利用“多樣性”物理教學(xué)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)

吳海平

摘要：本文探究了利用“多樣性”物理教學(xué)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。希望能給我們的教學(xué)帶來幫助。

關(guān)鍵詞：多樣性；物理教學(xué)；學(xué)生；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）04-0053

物理的核心素養(yǎng)是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，可以通過不同的途徑提升。

一、專題化微課的視頻教學(xué)，提升學(xué)生解決物理問題的核心素養(yǎng)

互聯(lián)網(wǎng)+的推廣，為有效提升物理教學(xué)有效性增添了更多的途徑。通過專題化的物理微課錄制，對學(xué)生平時教學(xué)中出現(xiàn)的問題進行針對性的錄制，讓他們在網(wǎng)絡(luò)上反復(fù)播放，以提升學(xué)生解決物理問題的核心素養(yǎng)。下面是筆者對選修3-1的部分內(nèi)容進行錄制，以供學(xué)生問題的解決。

微課的內(nèi)容包括短視頻，有詳細講解；有配套的課后練習(xí)與測試題，通過精細化的設(shè)計，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，真正提升學(xué)生解決物理問題的核心素養(yǎng)。

二、信息化問題的物理教學(xué)，提升學(xué)生建立物理模型的核心素養(yǎng)

物理信息題涉及多個物體、多個過程，我們只要對綜合題進行過程分解，產(chǎn)生諸多小題進行教學(xué)，以小放大的思想，對各個過程進行物理模型建構(gòu)。例如水平傳送帶與傾斜傳送帶相結(jié)合的綜合信息題，我們根據(jù)命題教師的想法，分解成幾個經(jīng)典的物理模型，最后整合進行求解，這樣才能真正起到核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

物理模型一：圖1為水平傳送帶裝置示意圖，繃緊的傳送帶AB始終保持ν=1m/s的恒定速率運行，一質(zhì)量為m=4kg的行李無初速地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，AB間的距離l=2m，g取10m/s2。（1）求行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小與加速度大??；（2）求行李做勻加速直線運動的時間。

物理模型一意圖：讓學(xué)生以熟悉的背景作為出發(fā)點，以力的觀點作為知識的呈現(xiàn)，以快速入手作為培養(yǎng)學(xué)生興趣的初衷。

物理模型二：如圖所示，質(zhì)量m=1kg的物體從高為h=0.2m的光滑軌道上P點由靜止開始下滑，滑到水平傳送帶上的A點，物體和皮帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，傳送帶AB之間的距離為L=5m，傳送帶一直以ν=4m/s的速度勻速運動。求：

（1）物體從A運動到B的過程中，摩擦力對物體做了多少功？

（2）物體從A運動到B的過程中，帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機多做了多少功？

物理模型二意圖：處理水平放置的傳送帶問題，首先是要對放在傳送帶上的物體進行受力分析，分清物體所受摩擦力是阻力還是動力；其二是對物體進行運動狀態(tài)分析，即對靜態(tài)→動態(tài)→終態(tài)進行分析和判斷，對其全過程作出合理分析、推論，進而采用能量的觀點進行求解。且區(qū)分對地位移還是相對位移。

物理模型三：在水平傳送帶鞏固力與能量觀點的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)傾斜傳送帶。如圖所示，傳送帶與水平面夾角為37°，并以ν=10m/s運行，在傳送帶的A端輕輕放一個小物體，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，AB長16米，求：以下兩種情況下物體從A到B所用的時間。

（1）傳送帶順時針方向轉(zhuǎn)動

（2）傳送帶逆時針方向轉(zhuǎn)動

（3）求帶動皮帶的電動機由于傳送工件多消耗的電能。

物理模型三意圖：加強對滑動摩擦力方向時要緊緊抓住“阻礙相對運動”這句話的含義的分析。注意重力的分力，注意物體的受力由滑動摩擦力到靜摩擦力的突變，物體在傾斜的傳送帶上運動時靜摩擦力也做功，以及系統(tǒng)能量的增加來源于電動機消耗的電能等。以進一步落實此類問題分析的來龍去脈。

通過拆分的思想，對經(jīng)典的物理模型進行訓(xùn)練，真正提升學(xué)生建立物理模型的核心素養(yǎng)。

三、易錯類題型的歸類教學(xué)，提升學(xué)生分析物理過程的核心素養(yǎng)

