基于核心素養(yǎng)的高中生物理解題能力的培養(yǎng)

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的解題能力是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的題中之義。但是，一些教師忽略了對學(xué)生的物理解題能力的培養(yǎng)，從而對學(xué)生物理素養(yǎng)的提高產(chǎn)生了一定的影響。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。文章指出當(dāng)前高中物理教學(xué)中存在的一些不足，并分析培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的重要性，在此基礎(chǔ)上，闡述高中物理教學(xué)中學(xué)生解題能力培養(yǎng)的有效策略。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；解題能力

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2023）09-0018-03

引? 言

高中物理是一門具有抽象性、復(fù)雜性、綜合性的學(xué)科。隨著物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，高中物理學(xué)習(xí)要求越來越高，而教師應(yīng)更加重視對學(xué)生物理解題能力的培養(yǎng)。學(xué)生只有具備較強(qiáng)的解題能力，才能高效地處理各種各樣的物理難題，學(xué)會舉一反三、融會貫通。然而，就當(dāng)前高中物理教學(xué)而言，不少教師在培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過程中出現(xiàn)了效率較低、效果較差等問題。這樣的教學(xué)問題得不到有效的處理，就不利于對學(xué)生解題能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為，物理教師應(yīng)積極主動地面對解題教學(xué)中存在的種種問題，并分析問題產(chǎn)生的原因，對癥下藥，從而優(yōu)化物理教學(xué)，有效提升學(xué)生的物理解題能力，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解題能力的重要性

（一）促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地生根

如今，物理學(xué)科核心素養(yǎng)奏響了物理教學(xué)的主旋律。提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是每位物理教師的責(zé)任與義務(wù)。無論“物理觀念”，還是“科學(xué)思維”，或者是“科學(xué)探究”，都會涉及問題的提出與解決。如果學(xué)生不具備較高的解題能力，那么他們就可能對各種各樣的物理難題產(chǎn)生極大的畏難情緒，并逐漸對物理學(xué)科失去探究興趣。然而，在高中物理教學(xué)中，教師若能夠利用行之有效的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生良好的解題能力，那么就能夠使學(xué)生游刃有余地處理各種物理難題，從而更加順利地獲得“物理觀念”“科學(xué)探究”“科學(xué)思維”等物理學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。

（二）促進(jìn)高中物理教學(xué)質(zhì)量的提高

在推動教育現(xiàn)代化的背景下，提高教學(xué)質(zhì)量成為廣大教師的共識。然而，教學(xué)質(zhì)量的提高不是一蹴而就的，需要教師在日常教學(xué)過程中調(diào)動各種有助于提高教學(xué)質(zhì)量的因素。解題能力是高中生應(yīng)該具備的一種能力。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)該利用行之有效的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，樹立正確的解題意識，掌握有效的解題方法，從而促進(jìn)學(xué)生解題能力的提升。而學(xué)生解題能力的提升，有利于學(xué)生提升解題的效率、速度及正確率，進(jìn)而促進(jìn)物理教學(xué)效率的提升及物理教學(xué)質(zhì)量的提高。

二、高中物理教學(xué)存在的不足

培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力是高中物理教學(xué)目標(biāo)之一。當(dāng)具備了較強(qiáng)的解題能力后，學(xué)生能夠更加深入地探究物理本質(zhì)，挖掘物理規(guī)律。然而，目前的高中物理教學(xué)存在如下不足：首先，不少教師過分關(guān)注學(xué)生的物理考試成績，忽視了對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)過程的關(guān)注，更沒有主動地對學(xué)生的物理解題能力進(jìn)行培養(yǎng)。其次，一些教師在物理解題教學(xué)中忽視對學(xué)生的引導(dǎo)啟發(fā)，直接把現(xiàn)成的解題思路甚至答案告訴學(xué)生，不利于學(xué)生解題能力的提升。與此同時，在基礎(chǔ)知識的鞏固、解題方法的傳授、解題思維的訓(xùn)練等方面，一些物理教師并沒有給予充分重視，做得不夠到位。這些不足都直接阻礙了學(xué)生物理解題能力的有效培養(yǎng)與提升[2]。

三、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解題能力的策略

（一）回歸物理教材，夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)

“千里之行始于足下?！痹谂囵B(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過程中，急功近利是不可取的，好高騖遠(yuǎn)是行不通的。教師只有引導(dǎo)學(xué)生一步一個腳印地夯實(shí)物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，才能夠真正地促進(jìn)學(xué)生物理解題能力的提升。有鑒于此，在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)該摒棄“空中建樓閣”這一不切實(shí)際的想法，并積極主動地引導(dǎo)學(xué)生腳踏實(shí)地地把物理基礎(chǔ)知識學(xué)好、學(xué)精、學(xué)透。物理教材是學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識的重要資源，在培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過程中，教師如果脫離了物理教材，一味地搞“題海戰(zhàn)術(shù)”，讓學(xué)生做大量的難題、偏題、怪題，必然會產(chǎn)生適得其反的教學(xué)效果，不僅不能提升學(xué)生的解題能力，還會增加學(xué)生的物理學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。因此，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生回歸物理教材，把基礎(chǔ)知識學(xué)扎實(shí)，掌握牢固。

