10 黄晓珍
自主构建概念 培养科学思维
湖南省长沙市湘一芙蓉中学 黄晓珍
摘 要：为了有效培养和发展学生的核心素养，文章以电学概念教学为切入点从利用物理实验抽象概括事物本质形成观念、通过理论推理加工思维形成观念、合作教学分组讨论发展思维巩固观念三方面提出了在中学物理电学概念教学中培养学生物理思维的相关策略。
关键词：电学概念 核心素养 物理思维 培养
上世纪90年代，核心素养成为全球范围内教育政策、教育实践、教育研究领域的重要议题，国际组织和许多国家和地区相继构建核心素养框架。 2016年9月，中国学生发展核心素养研究课题组发布了中国学生发展核心素养总体框架及研究基本情况。核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。《初中毕业学业质量评价标准（2017版）物理》指出初中物理毕业学业质量评价应以培养“全面发展的人”为核心，应以物理学科素养为中心，应有利于落实“立德树人”的根本任务。物理学科的核心素养则是物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。在中学物理教学中物理课的类型有实验课、概念课、习题课、复习课等，其中概念课的教学常常需要在观察和分析一系列事实或实验的基础上，抽象概括一系列具体现象的共同特征，进而判断哪些因素是相关因素，从而抓住共同的本质特征。对于所做出的判断是否正确还需要通过实验来检验，在复杂概念的形成过程中往往还需要有一定的科学推理。因此，可以说物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物，往往在物理概念的形成过程就能实现对学生物理思维的培养。而物理学科的内容可分为力、热、点、光、原五大板块，每个版块都有对应的物理概念，其中电学概念相对而言更抽象，更需要中学物理教师要采用多样化的教学策略，促进学生核心素养的形成和发展。笔者在教学中初步形成概念教学的有效策略，即侧重于以下四个问题：“挖掘概念本质，创设何种情景引入物理问题”、“运用何种物理方法研究物理问题”、“怎样进行思维加工，异中求同表述物理问题中包含的物理概念”、“如何实现物理概念的内化，并运用到生活中”。下面就具体课例谈一谈：
一、挖掘本质，创设情境，引入问题
中国学生核心素养中物理学科素养明确指出科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程。教师应挖掘出概念的本质，在此基础上创设能直击概念本
图1
质的情境，向学生抛出问题，引发学生思考。如《串联和并联》一课中，教师要明确串联和并联的本质是电路有一条还是多条路径，所以在创设情境上可以出其不意的设计两串灯，在各取下一盏灯后，闭合开关两串灯的工作情况截然不同，引发学生认知冲突，激发学生学习兴趣，想要找出背后的原因，“到底这两串灯的背后是怎样连接的呢？”顺利进入新课教学。再比如《电流和电路》一课中对于电路的三种状态——通路、短路、断路。难点是短路，教师可以设置相关的教学情景，提高学生讨论的效率，从而突破教学难点，如给出实物图，让学生区分用电器短路、电源短路，进而讨论怎么纠正错误的连线。再给出电路图，让学生分析开关的通断会不会引起用电器短路或者电源电路。
二、运用方法，研究问题，得出结论
核心素养导向的概念教学要注重科学研究方法的应用，是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化。中国学生核心素养中物理学科素养还指出科学思维是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。如《两种电荷》一课，很多教师在“自然界有且只有两种电荷”这一观点的讲解上就是直接告诉学生的，其实在此处应该将推理论证法和实验相结合，培养学生的思维能力。让学生先质疑自然界是不是存在第三种电荷，如果存在理论上分析会有什么现象，再让学生进行实验观察证实，发现两根与丝绸摩擦过的玻璃棒产生的电荷相互排斥，这种电荷与毛皮摩擦过的橡胶棒产生的电荷不一样，因为他们之间相互吸引，再通过多组实验让学生观察其余任何两种物质通过摩擦产生的电荷只有两种作用——相互排斥或相互吸引，在此基础上引导学生进行推理得出“自然界有且只有两种电荷”。再如“电压”、“电流”概念对学生来说很抽象，在教学中可采用类比法，将水压与电压进行类比，将水流与电流进行对比，使学生借助生活中具体的事物形成初步概念，在学习的过程中，发展自身的思维，培养核心素养。
三、思维加工，构建知识，形成概念
物理是一科以实验为基础的学科，教师在教学中需要引导学生从生活经验、实验中准确地提炼出“相似”的东西，对客观世界进行概括，培养一种多途径、多回路的思维方法。如《串联和并联》中先让学生动手连接，将学生的成果通过投屏软件集中展现，并观察所有让两盏灯泡同时发光的连接方式的同与异，当学生意识到可以分为两类时，再引导学生找出每类连接方式的共性，提炼出“串联”与“并联”的概念，让学生画出电路图，建立“路”的模型，再进一步通过实验分别对串联和并联电路中开关的作用进行归纳，形成物理概念。这样的课堂生成性更强，这样的教学过程是激发学生构建知识的过程，是引导学生主动参与知识学习的过程，也更有利于学生科学素养的培养。
四、概念内化，发展思维，生活运用
教师在教学中要注重面向全体学生，鼓励学生尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想或质疑，以小组讨论的形式进行交流，提高学生的思辨能力。如《串联和并联》一课，先巩固串联、并联这一概念及对应电路开关的作用后，让学生学以致用，观察手中玩具车，不同开关的通断现象不同，从而判断出玩具车的内部电路图。最后让学生根据生活中的要求设计楼道灯的电路图，并且和教师一起完成实物连接，现场检测，这样的教学过程，促成了串联和并联这一概念的内化，同时让学生体会到的学习物理后的愉悦感与自豪感，更是在无形之中激发了学生的创新意识与社会责任感。
总之物理概念的形成与掌握是学生感知、形成、熟悉的一个过程，概念教学只有从物理学的视角引导学生认识自然，建立关于自然界的物理图景、物理模型，引导学生经历科学探究过程，学会科学研究方法，养成科学思维习惯，才能有效培养学生的核心素养。
参考文献
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