新高考背景下物理學(xué)科核心素養(yǎng)滲透策略
——以帶電粒子在電磁場(chǎng)的教學(xué)為例

□福建省漳平第一中學(xué) 周義龍

隨著新高考制度的廣泛深入發(fā)展，考查有關(guān)專業(yè)能力的問(wèn)題逐漸增多。高中物理教師更應(yīng)該以提升學(xué)生的核心能力為主要突破點(diǎn)，制定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的完善，使他們適應(yīng)當(dāng)前背景的真正需求。物理的核心能力是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)、形成物理能力、具有物理特征的必需條件。因此，加強(qiáng)在物理課上提高學(xué)生核心能力的方法和策略的研究在新的高考現(xiàn)狀中具有非常重要的作用和現(xiàn)實(shí)意義。

一、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)思考

在新的高考背景下，要想高效提升學(xué)生的高中物理核心能力，教師要?jiǎng)?chuàng)造與課堂內(nèi)容相關(guān)的問(wèn)題情境，并適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生積極思考和探究。創(chuàng)造特定的科學(xué)背景是促進(jìn)研究教育更好發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。教師可以根據(jù)不同學(xué)生的不同特點(diǎn)提出不同的問(wèn)題，并通過(guò)獨(dú)立學(xué)習(xí)和研究，幫助學(xué)生科學(xué)地解決教師提出的問(wèn)題。教師可以從生活場(chǎng)景、問(wèn)題場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景或與物理相關(guān)的場(chǎng)景中選擇，讓學(xué)生迅速進(jìn)入科學(xué)思維狀態(tài)，并嘗試解決每個(gè)部分中的問(wèn)題。

例如，在講授帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以針對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題提出幾個(gè)特定的問(wèn)題情境，這些問(wèn)題可以是電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)之一帶電粒子的加速。通過(guò)連接電池組，對(duì)一對(duì)平行的金屬板充電，然后將該對(duì)平行的金屬板放置在真空環(huán)境中。假設(shè)學(xué)生內(nèi)部有一個(gè)微觀粒子，該微觀粒子的質(zhì)量設(shè)置為m，它攜帶的電荷為正，并記錄為q。如果微觀粒子在此電場(chǎng)中從靜態(tài)移動(dòng)到正極板，然后到達(dá)負(fù)極板，則當(dāng)電勢(shì)差設(shè)置為U時(shí)，兩個(gè)板之間的距離就是微觀的。粒子以多快的速度到達(dá)負(fù)極板盤子？該示例中包含的知識(shí)點(diǎn)就是帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)的移動(dòng)。然后，從問(wèn)題的含義出發(fā)，學(xué)生可以得出結(jié)論：帶電粒子僅受所關(guān)注環(huán)境的電場(chǎng)力影響，并且所做的功為W=qU。接下來(lái)，學(xué)生可以通過(guò)推導(dǎo)動(dòng)能定律獲得帶電粒子的加速度。

二、開(kāi)展高效實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)

在新的高考改革形勢(shì)下，在提高高中學(xué)生物理核心能力的過(guò)程中，教師也要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課組織學(xué)生鍛煉物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐能力。那么在實(shí)驗(yàn)課中，教師應(yīng)怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？首先，需要改變教師觀察、學(xué)生操作的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教師要在物理實(shí)驗(yàn)課中為學(xué)生準(zhǔn)備足夠的實(shí)驗(yàn)道具，然后親自指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將大部分操作交由學(xué)生承擔(dān)完成。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師必須發(fā)揮學(xué)生的主要作用，突出學(xué)生的主體地位。適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)探索可以使學(xué)生更準(zhǔn)確地理解實(shí)驗(yàn)程序，并加深他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中相關(guān)概念的記憶。這種方法比起傳統(tǒng)的教師表演性教學(xué)方法要高效得多。實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須不斷面對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)和挑戰(zhàn)，并且必須繼續(xù)創(chuàng)新以適應(yīng)社會(huì)對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)和整體人才素質(zhì)不斷增長(zhǎng)的需求。

