高中學生物理閱讀素養培養策略

夏季云

【關鍵詞】物理閱讀素養;培養策略;教學探索

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中指出：高中物理課程在義務教育的基礎上，幫助學生從物理學的視角認識自然，理解自然，建構關于自然界的物理圖景;引導學生經歷科學探究過程，體會科學研究方法，養成科學思維習慣，增強創新意識和實踐能力;引領學生認識科學的本質以及“科學·技術·社會·環境”（STSE）的關系，形成科學態度、科學世界觀和正確的價值觀，為做有社會責任感的公民奠定基礎。[1]

基于這樣的課程定位，再結合對核心素養的相關界定，筆者以為物理學科閱讀素養是學生順利完成物理知識學習的基礎，是運用物理知識解決問題所必備的對文本、數學表達式、圖表、圖象、情境的理解、應用、遷移、反思、批判的能力和品格。從物理學科的角度來看，物理圖景的建構、科學研究方法的掌握、科學思維的養成等物理素養的培養都離不開學生閱讀能力的支撐。筆者從自己的實踐出發，提出如下培養策略。

一、注重生活用語與學科用語的比對

進入高中物理學習后，學生能很直接感受到高中物理與初中物理之間存在顯著差異，語言表達上更加嚴謹，研究的問題從簡單理想情況變得更接近于實際，生活經驗時常與所學的規律存在沖突，這也是讓部分學生感到物理難學的重要因素之一?；谶@一認識，筆者認為物理現象的生活化語言的描述對學生的物理學習起了“倒攝抑制”的作用，因此既要讓學生學會識別生活化語言與物理學科用語的區別，同時又要能用物理的學科表達來描述物理現象。舉例如下。

情境一（生活表達）：格布雷西拉西耶被稱為歷史上最偉大的長跑運動員，在他的職業生涯中參加過400多次比賽，并且多次打破世界紀錄。他曾是馬拉松、10公里馬拉松、20000米賽跑、半程馬拉松和1小時限時跑世界紀錄的保持者，因而他也被認為是跑得最快的人。

情境二（高中物理學科表達）：圖1是三個質點A、B、C 的運動軌跡，三個質點同時從N 點出發，同時到達M 點，三個質點從N 到M 運動一樣快。

初學高中物理的學生容易對上述兩種表達產生認知沖突，覺得難以把握其正確性。為更好地幫助學生理解問題的本質，教師此時要讓學生明白語境的重要性，教會學生聯系前后的內容來整體把握語言表達的真實意思，學會從學科表達的角度來描述并且領會語義的內涵。情境一中“跑得最快”的物理學科表達是指運動軌跡長度與時間比值大的意思，即平時說的路程與時間的比值大，在高中物理學科表達中的簡單說法是“速率”;情境二中“運動一樣快”是指運動位移與時間比值一樣大的意思，在高中物理學科表達中的簡單說法是“速度”。在生活中表示運動快慢的用語還有如蹓、滑、奔、甩等，它們通常指速率;描述物體運動快慢的物理學科表達是速度、速率。此外，諸如緩慢運動、光滑、絕熱膨脹、恰好通過最高點等均是物理學科用語。

二、注重從現象描述到學科本質表達的訓練

我們在教學中要引導學生從文本表達中以物理學科特有的視角去發現規律，建立物理量間的關聯，尋找共性的規律，提煉出最簡潔的學科表達。

例如：人教版高中物理選修3-2第四章“探究感應電流的產生條件”一節中有如下3個實驗。（1）如圖2所示，導體AB 做切割磁感線運動時，線路中有電流產生，而導體AB 順著磁感線運動時，線路中無電流產生。

（2）如圖3所示，當條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產生;但條形磁鐵在線圈中靜止不動時，線圈中無電流產生。

（3）如圖4 所示，將小螺線管A 插入大螺線管B 中不動，當開關S閉合或斷開時，電流表中有電流通過;若開關S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中有電流通過;而開關一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中無電流通過。

教師引導學生從上述實驗描述中總結本質特征。

實驗（1）的本質特征：導體棒切割磁感線運動，引起閉合回路面積發生變化，產生了感應電流。實驗（2）的本質特征：磁鐵插入或拔出線圈時，引起線圈中的磁場變化，產生了感應電流。實驗（3）的本質特征：開關閉合、斷開、滑動變阻器的滑動觸頭移動時，A 線圈中電流變化，從而引起穿過B 線圈的磁場變化，產生了感應電流。

