核心素养背景下高职物理课程生活化教学实践研究

作者: 王帅

[摘           要]  物理课程是自然科学的基础,是高职理工科类学生一门重要的公共基础课程。培养学生的核心素养是目前教学的重心,结合高职学生的特点,核心素养的养成要与生活相结合,在课程引入、课程讲解和课后的练习中融入生活化元素方便高职学生理解,也可提升学生应用物理知识解决问题的能力。

[关    键   词]  物理;生活化教学;核心素养

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603(2024)05-0157-04

一、前言

为了构建高质量的育人体系,培育优秀人才,落实立德树人的根本任务,目前我国对初中和高中阶段的物理课程标准进行了统一的规划,提出了“物理学科核心素养”概念和学习要求。

(一)核心素养

“物理学科核心素养”是指学生在接受物理教育的过程中逐渐形成的适应个人终身发展和社会发展的正确价值观、必备品格和关键能力,使学生通过物理学习内化为带有物理学科特征的品质,是学生核心素养的关键成分。物理学科核心素养由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面的要素组成。核心素养的提出对课程教学有了更高层次的要求,该如何在课程中落实核心素养成为一个比较困难的问题。

(二)学生现状

高职教育作为职业教育的重要一环,在要求学生掌握专业能力的同时必须具备一定的基础知识。物理作为一门重要的基础课程,对于理工科类学生的专业学习尤为重要。高职阶段的招生方式多样:高中的统一高考、三校生高考和学校自招,三种途径招收的学生专业课程基础差距比较大。另外,高职阶段的学生逻辑思维和计算能力相对不足而动手能力却比较强。传统的教学主要是注重理论讲解、公式的推导和应用的计算,学生对繁杂的物理概念、公式、定理很难掌握,慢慢失去学习科学知识的兴趣。

高职阶段学生在儿童时期也都抱有成为科学家的梦想,对于神奇的自然现象、深邃的宇宙空间都是充满好奇心和无限的憧憬。现在学生也还是对有趣的现象保持最原始的好奇心和探索欲,教师可以利用学生这种兴趣来调动学生学习的积极性。现代建构主义学习观认为,学习是学习者通过新旧知识相互作用主动构建知识体系的过程,因此高职物理教学应该降低起点,以学生普遍的基础为起点,让学生能够听懂、学会。

二、生活化教学

生活化教学是指教师在梳理生活教学观念的前提下,撷取可应用于教学的生活化元素,立足于受教育者的生活经历、认识发展、兴趣爱好、情感体验等,遵循一定的原则,在课前、课中、课后、检测和评价中采取相应策略,构建学生熟知的生活化情景,教师通过兴趣化、体验式课堂来逐步引导学生对知识进行主动探究和学习,以此来提高学生对知识的运用和迁移能力,提高教学质量。

核心素养是学生课程学习应达到的必备品格和关键能力,也是学生后续学习发展的重要基础,我们要将核心素养的培养融入课程学习之中。依据学生理论基础利用学生的好奇心和探索欲在授课过程中将生活化融入教学:利用有趣的生活化教学资源,创设生活化的教学情景,从现象中提取物理概念,从问题的思考过程中培养物理思维,从生活化的演示实验中体验科学探究,从我们生活所遇到的问题思考科学态度与责任,并在实际问题的解决中培养创新意识,把生活化教学贯彻在课前、课中和课后的整个学习过程中。

三、生活化融入教学

在传统的教学中着重通过物理情景引入问题,但是这些情景学生有时候并没有真实经历过,很难抽象出相关的过程,所以将问题和所讲解的知识联系起来,构建知识。高职阶段学生逻辑能力和建构能力又存在一定的欠缺,很难达到好的教学效果。所以在课程的引入过程中创设情景要依据学生的认知和已有经验,基于学生的基础,通过生活化的问题引入,帮助学生理解概念,形成观念。但是生活化的问题要针对学生的“需求”,体现“趣味性”“炫酷性”和“新奇性”,问题引入避免让学生感到问题太简单、太随意而失去兴趣,又尽量符合现代学生对新奇和炫酷的追求,做到有趣、好玩但是又有一定的疑惑性。

(一)生活化的问题引入知识

物理与生活紧密相连,物理概念的建立和物理规律的形成,都离不开实际情境。学习物理知识的最终目标是解决生活中的实际问题,所以物理来源于生活又作用于生活,高职学生对于物理概念和规律有一些认识,通过生活中有趣的实际情景,如视频动画或者自然现象,可以提高学生参与课堂的积极性,也可以引导学生提出问题引发思考。

1.生活化的现象建立物理概念

物理学习过程中有大量的物理概念需要记忆,学生很难理解,往往通过死记硬背的方式记忆,但是这种方法往往导致概念的混淆而出现问题,大量相似概念和相似定理、原理在应用时也让学生无所适从。教学中突出核心概念,应该以生活为前提,让学生把概念和生活中的实际现象建立起联系,将生活化的现象概念化,从而理解概念的意义。例如,在讲解速度和加速度的概念时,可以通过汽车和火车启动时和正常运动时这个生活中的实际现象来构建,正常运动时,通过比较两者的快慢,得到速度的定义;得到加速度与速度变化快慢之间的关系,以及飞机启动过程中,飞机开始的缓慢加速滑行到起飞前的快速加速来分析速度的变化快慢来理解加速度。

2.生活化的情景建构物理观念

物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。物理观念和物理知识的主要区别在于所获得的概念、规律和方法是否建立了联系,能否在头脑中形成对物理世界的完整认识。这对学生的要求比较高,可以结合生活化的现象从现象的开始过程和结束的整个过程分析,不是仅仅停留在某一过程分析。这要求教师在讲授知识时从整个物理情景来进行分析,并且从不同角度把物理概念和规律做综合分析,建立起物理概念和规律之间的联系,构建知识体系。

