前言
??江秀梅，劉大明.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中物理模型教學(xué)策略【J】.新課程評(píng)論，2020（04）：84—91
摘要: 核心素養(yǎng)指引下的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》把“物理模型”素養(yǎng)要素的重要性提高到了一個(gè)新高度。高中物理課堂教學(xué)專(zhuān)門(mén)提出物理模型教學(xué)主題有利于落實(shí)課程目標(biāo)，并促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的最終養(yǎng)成。文章分析了物理模型對(duì)于落實(shí)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的重要性，并從認(rèn)知策略、顯化策略和運(yùn)用策略三個(gè)方面闡述應(yīng)該如何進(jìn)行物理模型教學(xué)才能提升高中物理模型教學(xué)水平，最終實(shí)現(xiàn)指向?qū)W科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。
關(guān)鍵詞: 物理模型;學(xué)科核心素養(yǎng);課程標(biāo)準(zhǔn);質(zhì)點(diǎn)模型
一、提出問(wèn)題
“物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式;是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型的抽象概況過(guò)程;是分析綜合、推理論證等方法在科學(xué)領(lǐng)域的具體運(yùn)用;是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判，進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品格。”［1］從上述表述中不難判斷:模型建構(gòu)是科學(xué)思維中的核心要素，因?yàn)樵谀Ｐ徒?gòu)的過(guò)程中需要科學(xué)推理和科學(xué)論證等要素的參與，建構(gòu)模型后還需要針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行反饋性批判，這又需要質(zhì)疑與創(chuàng)
新的態(tài)度及能力。
雖然模型建構(gòu)明確歸為科學(xué)思維素養(yǎng)要素，但在落實(shí)其他學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)時(shí)也必不可少。法國(guó)科學(xué)方法論學(xué)者阿雷說(shuō):“科學(xué)的基本活動(dòng)就是探索和制定模型。”可見(jiàn)，建構(gòu)模型是科學(xué)探究的重要內(nèi)容和歸宿，落實(shí)科學(xué)探究素養(yǎng)教學(xué)必須以物理模型教學(xué)為載體。高中物理新教材主編彭前程教授指出，“教學(xué)中只有在概念、規(guī)律教學(xué)的基礎(chǔ)上有意識(shí)地將其中的觀念歸納、提煉出來(lái)，才能使物理觀念的學(xué)習(xí)扎扎實(shí)實(shí)地落到實(shí)處”［2］。趙凱華教授在新的物理教科書(shū)中撰文指出，“物理學(xué)的一般探索過(guò)程是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)，在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立物理模型，提出簡(jiǎn)潔的物理
規(guī)律，用它們?nèi)ヮA(yù)言未知現(xiàn)象，再用新的實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)這些物理模型和物理規(guī)律，去否定或進(jìn)一步修正它們”。由此可見(jiàn)，在注重科學(xué)知識(shí)生成過(guò)程教學(xué)中，建構(gòu)物理模型是前提性教學(xué)環(huán)節(jié)。堅(jiān)持“在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立物理模型”和用新的實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)、否定或修正物理模型的科學(xué)研究原則，這本身就是一種科學(xué)態(tài)度的體現(xiàn)。
綜上分析，高中階段進(jìn)行物理模型教學(xué)是落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的應(yīng)然要求。從《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(下文簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》)就物理模型一詞提及的頻次和有關(guān)表述中亦能發(fā)現(xiàn):物理模型是一個(gè)熱點(diǎn)詞匯，《課程標(biāo)準(zhǔn)》將物理模型的地位提升到了
一個(gè)新高度。可以如是說(shuō)，在高中物理課堂教學(xué)中明確和突出物理模型教學(xué)是落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的必然要求，是遵照課程標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成課程目標(biāo)的教學(xué)使命。那么，如何在高中物理課堂教學(xué)中進(jìn)行物理模型教學(xué)?怎樣的物理模型教學(xué)更有利于達(dá)成物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)?
