例析核心素养视角下的初中物理概念建构

【摘要】本文结合教学实例，论述核心素养理念下的物理概念教学策略，阐述常见的物理概念类别，明确物理概念教学的任务，提出类比法、实验探究法、归纳推理法以及实验观察法等教学方法。

【关键词】初中物理 核心素养 概念教学 策略

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）05A-0032-02

初中物理是小学科学到高中物理的过渡，经过小学科学学习后，学生对生命科学、物质科学、地球与宇宙科学三大领域的相关内容有了初步的认识，掌握了一些简单的科学概念，也形成了初步的科学素养。如何在学科教学中落实这些素养要求，发挥学科育人的功能，成为初中物理教师的重要任务。笔者结合一些具体的案例谈谈在发展核心素养背景下引导学生建构初中物理概念的教学方法。

一、常见物理概念类别

初中物理概念内容上包含力学、电学、磁学、热学、光学、声学等。大部分物理概念具有定量的性质，即是可测量或可度量的，也就是我们常说的物理量，如力、速度、密度、压强、功、功率、电压、电阻、电流、比热容、热量、燃烧值等;也有一些反映物理现象的定性物理概念，它们是不需测量的，如匀速直线运动、光的反射、光的折射、电磁感应、熔解、沸腾、蒸发、核反应等。物理量按照它反映的客观属性，又可分为状态量和过程量，如速度、压强、电压、电流强度、温度、功率等是用来描述状态的物理量，当研究对象一定时，它们有确定的量值，功、热量等描述过程的物理量，一般来说，不同的过程有不同的量值。物理量也可分为性质量和作用量。性质量是描述物体或物质的某种性质的量，如密度、电阻、比热容、燃烧值等;作用量是描述物体间相互作用的量，如力、力矩、功、压强等，它们的特点是与物体间相互作用密切相关，对于单个物体是毫无意义的。

二、物理概念教学的任务

物理概念是人们学习物理学的基础，是理解物理现象及变化规律的前提，它是客观物理事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映。初中物理课程教学目标是提升学生的科学素养，培养学生的物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任;基本的物理概念、规律及技能是学生形成物理观念的基础，同时也是科学思维、科学探究、科学态度与责任形成的载体。学生如果没有经历一个正确的、符合学生学习规律的过程去认识物理概念与规律，就不能正确、完整地掌握物理知识中蕴含的研究问题的科学方法及科学家们探索物理规律的艰辛，也形成不了積极的科学态度与责任。

三、建构物理概念的常见方法

（一）类比法

教学九年级“认识电功率”一节时，学生在上一节课已经知道了用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，做了多少功就消耗多少电能。学生可观察到不同的两只电灯串联在照明电路中发光的亮度不同，通过分析知道亮度不同就是在相同时间内获得的光能不同，也就是说，在相同时间内消耗的电能多少是不同的。这一现象说明电流做功除了有多少之别，还有快慢之别。为了描述电流做功的快慢，我们可类比“为描述物体运动快慢引入速度概念”而引入电功率来表示电流做功的快慢，即可用一定时间内电流所做的功与它所用时间的比值来表示电流做功的快慢。这样学生在原有知识的基础上，通过类比迁移的方法理解了电功率概念引入的原因及其物理意义。

类比方法是物理教学方法中常见的方法，主要是培养学生的迁移思维能力和类比能力，通过找出电流做功和运动之间的共同特性，如都有快慢之别，而引入不同的物理概念。教师在教学中把电功率概念与速度概念进行比较，指出速度是表示物体运动的快慢，电功率是表示电流做功的快慢，它们都是描述快慢的物理量，都用比值表示大小，不同点是一个描述运动的快慢，一个描述做功的快慢，物理意义不同，单位也不同，这样更能帮助学生理解两个物理概念，提高其科学思维能力。

（二）实验探究法

密度属八年级物理教学内容，此阶段学生的抽象思维能力弱，又是刚学习物理，对物理概念规律的认识能力也较弱，所以教师应尽可能地创设物理情境帮助学生理解物理现象或物理属性，使学生从具体形象思维转向抽象逻辑思维。教师可以实验为抓手，指导学生探究物体的质量与体积的关系。教师可向学生提供器材：不同质量的铜块（3块）、不同质量的铝块（3块）、不同质量的铁块（3块）、烧杯、适量的水、滴管一个、实验用量筒一个，天平一台，细线若干。

