高中物理核心素養(yǎng)與解題能力的培養(yǎng)探究

摘 要：高中物理學(xué)習(xí)具有一定的難度，若學(xué)生僅僅掌握學(xué)科知識而未發(fā)展核心素養(yǎng)，則不符合物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求。學(xué)生必須通過反復(fù)的實(shí)踐練習(xí)來鞏固所學(xué)知識，將物理學(xué)科核心素養(yǎng)，如創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作、溝通交流等，落實(shí)到物理知識學(xué)習(xí)和解題過程中。學(xué)生的核心素養(yǎng)和解題能力的培養(yǎng)是一個(gè)長期的過程，教師要充分尊重學(xué)生的主體地位，創(chuàng)新應(yīng)用不同的教學(xué)方法，不斷優(yōu)化高中物理核心素養(yǎng)與解題能力的培養(yǎng)模式，提升高中物理學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。為此，文章首先分析高中物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵，再分析高中物理核心素養(yǎng)與解題能力的培養(yǎng)策略，旨在提升高中物理學(xué)科教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高中物理；核心素養(yǎng)；解題能力；培養(yǎng)策略

作者簡介：莫春蘭（1979—），女，廣西壯族自治區(qū)貴港市達(dá)開高級中學(xué)。

物理核心素養(yǎng)是指在物理教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生將所學(xué)到的物理知識進(jìn)行內(nèi)化后，循序漸進(jìn)、潛移默化形成的與自己的學(xué)習(xí)要求相適應(yīng)，同時(shí)與社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的思維和能力。物理學(xué)科核心思維的創(chuàng)新性、創(chuàng)造性較為明顯，教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探索，從而讓學(xué)生逐步形成解決物理問題的綜合能力。

一、高中物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵

高中物理核心素養(yǎng)與激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、提升學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)思維能力有緊密的聯(lián)系，具體可分為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度。

（一）物理觀念

高中階段的學(xué)生掌握了力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等基本的物理知識，但是物理知識體系還比較簡單、零散，還沒有形成一個(gè)完整、標(biāo)準(zhǔn)的物理思維體系。所以，高中物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，應(yīng)該從物理觀念的形成開始，讓學(xué)生對物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量等概念和相關(guān)知識有一個(gè)比較完整的認(rèn)識，在物理知識的基礎(chǔ)上建立起一個(gè)基本的物理思維體系。學(xué)生通過對物理問題的分析、解決、歸納和總結(jié)，在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中靈活地應(yīng)用物理知識，能有效促進(jìn)自身物理觀念的形成。

（二）科學(xué)思維

物理是一門以現(xiàn)象為基礎(chǔ)的學(xué)科，在高中物理教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)逐步理解和掌握模型建構(gòu)、推理論證等科學(xué)的物理思維，進(jìn)而運(yùn)用正確的物理思維方式去認(rèn)識和解決問題。因此，科學(xué)思維是提高高中物理教學(xué)質(zhì)量的重要保證，同時(shí)也是學(xué)生物理核心素養(yǎng)形成的一個(gè)重要指標(biāo)。

（三）科學(xué)探究

高中物理教學(xué)注重物理實(shí)驗(yàn)，注重以物理實(shí)驗(yàn)為手段，以科學(xué)的方式檢驗(yàn)物理假設(shè)和進(jìn)行總結(jié)。對高中生而言，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且豁?xiàng)很重要的科學(xué)探究能力，其不但可以幫助學(xué)生掌握問題的解決技巧，還可以幫助他們發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)并加以檢驗(yàn)，從而提高他們科學(xué)探究的綜合素質(zhì)。

（四）科學(xué)態(tài)度

物理是自然科學(xué)的一個(gè)分支，物理教學(xué)可以讓學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象、知識、原理等有更深入的了解，了解科學(xué)發(fā)展和演變的歷史和規(guī)律。通過樹立敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)驗(yàn)證等科學(xué)態(tài)度，學(xué)生能在物理學(xué)習(xí)中保持旺盛的求知欲。

二、高中物理核心素養(yǎng)與解題能力的培養(yǎng)策略

（一）重視物理基礎(chǔ)知識積累

在高中物理教學(xué)中滲透物理核心素養(yǎng)，有助于逐步改善傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問題，激發(fā)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對物理基礎(chǔ)知識的理解與記憶。在高中物理教學(xué)中，教師要圍繞物理核心素養(yǎng)，對學(xué)生進(jìn)行全面的教學(xué)，使學(xué)生理解并鞏固物理基礎(chǔ)知識，逐步構(gòu)建起完整的物理知識體系［1］。以人教版高中物理“時(shí)間和位移”知識板塊為例，教師可以根據(jù)學(xué)生對物理的基本知識和概念的理解，思考如何運(yùn)用抽象思維來進(jìn)行分析，幫助學(xué)生建立正確的物理概念，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。將實(shí)際生活中的時(shí)間和位移現(xiàn)象與學(xué)科教學(xué)相聯(lián)系，能幫助學(xué)生更好、更快地理解所學(xué)知識，幫助學(xué)生形成物理觀念，讓其學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維對時(shí)間和位移現(xiàn)象進(jìn)行分析與思考。在本板塊教學(xué)中，教師要重點(diǎn)圍繞位移、矢量、標(biāo)量等物理基礎(chǔ)概念展開探討與分析，使學(xué)生積累關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的概念的基礎(chǔ)知識，逐步建立起一個(gè)完整的知識結(jié)構(gòu)，同時(shí)將物理知識與現(xiàn)實(shí)問題相結(jié)合，以加深學(xué)生對物理的認(rèn)識。

