒越转越快;

师：酸奶盒由静止到运动，受到力的作用;

什么力做功使酸奶盒运动？什么形式的能转化为动能？

生：静电力做功，静电场中的能量转化为动能。

本环节通过演示实验设置问题情境，引导学生逐步解决问题主要有两个目的：1.确凿地向学生反映出电场有能量、电场有储存能量的本领的事实，从而使电势能真实、具体、可感触，培养学生逐步形成物质观念; 2.通过对实验现象的观察分析，引导学生应用力学和能量的观点分析问题，帮助学生建立相互作用观和能量观，从而提升学生的物理学科核心素养。

二、科学思维、形成定义

物理概念是人们头脑中对客观事物的物理共性和本质特性的反映，是物理事物和物理过程的思维加工和抽象概括。在实践得来的感性认识基础要上升成理论认识，需要经过思维加工，可以通过多种不同的科学方法形成概念。

案例（二）：《电势能》的教学中，通过实验学生感受到“电场有能量”，但要形成电势能的概念，还是有一定的难度。

具体教学设计如下：

师：物体在地面附近由A运动到B，重力做功与重力势能变化有什么关系？

生：应用动能定理：WAB=ΔEK=EKA-EKB

根据能量守恒定律：ΔEK=-ΔEp

WAB=EPA-EPB

师：如图4所示，将+q从A点到B点的过程中，电场力做功对应什么能的变化？

生：类比静电力做功和重力做功可知，对于静电力做功同样有---WAB=EpA-EpB，静电力做功等于A位置某种形式能减去B位置某种形式能;

师：对于静电力做功，EP是什么呢？

生：电势能;

师：电场中的EP能不能叫势能？我们一起回顾必修2教材中，关于势能的定义，相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。

电荷在电场中受电场力运动，电场力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟运动的路径无关，功的大小等于电荷在初位置的某种能量EPA与末位置的某种能量EPB两者之差。EP与电荷在电场中位置有关，符合势能的定义，可以称其为电势能。

本课例中，根据静电力做功和重力做功规律相同，均与路径无关，只与初末位置有关;及电场和重力场在某些属性上的类似为出发点，利用类比的方法从重力做功与重力势能的变化关系推理出静电力做功与电势能变化的关系，建立电势能的概念。通过思维加工，帮助学生从熟悉的情景出发，总结概括出抽象、不熟悉的电势能的概念。在形成概念的过程中，培养学生的科学思维能力，落实核心素养。

在中学物理中，反映物理思维、科学方法的内容是很多的，要完全做到融方法于知识中，也并非易事，但只要在概念和规律的教学中，重视方法的探讨，就可做到使学生在学习物理知识的同时，又掌握了科学的思维方法。

三、实践应用、深化理解

物理学本身就是一门实践性很强的自然学科，物理概念都是从实践中总结出来的，所以只有把物理概念应用于实践，应用于解决实际问题，才能体现出物理概念的价值与作用。在物理概念教学中，也要增强实践意识，在帮助学生深入理解概念的同时，提升学生的核心素养。增强实践意识的途径是体验，而不是知识。

综上所述，概念教学是物理教学中的重难点，也是中学生感知、接受、掌握物理知识的一个关键节点。只有提高概念教学的有效性，才能促进学生物理核心素养的形成与发展。在新课改的引领下，教师要新观念，积极探索，重视学生物理概念的建构过程，既要重视知识的“去脉”，更要重视知识的“来龙”。在指导学生概念学习的同时，不断提升和发展学生的学科核心素养。