基于“核核心概念”的物理教学初探.docVIP

第 PAGE 页 基于“核心概念”物理教学初析 　　摘 要：近年来，核心概念逐渐成为科学教育界研究热点，其在学生学习、教师教学中均处于重要地位。本文以金字塔型知识结构中核心概念为起点，提出了围绕核心概念教学模式，即将核心概念转化为统摄性较低概念与典型事实（基本理解）。最后，以粤教版必修一第一章第五节《速度变化快慢 加速度》为例，具体阐述基于“核心概念”教学思路。 　　韦钰院士在《科学教育原则与大概念》 一书中曾谈到：科学教育目标不是去获得一堆由事实与理论堆砌知识，而应是实现一个趋向于核心概念进展过程，这样有助于学生理解与他们生活相关事件与现象。也就是学习不仅仅为了要知道一系列科学事实，更重要是要围绕核心概念构建知识体系与模型。[1]然而，如何根据所学内容明确核心概念？如何基于核心概念构建物理学科教学模式？这是一线物理教师与专家迫不及待想要解决问题。 　　1 核心概念对于学生学习重要作用 　　 如图1 所示，人知识结构呈金字塔形。最底层全是事实，在事实知识上面是统摄性较低概念。第三层是学科视角下核心概念与方法，第四层是跨学科主题，最上面一层是统摄所有其他知识哲学观点。在这个金字塔中，越顶端知识越少，概括程度越高;越底层知识越多，越繁杂。 　　 据对金字塔型知识结构研究，在某一具体学科下，核心概念与方法几近处于该学科体系中统领位置。可见，核心概念在学生学习中处于重要地位。在科学教育中，教师需重视对核心概念建立，引导学生对事实知识进行整合，构建出大理论框架。 　　2 基于核心概念教学模式构建 　　 美国课程专家艾里克森指出：“核心概念具有普遍迁移功能，是学科教学价值集中体现。任何教学活动本质，都是以学科事实为基础建构核心概念、发展学生思维能力。因此，重事实而轻概念，是舍本逐末错误做法。课程设计应该以核心概念为导向，以学科事实为基础，以便帮助学生理解学科核心概念。学习重心应该从记忆事实转移到理解核心概念，进而发展与提升学生思维能力。”[2]此段话一是强调了核心概念重要性，二是说明核心概念建立要以具体事实性知识为基础。这两点与上面所介绍金字塔型知识结构所体现理念是完全相符。 　　基于以上理论基础，结合当前中学物理教学特点，笔者提出了围绕物理核心概念教学模式：①整体把握，深入剖析，明确核心概念; ②把核心概念分解为下位概念，如，统摄性较低概念与事实知识，即将宏观大概念具体化，转化为易于学生接受“基本理解”;③为了切实执行“教师主导，学生主体”教学原则，进一步将“基本理解”转化为“基本问题”。通过教师精心设置一个个问题，促进学生对概念深入理解。具体建构如图2。 　　 上面“从大到小”建构过程是教师对知识演绎过程，这种知识建构方法对教师要求是很高。因此，教师平时要加强专业知识积累，提高自身素养。相应地，在课堂教学中，只需要将程序反转过来，采取“从小到大”教学策略，以事实为载体，以问题为驱动，设计教学活动，帮助学生领悟核心概念真谛。 　　3 教学模型在物理学科中应用 　　 立足《普通高中物理课程标准（实验）》，物理学中概念众多，为了帮助学生掌握精要，把准主干知识体系，减轻学习负担，要求教师在课堂中建构核心概念，围绕核心概念组织物理教学。接下来笔者尝试将图2理论模型应用在《速度变化快慢 加速度》[3]一节教学中。 　　3.1 剖析教学内容，挖掘核心概念 　　“加速度”是高中物理运动学中一个极为抽象概念，赵凯华与罗蔚茵教授在《新概念物理教程?力学》中明确指出：“这是人类认识史上最难建立概念之一，也是每个初学物理人最不易真正掌握概念。”[4]加速度这一概念不但难理解，而且非常重要。它是将运动与力联系起来桥梁，广泛应用于必修模块动力学问题中，在选修模块学习中也有所牵涉。因此，我们认为“加速度”是力与运动这一大概念中核心概念。 　　3.2 将核心概念转化为基本理解 　　根据教学目标要求，在加速度这一节中，需要掌握教学内容有：加速度概念与物理意义;加速度矢量性;学会区分速度、速度变化量、速度变化快慢三者关系。其中，最抽象过程在于对加速度概念建构。类比于速度是描述物体位置变化快慢物理量，加速度是描述速度变化快慢物理量，即单位时间内速度改变量为加速度。它是一个矢量，既有大小又有方向。大小可以根据其定义算出，方向与速度变化量方向是一致。加速度大于0，表示加速度与初速度同向;反之，加速度小于0，加速度与初速度反向。基于以上学习，通过对比，理清速度、速度变化量与加速度三者之间关系。 　　3.3 将基本理解转化为基本问题与活动 　　按照图2 中基于核心概念教学模型建构，《速度变化快慢 加速度》一节具体设计如下。 　　3.4 设计教学流程 　　 在教学活动中，具体来说，教师主要通过四个