基于核心素養的對一道考題的再認識

褚澤民

【摘要】? 以落實學生核心素養培育的課堂教學改革正在探索中。本文從一道考題出發，談談要對學生核心素養培育的課堂教學改革的原因及做法，以期培養學生的能力，提高教學效率。

【關鍵詞】? 核心素養 課堂教學 考題

【中圖分類號】? G633.7? ?? ? ? ? ?【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2020）07-041-02

物理學科核心素養的要素：物理觀念（物質觀、運動和相互作用觀、能量觀）、科學思維（模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新）、科學探究（問題、證據、解釋、交流）、科學態度與責任（科學本質、科學態度、社會責任）。在實際教學中，為什么要對學生進行核心素養的培育、又怎樣進行培育呢？這是困擾一線教師的實際問題。下面，我們一起看這道考題：（2017年張家界市高一期末聯考物理A卷試題）

研究發現，低頭玩手機時，可讓頸椎承受多達約270N的壓力。經常低頭玩手機會引起如背痛、胃痛等疾病。當人體直立時，頸椎所承受的壓力等于頭部受到的重力;低頭玩手機時，頸椎受到的壓力會隨之變化。現將人體頭頸部簡化如圖1的模型：

重心在P點的頭部，在可繞O轉動的頸椎OP（輕桿）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止。低頭時頸椎與豎直方向的夾角為45°，PQ與豎直方向的夾角為60°，此時，頸椎受到的壓力約為直立時頸椎受到壓力的（? ? ? ）

A. 2.0倍B. 2.8倍C. 3.3倍D.4.2倍

經過幾屆高一學生期末教學檢測發現：此題難度大，學生得分率低。通過對學生的調查得出錯誤的原因：⑴主要是學生讀不懂題目，不理解模型;⑵次要是學生計算能力差;

一、缺失核心素養培育的傳統課堂教學對學生能力培養的不足

在傳統試卷講評課中，老師會直接引導學生閱讀“現將人體頭頸部簡化為如圖1的模型：重心在P點的頭部，在可繞O轉動的頸椎OP（輕桿）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止”文字，強調關鍵詞：頭部、輕桿、拉力、靜止等，指出圖1模型可以抽象成如圖2所示的繩桿模型。

根據題干文字描述以頭部為對象畫出受力圖，再應用力的平衡，采用正交分解法或矢量三角形法解出結論，得出答案。接著老師就簡單的小結，完成考題講評，老師上課的效率很高。實際結果是：少數學生似懂非懂，絕大多數學生一臉茫然。授之以魚，而不是授之以漁。

顯然，老師講課前缺乏認真的思考，忽略了學生題目讀不懂、模型不理解的主要原因，而把講課重點落在計算方法的運用上。老師也沒有統計對比分析幾屆高一學生對此題為何呈現出相似的結果。

從核心素養的角度研究這道考題，就很容易理解傳統課堂對學生能力培養的不足，也驚詫于這道考題對學生應具備的核心素養的考查。

二、考題提醒老師進行核心素養培育的課堂教學探索

1.對學生科學探究素養的培育

教師有義務帶領學生將具有難度的物理問題變得簡單化。對于這道習題，我把“老師講評方式”改變為“學生探究方式”。其教學流程是：

⑴多媒體投影原題并把“現將人體頭頸部簡化為如圖1的模型：重心在P點的頭部，在可繞O轉動的頸椎OP（輕桿）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止”的這段文字凸顯，請學生前后左右同桌之間思考討論下列問題：①題中的研究對象是什么;②沿PQ方向肌肉拉力可以看成什么物體的拉力;③頸椎OP為何能看成輕桿呢;④畫出對象的受力圖。

⑵學生討論后小組代表主動回答：以頭部為研究對象，把頭部看成一個小圓球，沿PQ方向的肌肉拉力可看成繩子的拉力，為了問題簡化把頸椎看成直桿、輕桿。

⑶展示學生的受力圖：

學生問：OP輕桿的彈力不一定沿著桿啊？

學生補充回答：因桿可以繞O點轉動，桿是活桿。活桿平衡時，彈力一定沿著桿方向。

通過小組討論、解釋、交流，全班同學終于理解了題中的簡化模型。

2、對學生模型建構素養的培育

從上可以看出，命題者就是要考查學生的模型建構能力，但為了使原題對學生的思維難度不致太大，并引導學生思考，故加上了上面投影的“這段文字凸顯及圖1中的實線與虛線”內容，實踐表明：此題難度還是比較大。只有通過學生科學探究后，才能把原題中模型進一步抽象為學生熟知的繩與活干模型，至此，就突破了此題的能力考查難點。

3.對學生的科學推理、科學論證的培育

學生在繩與活干模型基礎上，就很容易畫出正確的受力圖3.

