基于發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)實踐研究

吳理 陸驊

摘 要：文章結(jié)合物理核心素養(yǎng)理念，探討在教學(xué)實踐中采用多種思路創(chuàng)設(shè)情境的方式方法，結(jié)合課堂內(nèi)、外的教學(xué)情境研究如何引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，并在此基礎(chǔ)上為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展的教學(xué)研究提供有益的見解和實施策略。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)情境;發(fā)善思維;創(chuàng)新能力

當(dāng)前，以關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)為核心的新課程改革正深入展開，而物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分;它包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。關(guān)注核心素養(yǎng)的培養(yǎng)就必然會進(jìn)一步注重創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，創(chuàng)新來源于問題，質(zhì)疑是創(chuàng)新學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者能質(zhì)疑、會質(zhì)疑，才有創(chuàng)新的可能，因此，質(zhì)疑是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。物理課堂教學(xué)就是一個不斷地引出問題、分析問題和解決問題的過程，同時也是學(xué)生思維展示的過程。孔子曾說過：“學(xué)而不思則罔。”明確告訴我們只讀書而不思考，就等于沒有讀書。這句至理名言深刻地揭示了思維與學(xué)習(xí)的辯證關(guān)系。運(yùn)用發(fā)散思維就是讓學(xué)生進(jìn)行“思維與靈魂的對話”，它不僅能夠挖掘?qū)W生深層的智慧，而且也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的有效途徑。實踐中使我們深深體會到“紙上得來終覺淺，心中悟出方知深”的道理。培養(yǎng)和造就無數(shù)有靈氣、會學(xué)習(xí)、有創(chuàng)新能力的人才，是教育改革的目標(biāo)，那么引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)的思維方法，不斷地挖掘自身的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、科學(xué)文化素質(zhì)和創(chuàng)新能力，也是我們當(dāng)前首要任務(wù)和重大課題。

本課題是在我校推行“生態(tài)型學(xué)校課堂建設(shè)的研究與實踐”的模式下進(jìn)行物理課堂教學(xué)的探索與實踐，是符合新課程上海新課程改革關(guān)于課堂教學(xué)改革的思想。實踐是在課堂和諧的氛圍下進(jìn)行的，堅持以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“發(fā)散思維”，強(qiáng)化課堂上學(xué)生思考問題的多向性、變通性、流暢性和獨(dú)特性，即思考問題注重多思路、多方案，解決問題注重多途徑、多方式，探索事物及其發(fā)展深層的信息，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，創(chuàng)造出解決問題思路和方法。

一、 發(fā)散思維利于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

美國心理學(xué)家吉爾福特說：“人的創(chuàng)造力主要依靠發(fā)散思維。”發(fā)散思維的基礎(chǔ)是思考，但它是高于思考問題的一種思維方式，是對給出的材料、信息從不同角度，向不同方向，用不同方法或途徑探索新知識或?qū)で髥栴}的多個答案的一種思維方式，是創(chuàng)造性思維的主要形式，也是高考物理要求的八種能力的一個集合。回顧物理學(xué)中重要規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，如牛頓運(yùn)動定律、電磁感應(yīng)、相對論等，哪一個不是科學(xué)家發(fā)散思維的結(jié)果。如果說科學(xué)家具有發(fā)散思維能力的話，那么我們來看科學(xué)家出的題目：一位科學(xué)家涂了一條黑線條，讓他的兒子不能擦掉，不能遮蓋來把線條變細(xì)。他的兒子經(jīng)過一番思考后，就在原來線條的旁邊畫出了一根同樣的粗線條。這位科學(xué)家感到由衷的高興。

發(fā)散思維就是求異思維，在求異中進(jìn)行思維的擴(kuò)散、思維的開放，也就是從一點(diǎn)出發(fā)沿著多方向達(dá)到思維目標(biāo)，它是從一個知識點(diǎn)出發(fā)通過橫向思維、逆向思維等建立與多個知識點(diǎn)的聯(lián)系的方法。發(fā)散思維是不受已有知識的束縛，不受已有經(jīng)驗的影響，從各個不同的乃至不合乎常規(guī)思路去思考問題，采用探索、轉(zhuǎn)化、變換遷移以及變形、組合、分解等手法增強(qiáng)學(xué)生思維的靈活性、拓展性，甚至可以讓學(xué)生異想天開。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮學(xué)生的潛能，還能夠達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、 物理學(xué)科發(fā)散思維的類型

教學(xué)中本人從以下幾個方面注重了學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)，雖然不夠全面，但仍在探索中。

1. 題型發(fā)散是指將典型問題通過轉(zhuǎn)換情景而變換成另一個類似的題目的一種思維。

例1 如圖所示，甲、乙是AB邊長的相等的一系列光滑斜面，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的小物體分別從不同的斜面頂端由靜止開始滑下，試討論物體下滑時間與斜面傾角的關(guān)系。

（把握住不變的邊長，處理方法相似。）

2. 解法發(fā)散是一題多解、一題多問、一題多答或指多題一解來進(jìn)行變通訓(xùn)練的一種思維。

例2 質(zhì)量為m的物體，靜止在粗糙的水平面上，在水平力F的作用下通過了位移s后撤去

F，物體繼續(xù)向前滑行2s后停下來，求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。（先由學(xué)生討論，教師點(diǎn)撥。三種解法，牛頓第二定律、動能定理和圖像法。）

再如下圖所示，三個完全相同的金屬小球的質(zhì)量均為m，已知三個小球都處于靜止，且C球帶有正電荷，求下圖（1）、（2）、（3）中，繩OA對球的拉力、豎直擋板對小球的作用力及C球受到的電場力。（三題一解）

3. 過程發(fā)散是指由條件至目標(biāo)或?qū)ξ锢磉^程進(jìn)行的一種逆向思維。

例3 再如一個小球從固定斜面的底端，以某初速度沿著斜面向上運(yùn)動3s到達(dá)最高點(diǎn)，求小球在第1 s、第2s、第3s內(nèi)通過的距離之比。（勻減速直線運(yùn)動的逆向可以看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的過程，則根據(jù)學(xué)過的知識可得到S1∶S2∶S3=5∶3∶1。）

4. 遷移發(fā)散是指利用函數(shù)式及圖像在數(shù)學(xué)學(xué)科中與物理學(xué)中的不同含義來進(jìn)行對比的一種思維形式，同時把物理中的公式、定理、定律和方法巧妙地遷移到數(shù)學(xué)或其他學(xué)科中去，達(dá)到化難為易的一種思維。

例4 甲、乙兩輛汽車相距為S，沿著筆直的公路向同一方向運(yùn)動，乙在甲的前面，且作初速度為零加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，甲以速度v作勻速直線運(yùn)動，則甲、乙兩輛汽車能相遇兩次的條件是什么？（由運(yùn)動規(guī)律可得，S=Vt―12at2，在數(shù)學(xué)中，t若有兩個實數(shù)解，則需要根的判別式Δ>0，對于物理問題，若要相遇兩次，也需要Δ>0，這樣物理問題就在和數(shù)學(xué)問題的對比中解決了。）

5. 分解發(fā)散是指將一個復(fù)雜的命題分解成幾個較為簡單的命題，并逐一加以解決，然后再綜合到一起進(jìn)行解題的一種思維。例如：