在物理解決問題的過程中需要對過程進行分析，有序有條理地展開，以培養(yǎng)學(xué)生分析物理過程的核心素養(yǎng)。在考查豎直方向圓周運動的情況時，需要解決在最高點及最低點物體的受力情況，及在運動過程中解決各力做功的情況，以此通過對狀態(tài)的分析，對過程的分析，提升豎直方面圓周運動的分析能力。同時通過易錯類的呈現(xiàn)，真正懂得在哪些地方更值得留意，以科學(xué)的分析、正確的判斷。

易錯一：如圖所示小球從光滑的四分之一軌道中下滑，求最低點軌道對小球的作用力。學(xué)生的典型錯誤答題情況如下：

學(xué)生答題呈現(xiàn)：物理方程書寫不規(guī)范！把小球沿圓弧下落理解為自由落體，用自由落體規(guī)律來解等錯誤的觀點。通過狀態(tài)分析、過程分析，以落實經(jīng)典的物理模型。

易錯二：例如，如圖甲所示是最近市面上出現(xiàn)的一種兒童玩具“魔力飛轉(zhuǎn)陀螺”，陀螺可繞豎直放置的金屬軌道內(nèi)外側(cè)轉(zhuǎn)動并發(fā)出彩色光芒，十分新奇，因此深受小孩子的喜愛。其物理原理如下：用特殊磁性材料制成的兩金屬圓軌豎直并排放置，用連接桿引出后固定在手柄上，陀螺中心兩側(cè)裝有金屬小桿，放置在兩軌之間時恰好被吸引在兩軌上；給陀螺一定的初速度，陀螺就可繞軌道作圓周運動?，F(xiàn)使陀螺吸在軌道外側(cè)繞軌道作圓周運動，如圖乙所示，已知兩金屬軌道半徑為R，陀螺質(zhì)量為m，兩軌對陀螺的總吸引力為陀螺重力的3倍，重力加速度為g，不考慮陀螺自身的旋轉(zhuǎn)和陀螺中心兩側(cè)的金屬小桿的粗細。

（1）若陀螺經(jīng)過軌道最高點的速度為ν，求每根軌道受到的彈力；

這是某校返校考的一道試題。通過答題情況分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生出錯的情況有：內(nèi)、處側(cè)沒看清楚；直接拿一條軌道來處理的；牛頓第三定律沒有應(yīng)用等典型的問題。應(yīng)對策略：通過最高點的受力分析：令軌道對陀螺的總吸引力為F，每側(cè)軌道對陀螺的彈力為FN，可得F+mg-2FN=■ 可得：FN=2mg-■，提升學(xué)生對狀態(tài)分析的重要性。

易錯三：用光滑圓管制成如圖所示的軌道，豎直立于水平地面上，其中ABC為圓軌道的一部分，CD為傾斜直軌道，二者相切于C點，已知圓軌道的半徑R=1m，傾斜軌道CD與水平地面的夾角為θ=37°，現(xiàn)將一小球以一定的初速度從A點射入圓管，小球直徑略小于圓管的直徑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求小球通過傾斜軌道CD的最長時間（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

通過分析：小球通過傾斜軌道時間若最長，則小球到達圓軌道的最高點的速度為0，最高點到C點，對小球運用動能定理可得，mgh=■mνc2，h=R-Rcosθ

小球在CD段做勻加速直線運動，l=νct+■at2

CD段的長度為l=■

對小球運用牛頓第二定律：mgsinθ=ma，解得t=1s

讓學(xué)生通過動能定理的應(yīng)用，強化以下幾個步驟：首先，明確研究對象和研究過程，找出始末狀態(tài)的速度。其次，要對物體正確地進行受力分析，明確各力做功的大小及正負情況（待求的功除外）。第三，有些力在物體運動過程中不是始終存在的。

通過易錯類題型的歸類教學(xué)，真正落實物理的分析過程，以提升學(xué)生分析物理過程的核心素養(yǎng)。

綜上所述，通過專題化微課的視頻教學(xué)、信息化問題的物理教學(xué)、易錯類題型的歸類教學(xué)，真正提升學(xué)生解決物理問題、建立物理模型、分析物理過程的核心素養(yǎng)。

（作者單位：浙江省溫州中學(xué) 325014）