（二）結(jié)合生活實(shí)際

物理知識源于生活實(shí)際，在高中物理教學(xué)中，教師要做到活學(xué)活用，從生活實(shí)際中發(fā)掘材料，將物理知識與日常生活緊密聯(lián)系起來。教師應(yīng)避免因循守舊，要積極開拓第二課堂，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘生活實(shí)際中的知識，使日常生活成為核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要助力。例如，在學(xué)習(xí)“圓周運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)時(shí)，教師可讓學(xué)生從日常生活中找到一些關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，如公園里的摩天輪繞著中心軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，教師可以讓學(xué)生根據(jù)摩天輪的大小和轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算摩天輪的角速度和線速度。除了挖掘現(xiàn)實(shí)生活中的物理元素，教師還可以讓學(xué)生在課后觀看《新聞大求真》《挑戰(zhàn)不可能》等科普類節(jié)目，讓學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中掌握物理的基本原理，同時(shí)開闊學(xué)生的眼界，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

（三）運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是物理的重要組成部分，在培養(yǎng)高中生的物理核心素養(yǎng)和解題能力時(shí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芷鸬胶艽蟮淖饔?。物理?shí)驗(yàn)既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能使學(xué)生掌握求知的方法，還能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力、協(xié)作能力，使學(xué)生的物理水平得到進(jìn)一步的提高。以人教版“物體的運(yùn)動(dòng)速度”知識板塊為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生更好地了解相關(guān)知識。課前，教師要讓學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，掌握本次物理實(shí)驗(yàn)的基本原理、過程及結(jié)論，學(xué)習(xí)如何運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并通過在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上的紙帶來測量運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的瞬間速度和平均速度。課中，教師演示物理實(shí)驗(yàn)的操作流程，實(shí)驗(yàn)器材有電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、導(dǎo)線、電源等。首先，教師將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在桌子上，將紙帶從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔中穿出，再將復(fù)寫紙放在定位軸上，放入紙帶，再將兩根接線柱連接到交流電源；接著，打開電源，按照實(shí)驗(yàn)要求移動(dòng)紙帶，在紙帶上打出一行小圓點(diǎn)；最后，取出紙帶，根據(jù)實(shí)際情況選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)，并按實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行測量和計(jì)算。在完成實(shí)驗(yàn)后，教師讓學(xué)生自行選擇所需的測量資料，并將其與所選方法進(jìn)行對比。

（四）小組合作探究學(xué)習(xí)

合作探究學(xué)習(xí)是指在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，將學(xué)生分成若干個(gè)合作學(xué)習(xí)小組，并分配不同的學(xué)習(xí)任務(wù)。在合作探究學(xué)習(xí)中，能夠形成一種互幫互助的學(xué)習(xí)氛圍，從而使課堂的教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。另外，在合作探究學(xué)習(xí)中，學(xué)生更容易找到問題的解決方案，從而增強(qiáng)自己對物理學(xué)習(xí)的信心，調(diào)動(dòng)自己的學(xué)習(xí)積極性。以人教版“拋物運(yùn)動(dòng)”知識板塊為例，教師在向?qū)W生講解這一章的基本知識之后，可設(shè)置大量的問題。將這些問題與知識點(diǎn)結(jié)合起來，能使學(xué)生更好地消化這節(jié)課的知識。例題：從高度為h的平臺上，沿著同一個(gè)方向，將小球水平拋出，總共拋出兩次。第一次小球落在a處，第二次小球落在b處，a處和b處的間距為d。第一次拋出小球的初始速度是v1，第二次拋出小球的初始速度v2是多少？接下來，教師將學(xué)生分成若干個(gè)合作學(xué)習(xí)小組，分配學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)自己的理解來解決物理問題。每個(gè)學(xué)生的思維方式都不一樣，答案也就不一樣。在經(jīng)過小組討論之后，每位小組成員根據(jù)自己的想法，闡述物理問題的解決方案和步驟，之后再由小組長對物理問題的解決方法和解題過程進(jìn)行總結(jié)歸納，以小組形式進(jìn)行成果展示。問題的解決方法有多種，教師可評價(jià)每個(gè)小組的解題方法，并從中選出最優(yōu)解。