之后教師再引導學生用一個物理量來描述三個實驗的本質特征。學生不難發現，產生感應電流時有效面積與磁場強弱發生變化，與這兩個量都相關的物理量是磁通量，最后就得出結論——閉合回路的磁通量發生了變化會產生感應電流。

從上述探究不難發現，我們對物理現象的描述多是形象化的，為了更好地從物理學科深刻認識物理規律，需要在理解現象的基礎上進行概括性表達，突出物理學科的本質特征。通過這一訓練可以培養學生的反思、批判等方面的閱讀素養，加深對規律認識的深刻性。

三、注重對圖象（形）的識別、轉化、推斷等訓練

數形結合的實質是將抽象的數學語言與直觀的圖形結合起來，使抽象思維和形象思維結合起來。這一思想在高中物理學習中具有重要意義，高中物理概念、物理規律更加抽象、難懂，概念和規律之間的聯系更加復雜多變，借助數學圖象、幾何圖形，往往能使復雜的問題簡單化，抽象的問題具體化，解題思路直觀化，解題過程簡單化。

為更好應用圖象的功能，必須要認識圖象中點、線、面、截距的意義。[2]例如“面”的意義：一是圖線與坐標軸所圍的“面積”，它表示相關的過程，如a-t 圖象中，圖線與坐標軸所圍“面積”表示速度;F-L 圖象中，圖線與坐標軸所圍“面積”表示力F 做的功;v-t 圖象中，圖線與坐標軸所圍“面積”表示位移;I-t 圖象中，圖線與坐標軸所圍“面積”表示流過導體的電荷量等。二是圖線上某一點的坐標與坐標軸所圍的“面積”，它表示相關的狀態量，如U-I 圖象中，圖線上任一點到坐標軸的垂線與坐標軸所圍的“面積”等于對應狀態的電功率。通過上述訓練能培養學生對圖象（形）語言的識別、轉化的閱讀素養，讓學生學會物理現象的數學表達。

情境三：高一學習運動學后常常遇到如下問題。如圖5所示為甲、乙、丙三個物體的“位移-時間”圖象，那么，三個物體的位移大小關系是，路程關系是，平均速度的關系是。

學生極易誤認為丙的路程大于乙的位移，理由是丙是曲線，軌跡長度大。事實上錯誤的根源是學生對x-t 圖象的意義沒有弄清楚，把圖象與圖形混為一談，丙實際上做的是單方向直線運動，只不過是變速運動而已，因而位移的大小等于路程，因而乙、丙二個物體的路程一樣。學生出現錯誤的根源是圖象與圖形的混淆，本質上是對圖象和圖形呈現的意義不清，體現了學生圖象和圖形閱讀素養的不足。

四、對數學方程式（結論）在物理應用中的工具性解讀訓練

現實中有的學生數學學得很好，物理成績卻很一般，原因是學生不能很好地建立起物理與數學的關聯，不能自覺運用數學的工具性，沒能理解數學結論與物理實際的差異性。

情境四：同一水平面上有A、B 兩輛玩具汽車，相距s=7m，A 在后B 在前，A 以vA=4m/s向右做勻速直線運動，此時B 的瞬時速度為vB=10m/s，方向也向右，同時啟動剎車裝置，以大小為2m/s2的加速度做勻減速直線運動。從此位置開始計時，A 追上B 所需時間為。

很多學生不假思索，直接應用勻變速運動規律，從數學的角度想當然地認為，當兩者位移相同時就會相遇，事實上該情景是不會真實發生的。因為在實際操作中，B 不可能出現反向運動。通過這種訓練能培養學生的閱讀批判素養，彰顯對物理學科的本質特征的理解。

綜上，根據新版課標的精神，物理高考必將發生相應變革，即從知識、能力考查向學科素養考查的轉變。為落實閱讀理解能力的考查要求，在教學過程中要順應時代潮流，強化學生獲取信息、處理信息、信息應用能力的培養，提升學生物理閱讀素養。我們堅信好的物理閱讀素養一定會在高考中及未來成長中發揮積極的作用。