二、物理模型教學(xué)策略
物理模型是一種理想化的思維模型，師生就物理模型的認(rèn)識(shí)、理解、運(yùn)用等方面存在嚴(yán)重不足，基于此提出以下三個(gè)方面的教學(xué)策略。
(一)認(rèn)知策略:提升物理模型認(rèn)識(shí)水平是前提
現(xiàn)行教材和教學(xué)就物理模型教學(xué)方面存在顯性化水平不高，認(rèn)知水平不足的教學(xué)現(xiàn)狀;而且從心理、教學(xué)、應(yīng)試方面都導(dǎo)致了不少建模思維障礙［3］。中學(xué)物理教師首先要提升物理模型思維意識(shí)水平，才能引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)物理模型思維意識(shí)，以下四個(gè)方面值得特別強(qiáng)調(diào)。
1.認(rèn)識(shí)物理模型的普遍性
不少學(xué)生僅僅知道質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷為物理模型，甚至不少教師也未能認(rèn)識(shí)到物理模型的普遍性。事實(shí)上，物理模型可分為幾種類(lèi)別:(1)對(duì)象模型:質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、輕彈簧、輕桿、輕繩、剛體、理想氣體等;(2)過(guò)程模型:勻速直線
運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、理想氣體狀態(tài)變化等;(3)結(jié)構(gòu)模型:原子核式結(jié)構(gòu)模型、固體、液體、氣體、絕緣體、導(dǎo)體等;(4)模擬模型:電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線、光線等;(5)條件模型:勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、真空等。從某種意義上說(shuō)，物理學(xué)是物理模型的集合部。
2.理解物理模型的必要性
物理模型雖然是簡(jiǎn)化的、理想化的思維產(chǎn)物，但卻更容易推進(jìn)對(duì)真理的認(rèn)識(shí)，從而更好地認(rèn)識(shí)原型的本質(zhì)特征。
例如，一塊金屬導(dǎo)體有很多特征屬性，諸如大小、形狀、體積、質(zhì)量、溫度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等等。只有選擇關(guān)注體積、質(zhì)量?jī)蓚€(gè)屬性，而忽略其他屬性，才能得出密度這一固有屬性;選擇了溫度、導(dǎo)熱屬性，才能得出比熱容固有屬性;關(guān)注導(dǎo)電時(shí)的電流、電壓，才能得出電阻固有屬性及發(fā)現(xiàn)歐姆定律;進(jìn)一步關(guān)
注電阻、長(zhǎng)度、橫截面積等屬性，才能得出電阻率固有屬性及發(fā)現(xiàn)電阻定律。
3.明確物理模型的思維內(nèi)核
物理模型的思維內(nèi)核就是舍去次要因素，突出主要因素，使得原型或?qū)嶋H問(wèn)題純凈化、簡(jiǎn)單化、理想化，便于開(kāi)展更嚴(yán)密的數(shù)學(xué)邏輯猜想、推理和判斷，最終有利于問(wèn)題的有效解決。原物是否可以理解為某種模型，一定要認(rèn)識(shí)到一核兩面:一核，就是要把握所研究問(wèn)題
的本質(zhì)特征。兩面，就是指忽略了哪些因素，突出了哪些因素，忽略的因素對(duì)所研究問(wèn)題沒(méi)有影響或影響很小，不是所研究問(wèn)題的本質(zhì)屬性;突出的因素對(duì)所研究問(wèn)題有影響，是所研究問(wèn)題的本質(zhì)屬性。所以進(jìn)行物理模型教學(xué)時(shí)務(wù)必引導(dǎo)學(xué)生明白:忽略了什么?突出了什么?如此處理解決了什么問(wèn)題?不這樣學(xué)中，突出思維過(guò)程是關(guān)鍵。物理模型教學(xué)策略均源自模型思維特點(diǎn)，下文還將詳細(xì)論述。
4.體會(huì)物理模型的發(fā)展性
從某種意義上說(shuō)，物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程是一個(gè)不斷建立模型、運(yùn)用模型和修正模型的過(guò)程。例如，人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，從天圓地方說(shuō)到地心說(shuō)、日心說(shuō)再到宇宙膨脹說(shuō)，正是宇宙模型的發(fā)展過(guò)程。如是例子，在物理學(xué)中還有很多。再例如，人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷
了一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程，從第一個(gè)具有科學(xué)形態(tài)的實(shí)體結(jié)構(gòu)模型，到棗糕模型、核式結(jié)構(gòu)模型、波爾模型以及量子模型，都以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和新實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)對(duì)已有模型進(jìn)行修正而提出。在教學(xué)中，務(wù)必呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事實(shí)并強(qiáng)調(diào)模型建構(gòu)中必須以事實(shí)為依據(jù);還得提示學(xué)生，認(rèn)識(shí)或評(píng)價(jià)物理模型時(shí)不要簡(jiǎn)單地用“對(duì)”與“錯(cuò)”來(lái)評(píng)判，而要關(guān)注每一種模型的適用條件，即突出了什么因素，忽略了(或還未關(guān)注到)什么因素。