例如，高中物理教材主要包含了如下模塊：（1）力學(xué)模塊（力與運(yùn)動、牛頓運(yùn)動定律、機(jī)械振動）；（2）熱學(xué)模塊（分子的運(yùn)動論以及氣體）；（3）電磁學(xué)模塊（恒定電流、電磁場、電磁感應(yīng)、交變電流、電磁波）；（4）光學(xué)模塊與原子核。在這些模塊中，力學(xué)、電磁學(xué)所占比重較大，是學(xué)生必須學(xué)好的內(nèi)容。為了夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)，教師可以從如下幾個方面入手：第一，引導(dǎo)學(xué)生回顧教材內(nèi)容，回顧結(jié)束后再對照教材，找出遺漏的地方。第二，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，繪制有關(guān)各個模塊的思維導(dǎo)圖，建立知識框架，對所學(xué)知識形成立體化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的認(rèn)識。第三，教材中的例題往往具有典型性、代表性，具有較高的學(xué)習(xí)價值。因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)做一做教材中的例題，并讓他們對出錯的地方進(jìn)行改正，加強(qiáng)記憶。第四，引導(dǎo)學(xué)生把不同章節(jié)的物理基礎(chǔ)知識聯(lián)系起來，既要找出它們之間存在的差異性，也要找出它們之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，以便實(shí)現(xiàn)綜合性學(xué)習(xí)與全方位運(yùn)用。

（二）授之以漁，使學(xué)生掌握有效的解題方法

若想培養(yǎng)學(xué)生良好的解題能力，就需要使學(xué)生掌握一定的解題方法。這樣一來，才能夠達(dá)到事半功倍的解題效果。在解決物理問題時，會用到各種各樣的方法，整體代換法有之，數(shù)形結(jié)合法有之，類比推理法有之，微元法有之。在高中物理教學(xué)中，教師把物理解題方法介紹給學(xué)生，有助于學(xué)生更深入地理解物理結(jié)論，提升學(xué)生解題的效率[3]。

以微元法在物理解題中的應(yīng)用為例。與常規(guī)解題方法相比，利用微元法解決物理難題，有助于學(xué)生更加深入地剖析物理過程，提升解題效率。

例如，勻變速直線運(yùn)動的位移時間公式是通過v-t圖像的面積結(jié)合速度時間公式推導(dǎo)出來的，然而，很多學(xué)生只是知道v-t圖線和t軸圍成的面積等于位移的結(jié)論，卻不清楚為什么這個面積就等于位移。那么在這里，教師可借助微元法讓學(xué)生理解得更到位。如圖1，我們可以把運(yùn)動時間t分成n等分，每一等分的時間則為Δt =，當(dāng)n趨近于無窮大時，Δt就趨于0，這時每一小段時間內(nèi)的運(yùn)動就都可以看作勻速直線運(yùn)動，所以Δt時間內(nèi)的小矩形圖像面積就是對應(yīng)的位移，那么我們再把n段時間對應(yīng)的所有小矩形面積加在一起就等于t時間內(nèi)的總位移，也就是v-t圖線和t軸圍成的面積。同樣的微元法也可以幫助學(xué)生理解任何直線運(yùn)動的v-t圖線和t軸圍成的面積都等于位移。

（三）善于啟發(fā)引導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生的物理解題思維

在高中物理教學(xué)中，教師常常會發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：不少學(xué)生在面對物理難題的時候愁眉莫展，無論如何，都找不到解題的切入口、突破口。一方面是由于這道題確實(shí)有難度；另一方面也說明了學(xué)生的解題思維比較僵化，不靈活。針對這一問題，教師在物理教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)對學(xué)生物理解題思維的訓(xùn)練，使學(xué)生的思維得以靈活變通。一般而言，在解決物理問題時，常常會用到逆向思維、多向思維、類比思維、轉(zhuǎn)化思維等。

下面，以解題思維的巧妙轉(zhuǎn)化為例進(jìn)行說明。如圖2所示，一個質(zhì)量為4 kg的物體靜止在水平地面上，讓物體在隨位移均勻減小的水平推力F作用下開始運(yùn)動，推力F隨位移x變化的關(guān)系（如圖3），已知物體由靜止運(yùn)動3.2 m時達(dá)到最大速度，（取g=10 m/s2），求：（1）物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ；（2）物體運(yùn)動的最大速度大??；（3）物體運(yùn)動的總位移大小。