实验方案设计：

问题1：要探究物体的质量与体积的关系需测量什么物理量？怎样测量？

问题2：所需器材有哪些？

问题3：实验步骤怎样？为了减少实验误差应先测量什么物理量？

教师引导学生围绕上述问题讨论并确定实验方案。

学生实验后收集实验数据，如下是其中一组学生的实验数据。

教师可通过如下问题引导学生分析实验数据：

问题1：分析表中数据，同种物质组成的物体质量与它的体积有什么样的大致关系？（物体体积越大，其质量越大）

问题2：分别计算出表中每一实验对象的质量与体积的比值，并进行综合分析，你能得到什么结论？（同种物质构成的物体，它的质量与物质体积之比基本相同;但不同物质的质量与体积的比值不同）

最后，教师引入概念：物质的质量与其体积的比值保持不变，不同物质的质量与体积的比值不同，这是物质的一种特性，它与物质的颜色、气味、硬度等特性一样，是物质的另一种特性，这种特性我们称之为密度，即某种物质的质量与其体积的比值叫作这种物质的密度。不同物质的密度一般不同。利用密度也可鉴别物质。

学生在八年级时初次接触物理实验探究，实验设计能力弱，对实验数据的综合分析能力也弱，所以教师要通过适当的实验及问题引导和启发学生，使他们融入物理概念建构的全过程，亲身经历实验探究方案的设计、数据的收集与分析处理，对物质的共有属性进行抽象归纳，从而建构物理概念，真正理解其物理意义。

科学探究能力是物理核心素养的四大要素之一，教师只有在课堂教学中不断地给学生科学探究的机会，其探究能力才会不断提高。我们在本次实验中可发现同种物质构成的物体的质量与体积之比略有不同，所以要引导学生实事求是地得出结论为“比值基本相同”，进行原因分析后，说明科学家通过提高实验精度和大量实验发现其比值应该是相同的，这也是培养学生科学态度与责任的重要途徑。

（三）归纳推理法

在教学八年级物理引导学生建构力的概念时，教师通过列举生产生活中存在力的一些现象引导学生进行分析归纳，找出力的本质特征，从而建构力的概念。例如，教师引导学生对下列现象进行分析：人提水桶、人推车、马拉车、推土机推土、起重机吊货物、桌子压地面、磁铁吸引铁钉等，师生共同通过列表分析的方式对产生的结果、发生的条件进行分析，找出其共性。

通过分析表格可知：都存在力，人、马、推土机、起重机、桌子、磁铁都是物体，提、推、拉、吊、压、吸引等都是作用，水桶、车、土、货物、地面、铁钉等都是物体。所以力的本质是物体对物体的作用。

通过列表的形式把所有事例的结果、产生条件呈现出来，能直观地找出它们的共性，对比归纳出力是物体对物体的作用。尽管作用的形式有不同，有接触的也有不接触的，接触的各种形式也不相同，但其本质都是作用。这种概念建构的方式有利于培养学生的归纳推理能力和抽象思维能力，也对学生正确认识物理概念提供了帮助。

（四）实验观察法

对于一些定性的反映物理现象的概念，如光反射、折射、熔化、汽化、升华、凝固、电磁感应、形变等，可通过观察实验现象直接引入概念。这些概念本身不难理解，难理解的是这些现象产生的原因、条件、规律，所以经常要借助实验、图形或图像加深理解。例如教学光的反射，教师不仅要引导学生观察光的反射现象、分析光反射的原因、探究光反射的规律，还要借助画光反射的光路图，把光反射现象模型化。

用光线来表示光的方向及行进路线是一种物理模型的建构，有助于学生物理模型建构能力的提升，在初中物理中，常见的物理模型有光线、磁感线、电路图、力的示意图、杠杆、匀速直线运动、光滑水平面等。

教师不能让学生死记硬背或通过相关练习强行理解物理概念，关键在于引导学生自己建构概念，明确概念引入的原因：它是怎样建立起来的？有哪些相关的科学家故事？它的物理意义是什么？其物理现象产生的原因、条件、规律又是什么？这样学生才会真正地理解概念，了解其本质特征，领悟其物理意义。

【参考文献】

[1]陈刚.物理教学设计[M].上海：华东师范大学出版社，2009

[2]潘毅婷，包捷敏.例析中学物理实验对学习物理概念的作用[J].中国科教创新导刊，2011（27）

作者简介：容科勇（1963— ），广西桂林人，高级教师，广西特级教师，研究方向：中学物理教学与研究。

（责编 刘小瑗）