例如，高中物理教師在解決電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)中帶電粒子的教學(xué)過(guò)程中，帶電粒子在均勻電場(chǎng)中的線性運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解決方案是從帶電粒子線性移動(dòng)的條件開(kāi)始，然后找到可用的條件。例如，當(dāng)帶電粒子處于平衡時(shí)，可以確定從該帶電粒子接收的合成外力基本上為零。此外，如果帶電粒子以可變速度線性移動(dòng)，則它所接收的總外力一定不能為零，并且可變速度粒子的軌跡始終與初始速度的方向一致。解決此類問(wèn)題最重要的是找到一種可以從動(dòng)態(tài)角度分析的正確方法，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，借助運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決該問(wèn)題。

三、小組課堂科學(xué)探究，加強(qiáng)技能訓(xùn)練

在新的高考背景下，在提高高中學(xué)生物理核心能力的同時(shí)，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組之間的交流和討論，同時(shí)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。高中物理知識(shí)本身是非常具有很強(qiáng)的邏輯性，比較晦澀難懂，對(duì)于部分學(xué)生來(lái)說(shuō)十分具有挑戰(zhàn)性。很多學(xué)生對(duì)物理都是“談虎色變”“三緘其口”的態(tài)度，甚至有很多學(xué)生因?yàn)樵诟咧形锢韺W(xué)習(xí)過(guò)程中舉步維艱從而放棄學(xué)習(xí)物理。因此，在實(shí)際的中學(xué)物理課中，廣大物理教師應(yīng)該更多地采用調(diào)查指導(dǎo)的方法，并采用小組合作的方法融合教學(xué)，以便更有效地解決相關(guān)的物理問(wèn)題。

例如，在研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的過(guò)程中，教師可以首先將學(xué)生分為幾個(gè)研究小組，讓學(xué)生通過(guò)小組研究和討論“帶電粒子在磁場(chǎng)中的移動(dòng)”，并找出影響帶電粒子在磁場(chǎng)中移動(dòng)的因素，在研究組組長(zhǎng)的指導(dǎo)下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)。學(xué)生討論會(huì)運(yùn)用洛倫茲力的知識(shí)，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究和比較，然后得出適當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。學(xué)生首先要理解學(xué)習(xí)該知識(shí)點(diǎn)的基本概念和定理，然后了解其中包含的定律并學(xué)習(xí)如何靈活地使用物理公式。只有完成此項(xiàng)任務(wù)后，學(xué)生才能進(jìn)一步解決問(wèn)題。學(xué)生很難學(xué)習(xí)有關(guān)帶電粒子在磁場(chǎng)中移動(dòng)的知識(shí)的具體內(nèi)容，甚至一些學(xué)生無(wú)法從理論角度推斷帶電粒子在磁場(chǎng)中移動(dòng)的過(guò)程。因此，為了從根本上認(rèn)識(shí)到此問(wèn)題的嚴(yán)重性，高中物理教師要結(jié)合相關(guān)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生可以全面了解公式的理論和特定的推導(dǎo)過(guò)程，從而使學(xué)生可以靈活地使用公式解決問(wèn)題。

通過(guò)協(xié)作式小組學(xué)習(xí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶W(xué)術(shù)研究課，不僅可以提高學(xué)生對(duì)實(shí)際物理研究的認(rèn)識(shí)和對(duì)物理知識(shí)的掌握，而且可以訓(xùn)練和提高學(xué)生的表達(dá)能力和溝通能力，也加強(qiáng)了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)態(tài)度感和責(zé)任感。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在如今新高考改革的形勢(shì)下，物理高等考試題的建議和意圖更加充分反映了物理的核心素質(zhì)，這為“教育者”和“學(xué)習(xí)者”提供了很好的指導(dǎo)和參考。根據(jù)高中物理核心能力培養(yǎng)的要求，教師要優(yōu)化教學(xué)方法，通過(guò)采用新的教學(xué)形式等方法，進(jìn)而能有效提升自身在教學(xué)專業(yè)方面的水平，有效提升自身的能力。教師還應(yīng)該正確地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，促使學(xué)生能獲得核心素養(yǎng)的提升與發(fā)展，逐漸形成能促進(jìn)自身終身發(fā)展，滿足社會(huì)需求的關(guān)鍵能力和必備品格。