認(rèn)識(shí)和理解到物理模型在物理學(xué)發(fā)展中的普遍性和必要性，有利于克服思維障礙，提升運(yùn)用物理模型解決問(wèn)題的意識(shí);明確物理模型的思維內(nèi)核，有利于掌握思維方法，提高運(yùn)用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力;體會(huì)物理模型的發(fā)展性，有利于培養(yǎng)思維靈活性，能夠具
體問(wèn)題具體分析，靈活構(gòu)建不同物理模型解決不同問(wèn)題。也即，運(yùn)用物理模型發(fā)展物理觀念而不至于僵化;運(yùn)用物理模型提高科學(xué)思維水平而不至于片面;運(yùn)用物理模型培養(yǎng)科學(xué)探究能力而不至于刻板;運(yùn)用物理模型樹(shù)立科學(xué)態(tài)度與責(zé)任而不至于虛幻。
(二)顯化策略:呈現(xiàn)物理模型思維過(guò)程是關(guān)鍵
長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于科學(xué)方法教育問(wèn)題一直存在“隱性教育”和“顯性教育”之爭(zhēng)。其中，科學(xué)方法隱性滲透教學(xué)的思想一度占據(jù)上峰，成為教材編寫(xiě)和一線教學(xué)的權(quán)威性指導(dǎo)思想。教學(xué)實(shí)踐表明，這種教學(xué)思想不利于科學(xué)方法教育，阻礙了學(xué)生思維能力的提高。這里舉兩個(gè)教學(xué)實(shí)例:筆者曾問(wèn)即將高中畢業(yè)的學(xué)生，“你們學(xué)習(xí)了哪些物理模型?”絕大多數(shù)學(xué)生僅僅能答出質(zhì)點(diǎn)和點(diǎn)電荷兩種模型。更值得反思的例子是，師生就“為什么帶電微觀粒子在電磁場(chǎng)中，可以忽略重力作用卻不能忽略質(zhì)量的影響”思考題的思考十分膚淺，甚至疑惑不解。
兩個(gè)例子說(shuō)明，學(xué)生就物理模型只停留于記憶層面(以至于說(shuō)死記硬背也不為過(guò))，幾乎沒(méi)有形成必要的思維意識(shí)和能力，更遑論運(yùn)用模型思維解決實(shí)際問(wèn)題了。
歷經(jīng)張憲魁、邢紅軍等堅(jiān)持科學(xué)方法顯性教育學(xué)者的努力，顯性教育思想已經(jīng)初露端倪，在新教材編寫(xiě)中有了重大體現(xiàn)。盡管如此，依然存在“形顯神不顯”的嫌疑，即只在科學(xué)方法名稱(chēng)上著筆，并沒(méi)有就科學(xué)方法在運(yùn)用中的思物理模型思維的核心是忽略次要因素突出主要因素，那么在進(jìn)行物理模型教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確哪些是主要因素哪些是次要因素，還要知道其原因。建構(gòu)物理模型是為了更好地解決實(shí)際問(wèn)題，所以還要知道如此構(gòu)建模型還有什么好處，有什么限制性條件。只有通過(guò)顯化物理模型思維過(guò)程，才能展現(xiàn)建構(gòu)模型的教學(xué)價(jià)值。
例如，基于物理模型建構(gòu)教學(xué)下的理想變壓器教學(xué)設(shè)計(jì)流程為:介紹變壓器結(jié)構(gòu)，演示對(duì)比實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)組:原線圈接交流電源;對(duì)照組:原線圈接直流電源)→觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論變壓器工作原理→引導(dǎo)提出問(wèn)題(例如電壓關(guān)系
跟什么因素有關(guān))，實(shí)驗(yàn)探究定量結(jié)論→
對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)估交流，結(jié)合更多經(jīng)驗(yàn)事實(shí)(教師提供，如果條件允許還可以實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn))建構(gòu)理想變壓器模型(突出了什么因素，忽略了什么因素，即明確理想化條件)→根據(jù)理想變壓器模型進(jìn)一步推導(dǎo)其他規(guī)律(例如電流關(guān)系，若班級(jí)整體素質(zhì)較高，可以進(jìn)一步拓展到多副線
圈變壓器，“串聯(lián)”變壓器的有關(guān)規(guī)律推導(dǎo))。
在實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師需要注意理想變壓器模型的建構(gòu)應(yīng)基于實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)之上，并綜合教師提供的更多事實(shí)，經(jīng)歷忽略次要因素，突出主要因素的思維過(guò)程，如此才能真切地培養(yǎng)模型建構(gòu)思維能力;建立理想模型后再推導(dǎo)有價(jià)值的物理規(guī)律，如此能夠體會(huì)理想模型的理論與實(shí)踐意義，提升運(yùn)用物理模型解決問(wèn)題的能力。
