物理學(xué)科核心素養(yǎng)下公式的研究進展

□韓星瑤 李祖君

物理學(xué)與許多學(xué)科有著或多或少的聯(lián)系，它包含了淵博的哲學(xué)思想和科學(xué)方法，體現(xiàn)出科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度。學(xué)生在對物理學(xué)習(xí)探究過程中培養(yǎng)了科學(xué)精神，養(yǎng)成了良好的道德品質(zhì)和正確的思想態(tài)度，擁有了健康的心理。學(xué)生在運用公式時，需要有嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，嚴格按照公式進行解題并進行驗證，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新質(zhì)疑精神，明白實踐與理論的關(guān)系。教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)學(xué)過的公式，進行規(guī)律性的記憶，深度把握物理公式，培養(yǎng)學(xué)生的論證能力，推理能力，建模能力，應(yīng)用能力。教師將公式的復(fù)習(xí)和物理概念的復(fù)習(xí)結(jié)合起來，提高了學(xué)生復(fù)習(xí)物理的積極性，最終增加了物理復(fù)習(xí)的效率。

一、對物理公式的特性分析

物理公式是具有一定物理意義的數(shù)學(xué)表達式。根據(jù)人教版教材，從來源上分，公式主要分為三大類。即實驗公式、定義公式、誘導(dǎo)公式[1]。

(一)實驗公式。用公式展現(xiàn)出實驗得到的規(guī)律性結(jié)論。在2012年黑龍江省初中物理教材中，共有16個物理公式，實驗類公式共有7個，因此實驗類公式占44%，說明近一半的公式都屬于實驗類公式，非常重要。根據(jù)實驗公式的表達式、物理內(nèi)容、單位等進行總結(jié),如表1所示。

(三)誘導(dǎo)公式。由已知的物理公式經(jīng)過一系列的推導(dǎo)而得出新的公式，誘導(dǎo)類公式在初中物理公式中占比25%。

二、提高物理公式記憶效率的方法

(二)概念記憶法。學(xué)生可以通過明確物理公式的意義，記憶公式的概念，注意公式的使用條件來記憶物理公式。定義公式常用概念記憶法進行記憶。例如：在記憶功的表達式時，學(xué)生可以通過記憶功的概念，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積記憶W=Fs。

(三)實驗記憶法。學(xué)生通過實驗了解了物理公式各個物理量的意義，明白了物理公式的來源，在實驗中記憶公式。實驗公式適合實驗記憶法來記憶。學(xué)生在實驗中利用公式得出平均速度，在這一過程中理解和掌握了公式。

(四)公式推導(dǎo)法。學(xué)生在已知的公式上進行變形進而推導(dǎo)出新的公式，利用兩個公式的聯(lián)系進行記憶。公式推導(dǎo)法適合誘導(dǎo)公式的記憶。

(五)例題解題法。學(xué)生在記憶定義公式、實驗公式、誘導(dǎo)公式時，都可以用例題解題法來記憶公式。學(xué)生在自主練習(xí)例題時，教師對學(xué)生的想法進行追問，對學(xué)生的解題方法進行追問，在做例題的過程中明確公式[1]。

三、物理公式應(yīng)用障礙分析

(一)理解不透、記憶不牢。每個物理公式都有適用條件，如果不在這個前提下使用，學(xué)生在利用公式進行物理解題時，必定得出錯誤的答案。在利用公式進行物理解題的過程中，必須使用正確的單位和物理量。學(xué)生機械的背誦物理公式，不理解每個物理公式使用時的前提條件和應(yīng)用范圍，沒有清楚的理解物理公式的概念，不明白公式中各個物理量表示的意義及單位的使用。由于學(xué)生生硬的套用公式，不會正確的進行單位換算，不明白每個物理量的內(nèi)涵，不能靈活的進行物理公式的變形和物理公式應(yīng)用的特殊性。這些都造成物理公式的錯誤運用。

(二)知識面狹窄。物理是與生活密切聯(lián)系的學(xué)科，學(xué)生在進行物理學(xué)習(xí)的過程中需要聯(lián)系實際[2]。物理與各個學(xué)科都有著重要的聯(lián)系，在運用物理公式時需要運用到數(shù)學(xué)知識，空間想象能力，這些都需要學(xué)生具備必要的生活知識和寬闊的知識面。學(xué)生需要將生活常識與物理理論相結(jié)合，具備一定的科學(xué)思維。學(xué)生在日常生活中要細心的觀察，由于沒有豐富的知識面，無法具備應(yīng)用物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力，學(xué)生錯誤的使用了公式。

