如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

陳少勇

【摘要】 高中物理的核心素養(yǎng)是指： 1、物理觀念2、科學(xué)思維3、實(shí)驗(yàn)探究4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。隨著社會(huì)的發(fā)展，人才所應(yīng)具備的能力不只是“記憶”能力，更重要的是應(yīng)該具備“創(chuàng)新”能力，并具備科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任，而具備科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任可以說(shuō)是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的內(nèi)在動(dòng)力。因此對(duì)于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】 核心素養(yǎng) 物理規(guī)律 課堂教學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711（2018）07-034-01

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高中物理的核心素養(yǎng)是指： 1、物理觀念：從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)。2、科學(xué)思維：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。3、實(shí)驗(yàn)探究：提出物理問(wèn)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?zhuān)约皩?duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：在認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感。隨著社會(huì)的發(fā)展，心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。那么怎么培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)呢？課堂教學(xué)過(guò)程是核心素養(yǎng)形成的重要環(huán)節(jié)。那么如何在物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)呢？

一、注重物理概念、規(guī)律形成的過(guò)程

物理教學(xué)過(guò)程中，特別是新課教學(xué)時(shí)，我們應(yīng)避免把物理規(guī)律或公式直接告訴學(xué)生，讓學(xué)生記住這個(gè)結(jié)論，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生缺乏科學(xué)思維，長(zhǎng)期這樣，他們只能被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)的探究精神和創(chuàng)新精神。所以，在物理教學(xué)中，我們應(yīng)注重還原知識(shí)形成的歷史過(guò)程，注重用物理實(shí)驗(yàn)去探究問(wèn)題，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，得到結(jié)論，并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)探究后得到的結(jié)論，進(jìn)一步用我們已有的知識(shí)進(jìn)行理論推導(dǎo)，從理論上去證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性。這樣一來(lái)，學(xué)生的探究精神和物理素養(yǎng)將得以極大地提高。

二、引導(dǎo)學(xué)生深層次挖掘問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

改變老師滿堂灌的教學(xué)模式，讓學(xué)生成為課堂的主人，只有這樣，才能切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。對(duì)于一個(gè)問(wèn)題，我們可以讓學(xué)生試著自己解決，讓學(xué)生自己去探索解決問(wèn)題的方法，這個(gè)過(guò)程很重要，老師是沒(méi)辦法替學(xué)生完成的。另外，對(duì)于一個(gè)問(wèn)題，要引導(dǎo)學(xué)生深層次挖掘，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑和提出問(wèn)題的能力，這一點(diǎn)尤為重要，比如下面的問(wèn)題：

如圖3所示，兩根完全相同的光滑平行導(dǎo)軌固定，每根導(dǎo)軌均由兩段與水平成θ=30°的長(zhǎng)直導(dǎo)軌和一段圓弧導(dǎo)軌平滑連接而成，導(dǎo)軌兩端均連接電阻，阻值R1=R2=2Ω，導(dǎo)軌間距L=0.6m。在右側(cè)導(dǎo)軌所在斜面的矩形區(qū)域M1M2P2P1內(nèi)分布有垂直斜面向上的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界M1P1、M2P2的距離d=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻，在右側(cè)導(dǎo)軌斜面上與M1P1距離s=0.1m處，有一根阻值r=2Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌由靜止釋放，恰好獨(dú)立勻速通過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，取重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：整個(gè)過(guò)程回路產(chǎn)生的總熱量Q.

分析問(wèn)題如下：

由mgssinθ=12mv2得v=1m/s，即金屬棒以v=1m/s的速度大小進(jìn)入磁場(chǎng)，棒從釋放到運(yùn)動(dòng)至M1P1的時(shí)間t=vgsinθ=0.2s，故前0.2s棒還未進(jìn)入磁場(chǎng)，則回路的電動(dòng)勢(shì)E1=ΔφΔt=ΔBΔtLd=0.6V，此時(shí)，R2與金屬棒并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，回路總電阻R=3Ω，由圖乙可知，t=0.2s后磁場(chǎng)保持不變，但此后ab棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E2=BLv=0.6V，此時(shí)R1與R2并聯(lián)，回路總電阻R′=3Ω ，設(shè)ab的質(zhì)量為m，ab在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)ab的電流I=E2R′=0.63=0.2A，ab受到的安培力FA=BIL ，又mgsinθ=FA，解得m=0.024kg ，在t=0～0.2s時(shí)間里，產(chǎn)生的熱量Q1=E21Rt1=0.623×0.2=0.024J，ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2處的速度為零，由功能關(guān)系可得在t=0.2s后，整個(gè)電路最終產(chǎn)生的熱量Q=mgdsinθ+12mv2=0.036J，故整個(gè)過(guò)程回路產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2=0.024+0.036=0.06J，若從另外一個(gè)角度來(lái)解，ab最終將在M2P2下方的軌道區(qū)域內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，到M2P2處的速度為零，由能量守恒定律得：

Q=mg（s+d）sinθ=0.024×10×（0.1+0.2）×12=0.036J<0.06J

那么問(wèn)題出在哪里呢？乍一看，好像第二種解法也有道理，那為什么結(jié)論會(huì)不一樣呢。是不是能量不守恒了呢？當(dāng)然不是，問(wèn)題在前0.2s內(nèi)的焦耳熱并不是由金屬棒的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的，這個(gè)階段磁場(chǎng)在變強(qiáng)，磁場(chǎng)能在變大，說(shuō)明有磁場(chǎng)能等其他形式的能量參與進(jìn)來(lái)。若能夠引導(dǎo)學(xué)生大膽思考和質(zhì)疑，對(duì)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力都將會(huì)有很大的提升。

三、加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)推動(dòng)著物理學(xué)的發(fā)展，因此物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)重要的組成部分。在物理教學(xué)中，要讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，動(dòng)手操作，記錄分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，最后評(píng)估交流。通過(guò)這樣的長(zhǎng)期訓(xùn)練，學(xué)生自然而然的就能養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)他們提出問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。另外，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)于同一實(shí)驗(yàn)，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)方案。比如我們要把一個(gè)電流計(jì)改裝成一個(gè)歐姆表，我們可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出下面兩種不同的方案：

并引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：（1）這兩種方案實(shí)現(xiàn)測(cè)量電阻的原理分別是什么？（2）兩種歐姆表的表盤(pán)有什么區(qū)別？引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題去做實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)從而解決問(wèn)題。

當(dāng)然如何在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)途徑有很多，不僅僅局限于前面三點(diǎn)。物理教學(xué)最本質(zhì)、最核心的追求是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)，對(duì)物理核心素養(yǎng)認(rèn)識(shí)及對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略，是一個(gè)不斷深入的過(guò)程，我們將不斷地探索、思考和實(shí)踐。