(三)運(yùn)用策略:建構(gòu)模型解決原始問(wèn)題是核心
核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)該具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生接受學(xué)校教育后最終應(yīng)達(dá)到的發(fā)展目標(biāo);學(xué)科核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)在特定學(xué)科的具體化，是學(xué)生學(xué)習(xí)一門(mén)學(xué)科之后所形成的，具有學(xué)科特點(diǎn)的成就(包括必備品格和關(guān)鍵能
力)。［5］由此可見(jiàn)，指向核心素養(yǎng)的課堂
教學(xué)目標(biāo)就是要培養(yǎng)能夠解決實(shí)際問(wèn)題的必備品格和關(guān)鍵能力。基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理模型教學(xué)最終要落實(shí)到運(yùn)用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題上來(lái)，唯有如此才能真正地提高物理模型思維能力。正如前文提出，物理學(xué)幾乎可以說(shuō)是物理模型的俱樂(lè)部。高中中后階段的物理課
堂教學(xué)，課程內(nèi)容應(yīng)以“原始問(wèn)題”的形式呈現(xiàn)，引領(lǐng)學(xué)生自主建構(gòu)模型解決原始問(wèn)題。特別是，在教學(xué)評(píng)價(jià)或試題命制中，需要設(shè)置適量的原始物理問(wèn)題，以此構(gòu)建指向核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)體系。下面以一個(gè)原始問(wèn)題教學(xué)案例為例。
在上面的解題過(guò)程中，把地球看成一個(gè)帶電的導(dǎo)體球，忽略地球的外表形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等次要因素，突出了帶電主要因素，而且簡(jiǎn)化為完美球形，有利于進(jìn)一步科學(xué)推理以達(dá)到最終解決問(wèn)題的目的。值得指出的是，原始物理問(wèn)題不一定完全符合客觀實(shí)際，就此建構(gòu)物理模型并推理所得結(jié)論也不一定與客觀實(shí)際完美吻合，從考核評(píng)價(jià)而言，這并不會(huì)影響學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成;從學(xué)術(shù)研究視角而言，這正是學(xué)術(shù)交流、實(shí)踐探索、科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展空間。
物理模型教學(xué)如同一個(gè)撬動(dòng)地球的支點(diǎn)，能夠撬動(dòng)包括科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新，問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流，科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)責(zé)任，物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀、能量觀整個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)球的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且相當(dāng)全面、高效、深刻。開(kāi)展好物理模型教
學(xué)，勢(shì)在必行。
為了更好地理解物理模型教學(xué)特點(diǎn)，下文以“質(zhì)點(diǎn)”一課的物理模型備課實(shí)例進(jìn)一步呈現(xiàn)物理模型教學(xué)景象，以求拋磚引玉。
三、“質(zhì)點(diǎn)”一課物理模型教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例
(一)質(zhì)點(diǎn)物理模型的內(nèi)涵分析
質(zhì)點(diǎn)模型是對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)單化、理想化、純粹化的結(jié)果;如果物體的大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或其影響小到可以忽略時(shí)，就可以把物體看作一個(gè)幾何點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)模型，雖然把物體簡(jiǎn)化為了一個(gè)幾何點(diǎn)，但物體的質(zhì)量因素卻不可忽略，所以突出物體質(zhì)量屬性的幾
何點(diǎn)才是名副其實(shí)的質(zhì)點(diǎn)。
(二)質(zhì)點(diǎn)物理模型的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
