基于學科核心素養(yǎng)的高中物理教學探究

趙宏榮

【摘要】現(xiàn)階段高中物理教育教學改革，以實現(xiàn)高中物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標。文章以高中物理教育教學案例為對象，對于如何將學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)納入高中物理教學歷程的問題進行了探討，引導學生去思考題設(shè)，在題設(shè)情境中形成反思意識和歸結(jié)意識，從而正確看待問題解決與物理知識之間的關(guān)系，由此樹立正確的物理學習價值觀。

【關(guān)鍵詞】物理教學；核心素養(yǎng)；案例；探究

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）03—0056—03

高中物理教育教學行為的優(yōu)化，需要將核心素養(yǎng)培養(yǎng)設(shè)定為落腳點，這是當前每一個高中物理教師應該關(guān)注的問題。因此，在實際教學情境中，教師要讓學生學會主動思考、科學思考、歸結(jié)思考。

1.題設(shè)概況。據(jù)交通部門有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，公路急轉(zhuǎn)彎區(qū)域是交通事故發(fā)生最多的地方，也是實際交通安全管理的重點環(huán)節(jié)。某公路急轉(zhuǎn)彎的示意圖，整體來看是一個圓弧。現(xiàn)在汽車行駛的速率是Vc，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，此時下列說法正確的是（）

（1）在彎道地方路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低。

（2）車速只要低于Vc，車輛就會處于內(nèi)側(cè)滑動的狀態(tài)。

（3）車速如果超過了Vc，只要不超過一個限定高度，車輛就不會出現(xiàn)向外側(cè)滑動的情況。

（4）在路面結(jié)冰的天氣下與沒有結(jié)冰的天氣下進行對比，實際Vc的取值會呈現(xiàn)出變小的趨勢。

2.解題思路分析。從上述題目條件可以了解到，汽車在拐彎的地方不會受到摩擦力的影響，此時就需要將受力情況繪制出來，很明顯重力和支持力的合力剛好可以成為想象力的支撐源，也就是說路面外側(cè)是比內(nèi)側(cè)要高的。此時學生會發(fā)現(xiàn)存在不同的情況，可以將其歸結(jié)為：第一種情況，在車速低于Vc的時候，汽車有向內(nèi)側(cè)滑動的趨勢，汽車會受到向外摩擦力的影響，很明顯只有摩擦力與滑動摩擦力相等的時候，汽車才會出現(xiàn)內(nèi)側(cè)滑動的情況；第二種情況，在車速高于Vc的時候，汽車有向外側(cè)滑動的傾向，此時的摩擦力是向內(nèi)的，摩擦力與滑動摩擦力相等的時候，才會出現(xiàn)向外側(cè)滑動的情況；第三種情況，依照實際工時可以得知，路面結(jié)冰的時候，實際Vc的取值是沒有發(fā)生變化的。

上述題設(shè)是以生活中圓周運動為背景知識的，關(guān)注的是小車的速度，以此為變量來進行分類討論。汽車速度的大小和所受摩擦力的大小，會對汽車的滑動趨勢造成影響。在解答上述題設(shè)的時候分別使用了如下的策略：首先，是轉(zhuǎn)化劃歸思想，就是汽車在公路急轉(zhuǎn)彎實際模型可以轉(zhuǎn)化為汽車做圓周運動的物理模型。其次，考慮到實際車速大小的問題，可以將其歸結(jié)為三個類別，此時使用的是分類討論的思想方法。在車速小于Vc的時候，內(nèi)側(cè)滑動趨勢明顯；在車速大于Vc的時候，外側(cè)滑動趨勢明顯；在車速等于Vc的時候，處于不滑動的狀態(tài)。最終就是從運動去判定實際摩擦力的大小。很多學生在解決此問題的時候，也考慮到要使用分類討論思想，但是在實際分類的時候難以找到有效的變量，分類的情況也不是很清楚，就使得上述問題的解決處于難以下手的狀態(tài)。很明顯，這種情況的出現(xiàn)就是因為對于題設(shè)本質(zhì)沒有進行充分了解。還有一些學生能夠迅速地進入到實際的轉(zhuǎn)化狀態(tài)，分類討論思想也能夠迅速使用，但是由于實際情況考慮不全面，導致在選擇判定的時候出現(xiàn)了錯誤。從這個角度來講述，在實際高中物理教學中，教師要引導學生去理解分類討論思想的內(nèi)涵和使用技巧，在專題教育教學中掌握更加深層次的教學技巧，由此確保實際的分類討論思想可以更好地發(fā)揮在解題中的效能。

在特定的數(shù)字問題格局中，數(shù)值或者推行元素有著很多的可能性，有時候甚至不能使用一個公式來進行呈現(xiàn)。此時就需要從條件維度入手，確保從不同的類別中得到不同的探討，這樣可以得出對應的解答。同樣在解決實際物理問題的過程中，可以依靠這樣的解決機制，也就是說如果實際物理研究對象牽涉多個過程，可以將其與不同的結(jié)果關(guān)聯(lián)起來。這樣就需要使用分類討論的思想，使得實際的條理朝著更加清晰的方向進展，實際的結(jié)果也會更加全面[1]。在上述高中物理問題解決的過程中，教師鼓勵學生將分類討論的思想使用其中，這種做法是符合核心素養(yǎng)培育要求的，對于鍛煉高中生物理學科核心素養(yǎng)而言，很有價值。

