基于核心素養(yǎng)發(fā)展科學(xué)思維

周瑩

[摘 要] 物理課堂教學(xué)應(yīng)著力于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生深度分析、加工、理解知識，進(jìn)而實現(xiàn)有意義的深度學(xué)習(xí)。本文從中考物理的命題角度出發(fā)，分析了對課堂教學(xué)有指導(dǎo)意義的中考試題是如何基于核心素養(yǎng)，發(fā)展科學(xué)思維，指向深度學(xué)習(xí)，還指出了當(dāng)下物理教學(xué)中存在的普遍現(xiàn)象和問題，以及中考試題對教學(xué)的深刻啟示。

[關(guān)鍵詞] 試題賞析;科學(xué)思維;深度學(xué)習(xí);教學(xué)啟示

物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面構(gòu)成，是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成、適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

課程改革以來，課堂教學(xué)發(fā)生了深刻變化，朝著培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的方向不斷調(diào)整。然而，淺層次的學(xué)習(xí)狀態(tài)依然存在。淺層次學(xué)習(xí)基于簡單記憶和重復(fù)訓(xùn)練來傳遞知識，學(xué)生往往“只知其然，而不知其所以然”。這種單一的學(xué)習(xí)方式難以促進(jìn)學(xué)生深入思考，不利于培養(yǎng)其科學(xué)思維的深刻性和獨創(chuàng)性。要想發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，提升其物理核心素養(yǎng)，就必須引導(dǎo)學(xué)生對知識進(jìn)行深度分析、加工、理解，實現(xiàn)有意義的深度學(xué)習(xí)。

對此，對課堂教學(xué)有指導(dǎo)意義的中考試題做出了有益的嘗試。筆者對試題中幾個區(qū)分度較高的問題進(jìn)行了分析，旨在了解命題者如何基于核心素養(yǎng)，發(fā)展科學(xué)思維，指向深度學(xué)習(xí)。

一、浮力專題

例1（2020年江西省中考物理第9題）：如圖所示，A、B兩個物塊以不同方式組合，分別靜止在甲、乙兩種液體中，由此可判斷ρ甲_______ρ乙;若A物塊在兩種液體中受到的浮力分別為F甲、F乙，則F甲________F乙。（均選填“>”“<”或“=”）

（一）命題立意

本題著眼于物理觀念的構(gòu)建和科學(xué)思維的滲透，著重考查了建模的思想。要求學(xué)生理解和掌握物理概念，抓住問題的主要方面，從不同角度思考問題，具有創(chuàng)新意識。同時要求學(xué)生具備一定的讀圖能力，能找出圖中隱藏的信息，從中獲得重要的解題線索，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的深刻性和獨創(chuàng)性，形成良好的思維習(xí)慣。

（二）試題亮點

由于圖中物塊A在甲、乙兩種液體中均處于浸沒狀態(tài)，受定式思維的影響，考生容易想當(dāng)然地認(rèn)為此時的A是懸浮的，從而得出ρ甲=ρA=ρ乙的錯誤結(jié)論。其實，本題可以有多種解法。解法一：將A、B看作一個整體，該整體在甲液體中處于漂浮狀態(tài)，F(xiàn)浮甲=G總，在乙液體中處于懸浮狀態(tài)，F(xiàn)浮乙=G總，由于G總不變，所以F浮甲=F浮乙。由圖可知V排甲F乙。解法二：將A、B整體看作一支密度計，根據(jù)密度計刻度上小下大的特點，能立即得出ρ甲>ρ乙的結(jié)論。