上述題目是高中物理功能關(guān)系中的一個教學(xué)實(shí)例，第一問可以利用牛頓第二定律的瞬時性分析得到拉力和阻力相等時速度最大，從而得到要求的摩擦因數(shù)μ。很多學(xué)生都知道（2）（3）兩問要用動能定理來求解，但是對于求拉力F做功，很多學(xué)生卻無從下手。此時，教師就需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題思維的轉(zhuǎn)化，不能使學(xué)生依舊處于固定的思維模式中。首先，教師對學(xué)生說：“同學(xué)們，在解決第三問時，我發(fā)現(xiàn)大家都無從下手。在這道題目中，由于F是變力，所以我們不能直接使用公式W=Fxcosθ，那怎么辦呢？”此時此刻，學(xué)生沉默不語。接下來，教師繼續(xù)對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，并說：“這時候我們可不可以進(jìn)行一下適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化呢？”一聽到“轉(zhuǎn)化”，不少學(xué)生恍然大悟，似乎有了靈感。于是，有的學(xué)生說：“利用轉(zhuǎn)化的思維方式，對位移進(jìn)行無限細(xì)分，就能夠把變力做功轉(zhuǎn)化為無數(shù)段的恒力做功的問題了，從而得到F-x圖線的面積即為拉力F做的功?！甭犕赀@名學(xué)生的發(fā)言后，其他學(xué)生也都豁然開朗了。由此可見，在高中物理解題教學(xué)中，教師通過耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題思維的轉(zhuǎn)化這一方式，幫助學(xué)生走出了解題過程中遇到的“死胡同”，使他們突破了物理難題。

（四）組建學(xué)習(xí)小組，搭建分享解題經(jīng)驗(yàn)的平臺

物理解題能力的培養(yǎng)并非一個人孤軍奮戰(zhàn)。教師除了引導(dǎo)、啟發(fā)、點(diǎn)撥外，還可以最大限度地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。具體的做法就是組建物理學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)探究，合作解題。這樣的做法有如下好處：一方面，可以使同伴之間相互分享有效的解題經(jīng)驗(yàn)、良好的解題習(xí)慣及巧妙的解題思路；另一方面，還可以實(shí)現(xiàn)以優(yōu)帶差、合作共贏的目標(biāo)。鑒于此，高中物理教師應(yīng)積極主動地組建物理學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生快速提升自身的解題能力。

例如，教師首先根據(jù)全班學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知水平、性格特點(diǎn)等各種因素，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)合理的分層，把他們分成物理學(xué)優(yōu)生、物理中等生、物理后進(jìn)生三個層次。其次，把三種不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生按著一定的比例，以交叉混合的方式分配到同一個小組內(nèi)。這樣一來，每個物理學(xué)習(xí)小組既有學(xué)優(yōu)生、中等生，又有后進(jìn)生。那么后進(jìn)生就可以獲得學(xué)優(yōu)生的幫扶，從而及時解決物理問題。此外，大家還可以在小組內(nèi)部相互分享物理解題經(jīng)驗(yàn)、解題技巧，這就實(shí)現(xiàn)了合作共贏，共同進(jìn)步。

（五）透徹理解物理錯題，補(bǔ)齊解題方面的短板

從某種程度而言，錯題是一種珍貴的學(xué)習(xí)資源，它有效地反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)短板。學(xué)生只有透徹理解了錯題，才能夠真正地促進(jìn)解題能力的進(jìn)一步提升。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用好錯題資源，從而查缺補(bǔ)漏，進(jìn)一步提升解題能力。

例如，針對物理錯題資源，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生做好如下幾個方面的工作：（1）分析出錯的原因，是粗心馬虎，還是基礎(chǔ)知識掌握不牢固；（2）對錯題進(jìn)行總結(jié)，把做錯的物理題目認(rèn)認(rèn)真真地抄寫在錯題本上，并在題目下面分別附上錯誤的做題步驟與正確的做題步驟，形成一種對比效應(yīng)；（3）尋找同類型的物理題目進(jìn)行有針對性的練習(xí)，并不斷地反思總結(jié)，從而補(bǔ)齊自身在物理解題方面存在的短板，掃除解題能力提升的障礙。

結(jié)? 語

在落實(shí)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下，培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力是必不可少的。只有有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力，才能夠真正地推動物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地生根。在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)回歸物理教材，夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)；通過循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生正確地審題；通過授之以漁，使學(xué)生掌握解題方法；引入一題多解，激活學(xué)生的解題思維；設(shè)計(jì)小組合作的活動，促使學(xué)生相互分享解題思路；通過結(jié)成對子，實(shí)現(xiàn)以優(yōu)帶差的目標(biāo)；通過引導(dǎo)學(xué)生用好錯題資源，使學(xué)生在總結(jié)反思中補(bǔ)齊解題方面的短板，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力。

[參考文獻(xiàn)]

張濤.基于強(qiáng)化解題能力的高中物理教學(xué)實(shí)踐[J].新課程教學(xué)（電子版），2022（14）：102-103.

劉世杰.高中物理教學(xué)中解題能力的培養(yǎng)[J].數(shù)理天地（高中版），2022（06）：86-88.

梁欣.高中物理教學(xué)中對學(xué)生解題能力的培養(yǎng)策略探微[J].考試周刊，2021（87）：142-144.

基金項(xiàng)目：本文系福州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃（2022年度）立項(xiàng)課題“‘雙減背景下學(xué)生解題能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究”（課題編號：FZ2022ZX56）的研究成果。

作者簡介：金爾慈（1968.6-），男，福建福州人，任教于福建省永泰縣第三中學(xué)，副校長，高級教師，本科學(xué)歷，福建省學(xué)科教學(xué)帶頭人，福州市骨干教師，永泰縣“永陽英才”。