上述習題講解過程意味著在實際的高中物理教育教學中，需要將各種數(shù)學思想方法滲透進去，關(guān)注學生物理思維能力的鍛煉、物理知識體系的構(gòu)建、物理知識應用能力的培養(yǎng)。上述案例中主要探討的是分類討論數(shù)學思想方法在物理問題解決中的應用，在此環(huán)節(jié)需要關(guān)注的問題有如下幾個方面：

1.秉持不重復的原則。也就是說在分類討論的時候，可以設(shè)定一個角度或者基準來進行不同情況的歸納總結(jié)，不要出現(xiàn)重復的情況。即就是從物理過程、物理狀態(tài)或者運動的角度入手，進行類別的劃分，實際得到的項目彼此是不相容的，也不會相交，也就是說分類得出的結(jié)果是純粹的，不會出現(xiàn)其他的因素考量，這一點是必須要保證的。

2.秉持無遺漏的原則。部分學生在使用分類討論思想的時候，會出現(xiàn)部分特殊情況遺漏的情況，這樣就可能使得實際的分類討論出現(xiàn)不完善的狀態(tài)。對于這樣的情況，需要確保分類后得到的子項目是完備的，不會出現(xiàn)不全面的情況，更不能出現(xiàn)遺漏物理過程或者物理狀態(tài)、物體運動的情況[2]。

3.注重標準的同一性。在將分類討論思想融入實際解題過程的時候，一定要確保一次分類中只有一個標準。這個標準貫穿始終，不能出現(xiàn)重復，也不能出現(xiàn)遺漏的情況，這樣才能確保實際的分類討論思想可以切實發(fā)揮其自身的效能。

4.要懂得依照層次來進行劃分。在分類的時候，需要確保被分類的概念是從最近開展的，不能出現(xiàn)越級的情況。在出現(xiàn)多層次的時候，需要一個層次一個層次來進行，要保持嚴謹性和全面性，這樣才能夠規(guī)避出現(xiàn)越級劃分的錯誤。

5.界定分類討論方法。從上述教學案例中可以看出，分類討論思想在實際物理問題解決中的巨大效用。此時需要從不同物理題型的角度入手，歸納不同的結(jié)果。在物理學科中，不同的知識之間是有關(guān)聯(lián)的，可以利用相互轉(zhuǎn)換的方式來進行。比如，將電磁學、光學、力學、熱學等知識聯(lián)系起來，利用分類討論的方式，確保問題不斷得以精簡。在這樣的精簡過程中，物理的規(guī)律理解會更加深刻，潛移默化中學生的物理解題能力也在不斷提升。從這個角度來看，物理解題過程中，掌握合適的分類解題手段，做到具體問題具體分析，就可以確保各個問題之間不會相互干擾，進入到分類討論思想的巧妙運用。

6.引導研究對象不斷細化。需要注意的是，在解答高中物理題目的過程中，會有不同的研究對象。在不同物理知識架構(gòu)中，懂得靈活使用分類討論思想，可以使得解題思路朝著更加清晰的方向發(fā)展。因此，要做好問題內(nèi)容的梳理，找到對應條件與問題之間的關(guān)聯(lián)，確保不同的問題狀態(tài)變化都被考慮進去。這樣就可以從問題入手，從狀態(tài)考慮，由此使題目內(nèi)容進入到更加理想的分類討論格局。也就是說，在這樣的過程中，原本復雜的物理公式，可以有效地轉(zhuǎn)化為關(guān)系式。在后續(xù)的解題過程中，知識會更加夯實，甚至因此進入到應用的狀態(tài)。此時，對于高中生而言，其對于物理公式的理解也會更加深入。

從上述高中物理教學案例中可以看出，在實現(xiàn)高中生核心素養(yǎng)培育的過程中，需要綜合考量教育內(nèi)容因素、教育方法因素、教育機制因素，由此才能夠形成理想的核心素養(yǎng)培育格局和環(huán)境[3]。在此過程中，作為高中物理教育教學工作者，需要不斷深入理解核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，然后將多維度的素養(yǎng)與教育教學目標關(guān)聯(lián)，界定教育教學內(nèi)容，最終確保實際的教育落腳點可以設(shè)定在物理核心素養(yǎng)的培育和發(fā)展上。當然，這樣的教育教學歷程是艱辛的，需要高中物理教師作出更多的改變和調(diào)整，由此循序漸進地進入到理想的高中物理教育教學格局和環(huán)境。

參考文獻

[1]高振偉，周嵐.基于“核心素養(yǎng)”的高中物理實驗課教學策略研究[J].科教文匯（中旬刊），2018（12）：114-115.

[2]賈東仁.高中物理教學中核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究[J].才智，2019（10）：68.

[3]江玉蘭.核心素養(yǎng)下高中物理高效課堂的構(gòu)建[J].科學咨詢（科技·管理），2019（06）：137.

（本文系2021年度甘肅省“十四五”教育科學規(guī)劃課題“基于學科核心素養(yǎng)的高中物理高效課堂教學研究”的研究成果，課題立項號：GS[2021]GHB1054）

編輯：張昀