物理是一门系统性很强的学科,相关的概念、规律、方法、思维等内容之间有着紧密的联系。为了做到问题的统一,在进行备课时,应做到相关联知识点之间的联系,做到单元备课,把关联比较强的章节放到一起备课,注重前后的联系,生活中实例选取的前后统一和问题研究的连续性。通过生活化问题不同角度的重复练习锻炼学生观察、发现、探究问题的能力,还可以提升学生的知识迁移能力和总结问题能力。

(二)生活化的问题培养科学思维

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物理模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判、进行检验和修正,进而提出创造性见解的能力和品格。

1.建立物理模型

物理模型的构建一直是学生学习的一个难点,很多时候学生死记模型的概念和特点方法记忆,但是在真正应用时往往又抓不住重点,出现问题。物理模型是从实际问题中抽象出来的,它以实际问题为基础,但是为了研究往往又把问题理想化,忽略掉一些对问题研究影响不大的因素,把问题简单化。从生活中实际问题的角度出发,从问题中建立模型,分析问题,这样不是枯燥的讲解模型,而是分析模型。例如在讲解刚体的概念时,从已有的质点模型出发,结合生活中的实际问题,思考门的转动问题,质点可以代替整个物体运动,而门上点的运动基本不同,形状和大小不能忽略,再进一步分析时认为形状是不变的,从而得出刚体的模型。

2.结合生活问题培养科学推理能力

科学推理是科学思维的要素之一,一般指根据一个判断得出另一个判断的思维形式。科学推理普遍存在于物理概念和规律的建立过程中。在以前的教学中,重点讲解是方法、规律和结论,但是推理过程不够重视,也就造成了重结论轻过程这样的问题,在学生遇到新的实际问题时往往不能通过科学的推理过程得到结论,也很容易受到一些不科学的推理影响,产生错误的认识。

例如,在讲解牛顿第一定律时,借助物理学史来说明,物理是一门重视实验和观察的学科,早期的物理学的规律基本都是通过生活现象的直接观测得到的结论,但是这些结论得出过程并不严谨,就像亚里士多德的通过观察得到的力是维持物体运动的原因,他没有分析物体在整个过程中所受到的所有力,仅从外部施力者的角度考虑力是不全面的。课程中也可以借助一些生活中的实例加以分析:如在讲解电磁场与电磁波时,借助生活中经常听到的孕妇防辐射衣到底有没有用?让学生分组,结合所学知识讨论甚至辩论,也可以通过实验方法验证得到结论。

3.结合生活问题培养质疑精神

以前教学一直是以填鸭式的方式进行,学生全盘接收教师的讲解内容,有些理解不了就直接记住结论,学生没有自己的观点和想法,缺乏质疑的精神,导致学生很容易相信别人的观点。

物理学科理论的建立就是不断推翻旧理论产生新理论的过程,像物理学史上的著名争论都有力地促进了物理学的发展。在课程的学习过程中针对具体的问题更要听取学生的想法,也要鼓励学生不迷信权威大胆去质疑,更要学会严谨地科学推理。

(三)生活化的实验培养学生的探究精神

物理是一门以实验为基础的学科,理论知识的学习离不开实验的相辅相成。但是目前的物理教学普遍重理论轻实验,很多学校的实验课也不是做实验而是讲实验,严重影响教学效果。演示实验作为实验的一部分,显得更加重要,通过有趣、生活化的演示实验,一方面可以让学生意识到物理与生活息息相关,并提供直观的感性认识;另一方面也可以培养学生的观察能力。学生通过亲身体验,得到一系列问题,教师通过问题引导学生思考,让学生发现问题的本质。

1.生活化的实验激发学生的探究热情

学生在学习物理的过程中,只有保持兴趣和好奇心,才能激发自身的探索和求知欲,而一些简单的生活化的实验器材,利用学生的好奇心,使其体会到物理学习的乐趣,让他们的动手欲和好奇心得到一定的满足,实验过程中呈现的物理现象让学生有立体和感官的认识。

例如在静电的应用教学中,以提前准备好的静电试验箱为基础,利用生活中的塑料杯、点燃的香、金属球和金属钉,分别模拟电风实验、生活中的避雷针实验、静电除尘实验,噼噼啪啪的放电声、烟尘被吸附、尖端放电的现象呈现,学生对静电对人是否安全产生想法,也可以让学生通过静电起电机的电极(安全的前提下)感受触电的感觉。一方面,学生会对触电有很深刻的印象,也引导学生以后注意安全用电;另一方面促使学生思考尖端放电、静电除尘、纸杯运动的原因,再进行知识讲解达到教学目标。

2.生活化的实验体验“科学探究”

教学中,重点是对知识的讲授和应用,但是对于知识的得出过程探究远远不够,这样的教学学生往往只能做到知其然而不知其所以然。在新知识的学习过程中遇到新的问题,学生只能做到生硬学习,学习效率低下。通过生活化的实验让学生体验实验过程,引导学生提出探究问题,让学生结合问题分析实验的数据和现象得出自己的结论,引导学生谈论和交流得出结论。

例如:在库仑定律的讲解中,可以引导学生探究外层包裹铝箔纸的带电乒乓球之间受力的影响因素,让学生设计实验得出结论。实验过程中如何分析受力的大小、如何判断带电小球之间作用力大小的影响因素等问题。在没有测量工具的情况下引导学生使用转换法,通过乒乓球上细线偏转角度的大小反映受力大小;利用控制变量法分析带电体的电荷量和距离等因素对受力结果的影响,也可以让学生之间通过交流和探讨让自身头脑中一些错误或模糊的认识产生冲突,提出问题。学生通过实验结论的得出过程体验探究过程。