淺談基于核心素養(yǎng)的高中物理教學的思考
——以人教版“力的分解”為例

代小波

（重慶市鳳鳴山中學，重慶）

2014年教育部頒布的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》，提出了培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)是育人的重要目標。核心素養(yǎng)是指學生應具備的適應終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關鍵能力，而物理學科的核心素養(yǎng)內(nèi)容應關注以下四個方面：①物理核心觀念；②科學思維；③實驗探究；④科學態(tài)度與責任。筆者就以上四個物理學科核心素養(yǎng)關注維度，以人教版“力的分解”這一節(jié)為例，談談基于核心素養(yǎng)的高中物理教學的思考。

一、研讀教材，構建力的分解的物理核心觀念

力的分解是高中物理力學部分的基礎內(nèi)容之一，承接力的合成，依然是等效替代思想的具體應用。它是“力的合成”的逆運算，利用平行四邊形定則分解力也是今后進行矢量分析的基礎。

為了幫助學生構建力的分解的物理核心觀念，筆者在實施課堂教學時，從以下幾個環(huán)節(jié)展開：

（一）趣味游戲：拔河

兩位大力士與一位淑女間的拔河。讓兩位力氣較大的男同學使勁拉住繩子兩端，一位女同學拉住繩子中央，女同學很容易將兩位男同學拉得左右搖擺。

提出問題：為什么看起來如此嬌弱的一位女同學有這么大的力量能把兩位大力士拉得左右搖擺？通過本節(jié)課的學習，我們就能發(fā)現(xiàn)其中的奧妙。

（二）什么是力的分解

演示實驗：將橡皮筋的兩端固定在木板上A、B兩點，先用一個力F拉動橡皮筋至O點，再用兩個力F1、F2將橡皮筋拉到O點（如圖1所示）。學生回憶合力、分力、力的合成等概念，并結合實驗閱讀課本，整理出力的分解的概念。

圖1

二、初步嘗試力的分解，建構科學思維方法

物理科學思維方法的核心素養(yǎng)表現(xiàn)為了解并掌握世界的基本思想和方法。在本節(jié)內(nèi)容中，體現(xiàn)為對力的分解的基本方法的形成。在前面知識及本節(jié)課前面部分教學的基礎上，學生很容易想到力的分解同樣遵守平行四邊形定則。所以，教學中設計了以下幾個環(huán)節(jié)：

（一）同學們對演示實驗中力F進行分解（發(fā)現(xiàn)有多種分解方法）

基于此，追問：若已知兩分力的方向有多少種分法？在練習本上對演示實驗中力F進行分解（沿OA、OB方向），并求出兩分力大小。

在實際情境中，為了方便解決問題，我們通常按照力的效果進行分解。

（二）明確了力的作用效果也就明確了兩個分力的方向，所以此時只有唯一一種分解方法。那么我們?nèi)绾未_定力的作用效果？

演示實驗：一重物放于臺秤上，此時臺秤示數(shù)為重物對臺秤的壓力。當用一斜向右上方的力F拉動重物時，提問：大家觀察到什么現(xiàn)象？①臺秤示數(shù)減小；②重物向右運動。所以，拉力F有兩個作用效果：向上提重物以及向右拉重物。請同學自行在導學案上對力F進行分解，并求出兩分力的大小及方向。（模型如圖2所示，此模型應用于拖拉機拉耙，如圖3所示）

圖2

圖3

所以，只要知道了力的作用效果，力的分解也就唯一。那么如何確定力的作用效果？

三、拓展思維，實施科學的實驗探究

核心素養(yǎng)導向的物理教學，要求我們的物理課程能夠為學生以后面臨問題時提供解決問題的思路及方法。物理課堂教學應該為學生創(chuàng)造真實的問題情境，鼓勵并引導學生剖析問題、簡化問題、建立物理模型，在此基礎上建構物理模型、設計方案、解決問題。注重培養(yǎng)學生的自主學習、自強自立。為此，我們設計了一個探究實驗來進行嘗試。

實驗探究：一重力大小為G的物體靜止放置在傾角α的斜面上時，探究斜面上物體重力的作用效果，并對重力進行分解。提供的器材有：重力為G的小木塊、斜面（帶垂直于斜面的擋板）、薄長方體海綿數(shù)塊。我們知道力的效果是：力可以使物體的形狀發(fā)生改變（簡稱形變），也可以使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。本實驗中，我們研究的是靜止于斜面的物體，所以提供海綿就為學生提供了一條思路：用海綿的形變來體現(xiàn)重力的作用效果。

學生通過討論，能夠設計出實驗：擋板處、斜面上分別放置一塊海綿，當重物放于斜面上時會發(fā)現(xiàn)擋板處、斜面上的海綿均發(fā)生形變。由此判斷出重力的兩個效果：使物體緊壓斜面、使物體緊壓擋板。由此，重力大小為G的物體靜止放置在傾角α的斜面上時，重力的兩個分力方向分別是：沿斜面向下及垂直于斜面向下。所以，斜面上物體重力的分解就明確了（簡化模型如圖4，此模型應用于大橋的引橋，如圖5）。

圖4

圖5

課堂進行到此處，課堂開始時的游戲中提出的問題就可以嘗試去解決（簡化模型如圖6所示，可讓學生通過討論自行建立簡化模型）。用以下兩個問題進行引導：

（一）拉力F在哪兩個方向上產(chǎn)生了效果？按效果如何對F進行分解？

（二）比較分力和拉力F的大小；

（三）你能否解釋為何兩位大力士拔河反而輸給那位淑女？最后，總結此模型還可以用于拉陷在泥潭中的車。（如圖7所示）

圖6

圖7

四、知識積淀，形成科學的認識和責任

模型建構、科學推理、科學論證等要素的有效生成，水到渠成得讓學生以高昂的科學態(tài)度和責任投入到課堂中。很自然，學生很容易就能通過討論形成力的分解的一般步驟：

（一）按效果確定分力的方向。

（二）以兩分力所在直線為鄰邊作符合實際情況的平行四邊形。

（三）解三角形分力的大小（一般為直角三角形）。

此時，附以導學單上適當?shù)木毩暎非笥行实恼n堂。

通過本堂課的實踐，基于核心素養(yǎng)而形成的物理知識，促進了學生對物理知識的全面感知和理解，讓學生嘗到了科學探究的喜悅，對學生形成科學的價值觀有一定的幫助。實施核心素養(yǎng)導向的物理教學，需要我們教育工作者轉變教學的價值觀，把學生在學習過程中逐步形成的必備品格、行為習慣、關鍵能力，作為物理學科的教育價值。