在實(shí)際教學(xué)中，師生對(duì)質(zhì)點(diǎn)模型存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)，主要體現(xiàn)在:只看到忽略大小、形狀等次要因素的一面，卻沒(méi)有看到突出質(zhì)量主要因素的一面。之所以存在這樣的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，有下面兩個(gè)原因:現(xiàn)行教材把質(zhì)點(diǎn)教學(xué)安排在高中物理開(kāi)篇之處，即在學(xué)生僅有直觀的初步的運(yùn)動(dòng)學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上講授質(zhì)點(diǎn)。如此安排的優(yōu)勢(shì)之處是:讓學(xué)生首次體驗(yàn)到把物體看作幾何點(diǎn)的必要性和可行性，從而體驗(yàn)物理模型的意義。但是，質(zhì)點(diǎn)的另一核心特點(diǎn)是突出了質(zhì)量因素，對(duì)于缺乏動(dòng)力學(xué)知識(shí)的學(xué)生而言，是無(wú)論如何都沒(méi)有辦法體驗(yàn)到為什么要突出質(zhì)
量因素。第1代課程標(biāo)準(zhǔn)版教材寫(xiě)道:“看來(lái)，在某些情況下，我們可以忽略物體的大小和形狀，而突出'物體具有質(zhì)量’這個(gè)要素，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)。”［6］如此灌輸式教學(xué)，教學(xué)效果極差，甚至產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，物體具有質(zhì)量需要突出，那么物體也具有大小和形狀，為什么就能忽略呢?教材所舉實(shí)例，全是運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，忽略物體質(zhì)量，對(duì)所研究問(wèn)題亦毫無(wú)影響，質(zhì)量為什么不可忽略，還得突出呢?第2代課程標(biāo)準(zhǔn)版教材寫(xiě)道:“看來(lái)，在某些情況下，確實(shí)可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)
具有質(zhì)量的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。”如此表述不僅沒(méi)有進(jìn)步，還有后退之嫌。另外，學(xué)習(xí)完牛頓運(yùn)動(dòng)定律，特別是牛頓第二定律之后，教材沒(méi)有明確討論質(zhì)量這一因素的動(dòng)力學(xué)意義，致使質(zhì)點(diǎn)教學(xué)殘缺不全。
2.教師教學(xué)的原因
不可否認(rèn)，不少教師對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)不足，物理建模的意識(shí)和能力欠缺，于是在教學(xué)中照本宣科，教學(xué)安排缺乏系統(tǒng)性、前瞻性、結(jié)構(gòu)性。講授了牛頓第二定律內(nèi)容之后，再一次回歸質(zhì)點(diǎn)教學(xué)，就能彌補(bǔ)之前的教學(xué)缺憾，使得質(zhì)點(diǎn)教學(xué)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，如此才能使得
物理模型教學(xué)完整，強(qiáng)化物理模型的認(rèn)識(shí)。
(三)物理模型教學(xué)建議
《課程標(biāo)準(zhǔn)》必修1課程主要是機(jī)械運(yùn)動(dòng)、物理模型和運(yùn)動(dòng)規(guī)律三個(gè)核心內(nèi)容。既然把物理模型提升到核心教學(xué)內(nèi)容來(lái)看待，就應(yīng)當(dāng)增加篇幅，一方面使質(zhì)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化、完整化;另一方面，再安排對(duì)比性教學(xué)內(nèi)容———增加輕物模型教學(xué)內(nèi)容(很是遺憾，基于《課程標(biāo)準(zhǔn)》編寫(xiě)的新教材并沒(méi)有落實(shí)好課
程標(biāo)準(zhǔn)所確立的課程內(nèi)容，課程內(nèi)容呈現(xiàn)還略有后退跡象)，使物理模型教學(xué)內(nèi)容靈活化，全面化。具體教學(xué)建議如下:
1.完善質(zhì)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，形成前呼后應(yīng)
在教材開(kāi)篇處安排質(zhì)點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，主要讓學(xué)生體會(huì)到忽略無(wú)關(guān)因素或次要因素對(duì)研究問(wèn)題的必要性和可行性，并指出:這種簡(jiǎn)單化、純粹化、理想化是物理模型思維的重要特點(diǎn)之一，是物理模型思維的一個(gè)方面;講授牛頓第二定律或牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，獨(dú)立安排一節(jié)物理模型教學(xué)內(nèi)容。在這一節(jié)中，再一次完善質(zhì)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，突出質(zhì)量因素，引導(dǎo)學(xué)生理解突出質(zhì)量因素的必要性和意義。如此才能形成前呼后應(yīng)的教學(xué)效果，不僅使得質(zhì)點(diǎn)教學(xué)更完整，也能讓學(xué)生更深刻地完整地體會(huì)物理模型思維方法一方面忽略一些因素，另一方面又要突出一些因素，不管忽略還是突出，都是為了解決問(wèn)題，探究規(guī)律。