（三）折射問題

一是很大一部分學(xué)生在課堂上單一地接受碎片化的知識，只知簡單、機(jī)械地記憶、復(fù)制這些知識，并不理解，不懂運用。例如，學(xué)生只知道物體漂浮時一部分露出水面，懸浮時全部浸沒在水中，卻不知這種現(xiàn)象是在浮力和重力的同時作用下才成立，或只是接受了大量的機(jī)械式訓(xùn)練，學(xué)會了一些解題的套路，一旦題目出現(xiàn)不曾見過的變化，便束手無策，難以作答。中考試題本著原創(chuàng)的要求，很多設(shè)問都有較新的立意，靠刷題等機(jī)械、重復(fù)的訓(xùn)練是無效的。二是學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解不深，存在一定的思維斷層，建模能力弱，遷移能力不足，如學(xué)生對密度計的認(rèn)識十分僵化，未能意識到其實際上是一個帶有刻度的漂浮物，換言之，任何帶有刻度的漂浮物都可看作密度計。

（四）教學(xué)啟示

科學(xué)思維是物理核心素養(yǎng)的重要要素，包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新。物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，對客觀事物能夠抽象概括，構(gòu)建出反映事物本質(zhì)或共同屬性的物理模型和概念。在日常教學(xué)活動中，教師要讓學(xué)生主動形成應(yīng)用物理知識的觀念、方法，先認(rèn)識事物，再處理問題，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。例如，在浮沉條件的教學(xué)中，教師可以先展示物體在水中漂浮的情形，再展示兩個物體組合在一起后漂浮于水面的情形。從受力角度引導(dǎo)學(xué)生分析兩種情形的相同點和不同點，挖掘漂浮和懸浮的本質(zhì)。再通過組合物與密度計的對比，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，通過比較，發(fā)現(xiàn)該組合物本質(zhì)上就是密度計，為如何建模做出了示范。之后，進(jìn)一步分析拓展。將組合物分開，與之前相比，是否有區(qū)別。在可逆、轉(zhuǎn)化思想的基礎(chǔ)上滲透整體法，不斷加深學(xué)生對物理概念、規(guī)律的理解，訓(xùn)練思維的系統(tǒng)性、靈活性、多面性，促進(jìn)物理方法的滲透。

二、滑輪專題

例2（2020年江西省中考物理第18題）：如圖所示，將重6 N的物體勻速拉高20 cm，在此過程中，不計滑輪裝置自重、繩重和摩擦，以下說法正確的是（? ? ? ? ? ）。

A.繩子自由端被拉下1.2 m

B.繩子對地面的拉力為1 N

C.對物體所做的功為1.2 J

D.橫梁受到的拉力為9 N

（一）命題立意

本題從示意圖的角度打破常規(guī)，制造認(rèn)知沖突，引起學(xué)生對常見解題思路的質(zhì)疑，增強(qiáng)學(xué)生的批判思維能力。題目源于實際，將生活中的實物轉(zhuǎn)化為課本上的模型，建立科學(xué)思維的基礎(chǔ)。通過題目的變化創(chuàng)新，訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，引導(dǎo)學(xué)生在已有的認(rèn)知基礎(chǔ)上，觀察、發(fā)現(xiàn)、琢磨問題，再進(jìn)行思維加工，打通知識間的屏障，完善自身的知識框架。通過對比、關(guān)聯(lián)類似問題，經(jīng)歷、探索科學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)方法的關(guān)鍵和要素，領(lǐng)悟科學(xué)的奧妙。

（二）試題亮點

首先，滑輪組的示意圖新穎獨特，符合生活實際。與實驗室或課本上常見的滑輪簡化圖不同，對學(xué)生的空間感提出了一定的要求。其次，繩子兩端位置的設(shè)計也很精巧。幾乎在所有滑輪組問題中，繩子的一端系在滑輪的掛鉤上，另一端系在手上或測力計上，由此引出關(guān)于承重繩股數(shù)“偶定奇動”的說法。但本題中，繩子的一端在手上，另一端卻固定在地面上，讓只會按圖索驥的考生傻眼。此時，學(xué)生若對示意圖的變化視而不見，依舊強(qiáng)行套用解題模板，則會使解題方向出現(xiàn)偏差，離正確選項漸行漸遠(yuǎn)。