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基于核心素养的高中物理观念进阶式学习教学设计与案例分析

郦均
  
天韵媒体号
2025年129期
浙江省诸暨市牌头中学  311825

摘要:随着教育改革的不断深入,核心毒美的培美已成为高中物理教学的重要目标,学习进阶是一种针对学生认知发展规律的教学设计方法,能够有效地提高学生的学习效果和核心素养水平。本文以观念进阶式学习为切入点,探讨如何在高中物理教学中设计层层递进的学习路径,帮助学生实现从知识理解到素养提升的跨越。通过分析具体教学案例,提出可操作的设计策略,旨在促进学生在物理观念、科学思维与实践能力等方面的综合发展,为一线教学提供实用参考。

关键词:核心素养;观念进阶;高中物理;教学设计

引言

在当今教育背景下,高中物理教学会更加注重学生科学素养的长期培育。物理观念作为核心素养的重要组成部分,体现为学生从物理视角认识世界、解决问题的能力。但目前有不少学生虽能解答题目,却难以形成系统、深入的物理观念。主要原因在于学习过程缺乏循序渐进的设计,知识之间未能建立有机关联。为此,本文尝试以“观念进阶”为线索,引导学生在不断深化的学习过程中,逐步构建科学的物理观念,提升综合素养。

一、观念进阶式学习的理论基础与设计原则

观念进阶式学习体现了学生认知发展的自然规律——从简单到复杂、从具体到抽象的渐进过程。物理概念之间有着天然的逻辑联系和层次关系。如果我们在教学中能够顺应这种认知规律,就能帮助学生建立起更加稳固和灵活的物理观念体系。

(一)以核心素养为导向的目标分层

我们需要将核心素养这个宏观目标分解为可操作、可评估的具体层级。这种分层不是简单的内容划分,而是学生认知发展的路线图。以“能量守恒”教学为例,基础层次的目标是让学生能够识别不同形式的能量并理解它们之间的转换关系;进入进阶层次,学生需要运用这些知识解释生活中的能量转换现象;而到了高阶层次,则要求学生能够设计简单实验来验证能量守恒定律。这样的目标设置就像为学生搭建了一架认知的阶梯,每一步都有明确的能力要求,既避免了学习难度的跳跃,又能确保核心素养的逐步形成。

(二)创设递进式学习情境

很多老师可能都有这样的体会:如果一开始就抛出复杂的物理问题,学生往往会望而却步;但如果从他们熟悉的生活场景入手,再逐步深入,效果就会好很多。比如在讲授圆周运动时,可以从学生感兴趣的“过山车为什么不会掉下来”这个问题入手,这是第一个层次——激发兴趣和疑问。然后引导学生分析过山车在轨道不同位置的运动状态,这是第二个层次——运用概念分析问题。最后再延伸到其他圆周运动现象的解释,这是第三个层次——拓展应用。这个过程就像剥洋葱一样,层层深入,既保持了学习的连贯性,又确保了思维深度的逐步提升。这样的情境设计让物理学习不再显得突兀,而是自然而然地发生。

二、教学案例设计与实施路径

为了将观念进阶的教学理念落到实处,我们以高中物理的“力学单元”为例,展开具体的教学设计。这个案例将完整展现学生如何通过三个紧密衔接的阶段,实现从建立基础观念到综合应用的能力跃迁。

(一)阶段一:建立基础观念

观念的建构必须始于学生的前概念和直接经验。在本阶段,教学的核心目标是帮助学生形成对物理概念的初步表象和直观理解,为后续的深度加工打下坚实基础。以“力矩”概念的建立为例,教师可引导学生回顾“推门”这个几乎每天都会发生的动作。先提出一系列引导性问题:“当我们推门时,手放在什么位置最省力?为什么靠近门轴的位置很难把门推开?”学生会基于生活经验迅速回应:手放在门把手处最省力。此时,可以顺势引入“力臂”这一术语,来描述力的作用点到转动轴的距离。通过对比在门的不同位置施力,学生能够直观地感受到,力的作用效果不仅与力的大小有关,更与力臂密切相关。在这个感性认识的基础上,教师再揭示“力矩”的概念,将其定义为力与力臂的乘积,用以衡量力使物体转动的效果。这个阶段的教学,关键在于让学生“看见”并“感受”到物理概念的存在,将陌生的科学术语与熟悉的生活体验建立连接,从而完成观念建构的第一步——从生活现象走向物理概念。

(二)阶段二:深化观念联系

当学生具备了基础观念后,教学需要向前迈进关键一步:引导他们发现不同观念之间的内在联系,这个阶段是学生思维能力提升的核心环节。在学生理解了单一力矩的作用后,教师可以引入“跷跷板”这一经典情境。提出一个挑战性问题:“一个体重较重的同学和一个体重较轻的同学,如何才能让跷跷板保持平衡?”学生首先会想到需要调节他们在支点两侧的位置。这时,教师需要设计一个递进式的问题链:“这时的平衡,本质上是什么的平衡?”“两侧同学的体重(力)不同,要使得跷跷板平衡(力矩相等),他们到支点的距离(力臂)必须满足什么关系?”“你能用刚刚学到的力矩概念,来解释这个现象并总结出规律吗?”通过这一系列环环相扣的追问,学生的思维被引向深入。他们需要将“力矩”概念与之前学过的“平衡条件”进行整合,最终自己建构出“有固定转动轴的物体的平衡条件是合力矩为零”这一规律。这个过程,学生体验到的是将新知融入旧知、从具体现象抽象出普遍规律的科学思维过程,他们的物理观念由此实现了从“点”到“线”的进阶。

(三)阶段三:素养整合与应用

观念进阶的最终目标,是让学生能够灵活、综合地运用所学知识解决真实情境中的问题,实现知识向能力的转化,这也是物理核心素养的真正体现。在学生对力矩平衡有了深刻理解后,教学可以推向一个更具挑战性和开放性的层次。例如,组织一项小组项目式学习任务:“请以小组为单位,利用给定的材料(如木条、细绳、配重等),设计并制作一个具有创意的‘平衡艺术装置’。”这个任务看似简单,实则对学生提出了全方位的要求。

他们首先需要在小组内进行头脑风暴,确定设计方案;然后必须精确计算不同部件的力矩,确保装置在静态下的稳定性;在制作过程中,还可能遇到理论与实际的偏差,需要分析原因并调整方案。这个过程中,学生不仅综合运用了力矩、平衡等力学观念,更在实践中锻炼了团队协作、创新设计和问题解决的能力。他们所学的物理知识,不再是试卷上的题目,而是变成了设计和创造现实作品的工具。

综上所述,高中物理教学在核心素养引领下,正经历从“知识本位”到“观念建构”的转型。观念进阶式学习通过层次化、综合化的教学设计,为学生搭建了持续发展的认知路径。未来,我们还需在实践探索中不断优化策略,真正实现物理学科育人价值的最大化。

参考文献:

[1] 刘勇 . 基于核心素养的高中物理大单元教学设计探讨 [J]. 数理天地(高中版),2024(22):113-115.

[2] 吕源林 . 基于物理核心素养的高中力学项目式教学策略研究 [D]. 湖北 : 湖北大学 ,2024.

[3] 钟科 . 核心素养导向下的高中物理进阶式复习课教学设计 [J]. 中学物理教学参考 ,2023,52(3):35-37.

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