2.增加輕物教學(xué)內(nèi)容，形成鮮明對(duì)比
輕物模型與質(zhì)點(diǎn)模型完全不一樣，它突出了大小、形狀等因素，而忽略了質(zhì)量因素。輕物模型之所以不能忽略大小、形狀因素，自然也是由問(wèn)題性質(zhì)決定的;輕物模型為什么可以忽略質(zhì)量呢?忽略質(zhì)量又有什么意義?忽略質(zhì)量突出了什么本質(zhì)特征?通過(guò)深度討論式教學(xué)，
讓學(xué)生體會(huì)到輕物模型忽略質(zhì)量的必要性和可行性。［7］
通過(guò)如此對(duì)比學(xué)習(xí)，學(xué)生一方面對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解會(huì)更深刻;另一方面對(duì)物理模型思維方法會(huì)有洞見(jiàn)性頓悟。
四、小結(jié)與拓展
《課程標(biāo)準(zhǔn)》在對(duì)高中物理必修1的學(xué)業(yè)要求中指出:“了解建立質(zhì)點(diǎn)模型的抽象方法和質(zhì)點(diǎn)模型的適用條件，能夠在特定情景下將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)，體會(huì)物理模型建構(gòu)的思想和方法。”顯然，現(xiàn)行教材和教學(xué)，很難讓學(xué)生深刻體會(huì)物理模型建構(gòu)的思想和方法，只有完善質(zhì)點(diǎn)模型教學(xué)內(nèi)容，并對(duì)比性地增加輕物模型教學(xué)內(nèi)容，才能使物理模型教學(xué)完整、全面、深刻，幫助體會(huì)物理模型建構(gòu)的思想和方法。教材編者和一線教師只有全方面地領(lǐng)略物理模型課堂教學(xué)認(rèn)知策略、顯化策略和運(yùn)用策略，才能與《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的物理模型地位相匹配，更與必修1主要課程內(nèi)容相稱(chēng)，最終促成
學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。當(dāng)然，物理模型教學(xué)是一個(gè)持續(xù)性的教學(xué)內(nèi)容，各個(gè)課程模塊都應(yīng)當(dāng)重視這一思維方法的教學(xué)，不止于隱性滲透，而要顯性強(qiáng)化，特別是在教學(xué)中顯化物理模型思維過(guò)程，而且要以原始物理問(wèn)題為情景，運(yùn)用物理模型方法去解決問(wèn)題。
指向?qū)W科核心素養(yǎng)的高中物理課堂教學(xué)，就科學(xué)方法教育方面，都不能止于隱性滲透，還要顯性呈現(xiàn)，特別是置入實(shí)際問(wèn)題情景中去運(yùn)用，才能達(dá)到學(xué)以致用的目的。以科學(xué)方法為中心進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，是核心素養(yǎng)要求下應(yīng)該形成的課堂教學(xué)框架。提出科學(xué)方法顯性教育，并不是否定隱性教育所倡導(dǎo)的“能力滲透”教育本質(zhì)。科學(xué)方法的顯性教育猶如醒目的、渲染的、定格的“廣告”，目的是培養(yǎng)潛在的、未來(lái)的、可能的“客戶(hù)”，對(duì)于廣大客戶(hù)而言，廣告內(nèi)容可能忘記了，但無(wú)形中卻成就了其思維方式。正所謂，課堂教學(xué)中無(wú)形而具有生長(zhǎng)性的東西就是核心素養(yǎng)。
注:本文為江西省中小學(xué)教育教學(xué)課題研究與實(shí)驗(yàn)基地課題“基于核心素養(yǎng)和新教材重構(gòu)中學(xué)物理課堂教學(xué)”(課題號(hào):FZWL2019717)及“基于深度學(xué)習(xí)理念探究中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新研究”(課題編號(hào):SZUDHWL20191001)階段性研究成果。
參考文獻(xiàn):
［1］中華人民共和國(guó)教育部普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)［S］．北京:人民教育出版社，2018:15．
［2］彭前程聚焦核心素養(yǎng)，編好新教［J］中學(xué)物理，2019(15):26．
［3］劉大明，江秀梅．“多方建模”突破物理模型思維障礙［J］．教學(xué)月刊，2018(1－2):22－26．
［4］［7］江秀梅，劉大明．物理建模與物理解模教學(xué)探究［J］課程教學(xué)研究，2018(9):76，79
［5］余文森．核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)［M］．上海:上海教育出版社，2017．
［6］普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)———物理(必修1)［M］北京:人民教育出版社，2010:10
圖片
聯(lián)系客服