四、培養(yǎng)學(xué)生靈活運用物理公式解題的有效方法

(一)加深對物理公式的正確理解。初中生要清晰地了解公式的分類及明白每個公式中字母和符號所代表的物理量和含義[3]。同一個字母可以出現(xiàn)在不同的物理公式中，同一個物理公式會出現(xiàn)不同的符號。因此學(xué)生要掌握每個字母和符號在不同場景應(yīng)用下不同的含義和規(guī)律。公式中的每個物理量都是有單位的，學(xué)生在運用公式時，要掌握公式中物理量的數(shù)量關(guān)系和單位關(guān)系，進行正確的單位換算，將物理題中的物理量換成統(tǒng)一單位，進而利用公式進行計算。教師要重視物理公式分類的教學(xué)，學(xué)生在解題過程中，不能熟練的使用公式，知識點模糊，不能正確判斷使用哪一公式。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生就是因為學(xué)生對物理公式的分類不清楚造成的。

學(xué)生要正確地理解物理公式的推導(dǎo)過程，比如是如何運用數(shù)學(xué)式推導(dǎo)出公式的以及這個物理公式在什么條件下運用。學(xué)生可以通過實驗的方法，自己在實驗的過程中掌握物理公式。通過實驗，學(xué)生更能明白公式的概念和含義。教師應(yīng)給學(xué)生講解這個由數(shù)學(xué)式推導(dǎo)后的公式的物理意義。物理公式中的各個物理量以及各個物理式之間有著內(nèi)在聯(lián)系。所以，學(xué)生熟悉其中的內(nèi)在聯(lián)系十分必要。根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線，在學(xué)習(xí)一個知識點后，要進行一定程度的復(fù)習(xí)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)了一個公式后，要進行一定程度的復(fù)習(xí)和練習(xí)，學(xué)生可以通過做練習(xí)題的方法鞏固公式的記憶。隨著基礎(chǔ)教育的改革，物理題越來越靈活，考察學(xué)生的運用能力，學(xué)生不能簡單的通過代入公式解答出答案。因此學(xué)生應(yīng)該具備良好的應(yīng)變能力。

(二)提高學(xué)習(xí)物理的積極性。物理是與生活緊密聯(lián)系的學(xué)科。教師在教物理公式時?？梢詫⑦@個物理公式與日常生活進行聯(lián)系，賦予物理公式生活意義[4]。教師要告訴學(xué)生物理公式并不是數(shù)學(xué)公式，它不是一個工具，學(xué)生可以用學(xué)過的物理公式解決生活方面的難題。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物理學(xué)科的學(xué)習(xí)應(yīng)緊跟時代的步伐，傳統(tǒng)的物理公式教學(xué)會使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的心理。教師可以利用多媒體，視頻演示，音頻，實驗，科學(xué)電影，與生活息息相關(guān)的物品來教導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生在輕松愉快的氛圍中明白物理的有趣性，提高了學(xué)習(xí)物理的積極性，最終對學(xué)習(xí)物理公式產(chǎn)生濃厚的興趣。

不同時期的學(xué)生有不同的發(fā)展特點，教師要根據(jù)學(xué)生的發(fā)展特點設(shè)計練習(xí)題。每個班級的學(xué)生的物理水平是不同的，教師應(yīng)根據(jù)不同學(xué)生的物理水平和物理需求來設(shè)計物理題，有針對性地開展教學(xué)工作，提高教學(xué)效率。不同學(xué)生有不同的關(guān)于公式的難點，學(xué)生在利用公式解對了這個物理題時，會獲得成就感，增加了學(xué)習(xí)物理的興趣[5]。

綜上所述，掌握物理公式是學(xué)好物理的前提，學(xué)生要學(xué)會科學(xué)的學(xué)習(xí)策略，在理解的基礎(chǔ)上進行記憶。教師要引導(dǎo)學(xué)生深化物理公式的應(yīng)用條件，理解物理公式的內(nèi)涵，提高學(xué)生的科學(xué)思維素質(zhì)，養(yǎng)成勇于探究的精神，實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。