大概念视角下两种物理情境结构探析.pdf
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1、E-mail:.教法学法May.2023中物理教学参考Vo1.52 No.5大概念视角下两种物理情境结构探析李子根(广州市南沙第一中学广东广州511457)文章编号:10 0 2-2 18 X(2023)05-0015-03中图分类号:G632.41文献标识码:B摘要:创设情境对培养学生的物理学科核心素养具有重要的作用。学生学习物理概念、探究物理规律以及应用物理知识解决实际问题都要依赖于物理情境。实践研究表明,在大概念视角下物理情境结构分为两大类:核式结构和链式结构,这两种结构可以指导教师高效创设物理情境,实施情境教学活动。关键词:大概念;物理情境;核式结构;链式结构普通高中物理课程标准(2
2、0 17 年版2 0 2 0 年修订)指出:创设情境进行教学对培养学生的物理学科核心素养具有关键作用。教学实施过程中,让学生基于物理情境开展学习活动已成为大趋势。这就需要一线教师和教研工作者在生活生产实践中寻找素材,创设大量合适的情境为教学服务。尤其是高中物理,涉及的概念、规律和实验探究比较多。课程内容情境化的前提是要将教学内容有机组织起来,而学科大概念可以实现对大量概念、规律、原理等具体教学内容的统领。因此,在大概念视角下创设物理情境是可行的。基于大概念创设物理情境,首先要明确大概念的层级结构 2 ,如图1所示。哲学纵向向上观点纵向向下跨学科大概念抽象概念迁移应用学科大概念较大概念概念事实、
3、前概念、简单概念图1大概念层级结构根据大概念的层级结构,归纳出物理学科的大概念关系 3 ,如图2 所示。高中物理核心概念物质运动与相互作用功与能量物质存在物质属性运动牛顿运动定律相互作用功能量图2核心素养的发展以情境作为载体,创设的情境是指真实的问题情境,是以问题或任务为中心构成的活动场域。在这个活动场域中围绕大概念组织教学内容,就是把大概念统领下的大量概念、规律、原理等具体教学内容按照一定的逻辑线索组织成由浅人深、由简单到复杂、带有层级的结构化教学素材 4 。基于对大概念以及物理概念的认识,创设物理情境时,就要想办法将以上概念规律融入情境中。一、物理情境核式结构物理情境核式结构是指将多个不同
4、的生活生产实践事例,设计成蕴含物理内容的情境,且指向同一个核心概念。情境结构如图3 所示。*基金项目广州市南沙区教育科学规划2 0 2 2 年度课题“基于大概念理念创设物理情境的策略研究”,课题编号:NSJYKY2021122E-mail:6.教法学法2023年5 月中物理教学参考第5 2 卷第5 期情境4情境1核心概念情境3情境2图3以新粤教版物理必修一第一章的“质点”概念教学为例,为了让学生掌握质点模型,以学生比较熟悉且感兴趣的体育运动为切入点,挖掘我国运动员在奥运会等国际赛场上的精彩比赛素材,创设丰富的物理情境。让学生沉浸在体育运动故事中的同时,判断在什么情况下可以将研究对象理想化为质点
5、。具体情境如下:在东京奥运会赛场上,我国运动健儿奋勇拼搏,为国争光。请思考在以下情境中,研究什么问题时可以将运动员看成质点?情境1苏炳添在百米赛跑半决赛以9.8 3 s破亚洲纪录。情境2张雨霏在游泳赛场上斩获2 金2 银。情境3全红婵10 m跳台满分夺金。情境4王懿律、黄东萍获得羽毛球混合双打冠军。学生分析以上物理情境,结合质点模型的理想化条件,展开想象、思考和讨论。如在研究苏炳添百米运动的时间时,研究张雨霏游泳过程的位移时,研究全红婵跳水轨迹时,研究混双运动员整场比赛到达底线击球次数等,都可以将运动员看成质点。在研究苏炳添摆臂姿势时,研究张雨霏划水动作时,研究全红婵跳水姿势时,研究王懿律、黄
6、东萍发球动作等,均不可将运动员视为质点。在学习加速度概念时,可以选取不同交通工具百公里的加速情况设计问题,帮助学生理解概念。情境创设内容和结构如图4 所示。4.小鹏汽车1.华为汽百公里加速车百公里4.3S加速4.6 8 s加速度3.比亚迪2.高铁百公汉百公里里加速5 8 s加速3.9 s图4以上情境不仅引导学生巩固对加速度求解方法的掌握,还通过高铁以及华为、比亚迪、小鹏等国产品牌电动汽车百公里加速的情况,让学生了解我国的先进技术,由此拓宽学生视野,激发学生对科学技术学习的兴趣。这种核式结构物理情境适用于新课教学,尤其是对新概念的学习。一方面,学生可以在不同情境中判断感知,起到举一反三的作用,加
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