（五）仔細(xì)審題

在高中物理教學(xué)中，審題是解決問題的首要環(huán)節(jié)，也是解決問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生在分析題目時(shí)，既要抓住題意，又要在審題的時(shí)候充分挖掘問題的內(nèi)涵，從而獲得更多的知識內(nèi)容。學(xué)生對題目的了解越多，思維就越活躍、越開闊，這能使解題效率和解題質(zhì)量得到提高。例題：在圖1中可以看到，有兩個(gè)小球A和B在同一高度h，他們的水平距離是l，當(dāng)小球A以速度v平拋出時(shí)，小球B自由下落。當(dāng)小球A和B撞擊地面的時(shí)候，小球A和B的水平速度是恒定的，垂直分速度是變化的，方向是相反的，但大小沒有變化。h恒定不變，忽略空氣阻力、小球與地面發(fā)生的碰撞所需時(shí)間，以下說法中正確的是哪幾個(gè)？①小球A的初始速度決定小球A和B能否在首次落地前產(chǎn)生碰撞；②在第一次落地前，如果小球A和B沒有發(fā)生碰撞，則以后不會(huì)再發(fā)生碰撞；③兩個(gè)小球在最高的地方不會(huì)相遇；④小球A和B可以在任何情況下相遇。

要解決這道題，我們要先讀題、審題，并將圖與題干相結(jié)合。假設(shè)小球A和B在首次落地前發(fā)生碰撞，則小球A的初始速度是。此外還有兩種新的情況，第一種是如果小球A的初始速度大于，兩個(gè)小球可以在首次落地前發(fā)生碰撞；第二種是如果小球A的初始速度小于，兩個(gè)小球就會(huì)在同一時(shí)間落在地上，然后彈起來。由于小球A處于平拋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以小球A撞擊地面后會(huì)反彈，發(fā)生平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)。如果兩個(gè)小球在彈起來的過程中沒有發(fā)生碰撞，則小球A和B會(huì)在同一時(shí)間移動(dòng)到同樣的高度，然后依照原始運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)小球A和B發(fā)生碰撞后，這種運(yùn)動(dòng)方式才會(huì)發(fā)生新的變化。由此可見，小球A和B一定會(huì)相遇，①和④的說法正確。

（六）分析不同解題方法

多元解題思維的培養(yǎng)和解題方式的歸納，是提高學(xué)生解題能力的關(guān)鍵。教師要讓學(xué)生在解題時(shí)積極發(fā)散思維，逐步增強(qiáng)分析問題的能力。教師在講解典型范例時(shí)，要讓學(xué)生在解題方法和思路上進(jìn)行總結(jié)。教師還可以要求學(xué)生定期對做錯(cuò)的題目進(jìn)行復(fù)習(xí)和總結(jié)，養(yǎng)成及時(shí)改錯(cuò)的良好解題習(xí)慣。例題：空間存在著勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的方向垂直于紙面（xOy平面）向里，電場的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場和磁場的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開始運(yùn)動(dòng)。下列四幅圖（圖2—圖5）中，能正確描述該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（）

解法一：在xOy平面內(nèi)電場的方向沿y軸正方向，故在坐標(biāo)原點(diǎn)O靜止的帶正電粒子在電場力作用下會(huì)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)。磁場方向垂直于紙面向里，根據(jù)左手定則，可判斷出向y軸正方向運(yùn)動(dòng)的粒子同時(shí)受到沿x軸負(fù)方向的洛倫茲力，故帶電粒子向x軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)。因此圖2、圖4不符合題意。帶電粒子運(yùn)動(dòng)的過程中電場力對帶電粒子做功，粒子速度大小發(fā)生變化，粒子所受的洛倫茲力方向始終與速度方向垂直。由于勻強(qiáng)電場方向是沿y軸正方向，因此x軸為勻強(qiáng)電場的等勢面，從開始到帶電粒子偏轉(zhuǎn)再次運(yùn)動(dòng)到x軸時(shí)，電場力做功為零，洛倫茲力不做功，故帶電粒子再次回到x軸時(shí)的速度為零，隨后受電場力作用再次進(jìn)入第二象限重復(fù)向左偏轉(zhuǎn)，故圖3符合題意，圖5不符合題意［2］。解法二：粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開始運(yùn)動(dòng)，將速度分解為向x軸正方向的速度v，向x軸負(fù)方向的速度v'，兩個(gè)速度大小相等，方向相反。其中一個(gè)洛倫茲力平衡電場力，即qBv' =qE，則粒子的在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)可視為向x軸負(fù)方向以速度v' =做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在x軸上方做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。因此圖3符合題意。

結(jié)語

綜上，教師應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)和解題能力，充分激發(fā)學(xué)生的潛能，鍛煉學(xué)生科學(xué)的物理思維和解題技巧，不斷提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成效。

［參考文獻(xiàn)］

王佛寶.高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組合作學(xué)習(xí)策略研究［J］.發(fā)明與創(chuàng)新（職業(yè)教育），2021（5）：117-118.

蔣金團(tuán).創(chuàng)新與傳承并重，全面考查學(xué)科素養(yǎng)：2022年高考全國甲卷物理試題評析［J］.高中數(shù)理化，2022（14）：7-9.