學生解題方法歸納起來有二種：⑴利用正交分解法求解⑵利用矢量三角形法求解

學生解法一：利用正交分解法求解

建立水平軸x軸和豎直軸y軸，如圖4所示。

列出平衡方程

由①②聯立解得：F1≈3.36G

學生解法二：利用矢量三角形法求解。

畫出矢量三角形如圖5示。

由正弦定理得出方程

啟發學生討論思考二種解法的優缺點，最后師生共同小結：利用正交分解法解題，學生最容易想到、解題的數學知識運用的難度小，但解題步驟相對較多、費時;利用矢量三角形法解題過程簡潔、省時，但學生要熟練地掌握畫出矢量三角形的受力圖的方法，同時對學生運用數學知識解決物理問題的能力要求較高。這兩種解法都是非常嚴謹的把此題的答案求解出來。

繼續啟發學生思考：此題是一道選擇題，上面兩種方法是把此題當做計算題求解了。難道這是考題命題者所希望的解答方法嗎？

4.對學生質疑創新素養的培育

在實際的物理教學過程中，既培養了學生的獨立思考能力，同時又帶領學生進行深層次的研究。此時及時拋出思維問題：同學們在矢量三角形上的受力圖上，不用計算能直接得出此題的結果嗎？同學們討論幾分鐘后，大多數同學說不計算不能得出結果;少數同學說不計算能得出結果;最后有一位同學小聲說：我用尺子測出來的，不知對不對？

下面沿著這位同學的思路，師生一起研究得到解法三。

解法三：

⑴作出物體受力圖如圖6示。

⑵用尺子量出重力G的邊長為Lcm，則量出彈力F1的邊長為（3.1～3.5）Lcm.

⑶得出結論F1≌3.4G.

啟發學生，這樣解可靠嗎？是巧合還是規律呢？師生討論后達成共識——作圖法解題。此時，畫龍點睛，亮出命題者此題解法考查意圖“利用作圖法求解”。

通過解法三的討論探究過程，有效的培養了學生的質疑創新素養，雖然，這堂課為了這一道題費了較多的教學時間，但對學生的培養作用非常大，以至于學生在高二、高三年級時都能積極主動的思考，經常嘗試一題多解，形成全面、縝密的思考方式。

三、考題啟示老師做落實核心素養培育的課堂教學有心人

1.老師對常規教學的反思

常規課堂的主要特點：為了追求課堂的容量，借助多媒體技術對問題的呈現，把學生思考的時間壓縮到最小的限度，用課堂的大容量逼迫學生思考，要求學生主動的記憶老師傳授的知識和技巧，這應該是現實中的老師們追求的片面的高效課堂;為了補充課堂內學生的運用知識的不足，老師們課后不斷要求學生進行刷題訓練，掌握知識，以奪取階段性考試的高分。反過來又利用部分刷題學生的階段性的考試成績來證明這種教學方法的高效性。這種教法的痛點：對許多學生起到了揠苗助長的作用，缺失對學生質疑創新的科學思維的培養，不利于創造性人才的成長。

2.老師要深刻理解核心素養的要素，善于選用素材，落實核心素養培育

老師要從物理學科核心素養的要素出發：⑴從教材、影視、報道等尋找有利于學生正確認識物質存在的概念、定義;有利于學生正確理解運動與相互作用的規律;有利于學生用能量觀點解決問題的素材培育物理觀念。⑵從教材、習題中尋找有利于學生從具體問題中抽象、建立模型，進行科學推理、論證、質疑創新的素材培育學生的科學思維。⑶從教材上的“說一說、思考與討論、科學漫步”及生活中物理有利于學生進行小組探究的素材可以培育學生的科學探究素養。⑷有利于學生證實、證偽及與社會相聯系的物理素材可以培育學生的科學態度與責任素養。

總之，物理核心素養的培育是需要一個過程的，需要老師有一雙慧眼，不斷挖掘素材，進行課堂教學改革，落實核心素養培育，幫助學生樹立正確的學習觀念，培養學生的創新能力，努力提高教學效率。

[ 參? 考? 文? 獻 ]

[1]李慶國.基于“物理核心素養”的對高中物理教學的再認識[J].湖南中學物理，2018，33（02）：5-8.

[2]陳天富.基于“學科核心素養”的高中物理教學研究[J].中學課程輔導（教師教育），2018（01）：36.