基于學科核心素養(yǎng)的高中物理教學探究

趙宏榮

【摘要】現(xiàn)階段高中物理教育教學改革，以實現(xiàn)高中物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標。文章以高中物理教育教學案例為對象，對于如何將學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)納入高中物理教學歷程的問題進行了探討，引導學生去思考題設，在題設情境中形成反思意識和歸結意識，從而正確看待問題解決與物理知識之間的關系，由此樹立正確的物理學習價值觀。

【關鍵詞】物理教學；核心素養(yǎng)；案例；探究

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2022）03—0056—03

高中物理教育教學行為的優(yōu)化，需要將核心素養(yǎng)培養(yǎng)設定為落腳點，這是當前每一個高中物理教師應該關注的問題。因此，在實際教學情境中，教師要讓學生學會主動思考、科學思考、歸結思考。

1.題設概況。據(jù)交通部門有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，公路急轉彎區(qū)域是交通事故發(fā)生最多的地方，也是實際交通安全管理的重點環(huán)節(jié)。某公路急轉彎的示意圖，整體來看是一個圓弧。現(xiàn)在汽車行駛的速率是Vc，汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢，此時下列說法正確的是（）

（1）在彎道地方路面外側高內側低。

（2）車速只要低于Vc，車輛就會處于內側滑動的狀態(tài)。

（3）車速如果超過了Vc，只要不超過一個限定高度，車輛就不會出現(xiàn)向外側滑動的情況。

（4）在路面結冰的天氣下與沒有結冰的天氣下進行對比，實際Vc的取值會呈現(xiàn)出變小的趨勢。

2.解題思路分析。從上述題目條件可以了解到，汽車在拐彎的地方不會受到摩擦力的影響，此時就需要將受力情況繪制出來，很明顯重力和支持力的合力剛好可以成為想象力的支撐源，也就是說路面外側是比內側要高的。此時學生會發(fā)現(xiàn)存在不同的情況，可以將其歸結為：第一種情況，在車速低于Vc的時候，汽車有向內側滑動的趨勢，汽車會受到向外摩擦力的影響，很明顯只有摩擦力與滑動摩擦力相等的時候，汽車才會出現(xiàn)內側滑動的情況；第二種情況，在車速高于Vc的時候，汽車有向外側滑動的傾向，此時的摩擦力是向內的，摩擦力與滑動摩擦力相等的時候，才會出現(xiàn)向外側滑動的情況；第三種情況，依照實際工時可以得知，路面結冰的時候，實際Vc的取值是沒有發(fā)生變化的。

上述題設是以生活中圓周運動為背景知識的，關注的是小車的速度，以此為變量來進行分類討論。汽車速度的大小和所受摩擦力的大小，會對汽車的滑動趨勢造成影響。在解答上述題設的時候分別使用了如下的策略：首先，是轉化劃歸思想，就是汽車在公路急轉彎實際模型可以轉化為汽車做圓周運動的物理模型。其次，考慮到實際車速大小的問題，可以將其歸結為三個類別，此時使用的是分類討論的思想方法。在車速小于Vc的時候，內側滑動趨勢明顯；在車速大于Vc的時候，外側滑動趨勢明顯；在車速等于Vc的時候，處于不滑動的狀態(tài)。最終就是從運動去判定實際摩擦力的大小。很多學生在解決此問題的時候，也考慮到要使用分類討論思想，但是在實際分類的時候難以找到有效的變量，分類的情況也不是很清楚，就使得上述問題的解決處于難以下手的狀態(tài)。很明顯，這種情況的出現(xiàn)就是因為對于題設本質沒有進行充分了解。還有一些學生能夠迅速地進入到實際的轉化狀態(tài)，分類討論思想也能夠迅速使用，但是由于實際情況考慮不全面，導致在選擇判定的時候出現(xiàn)了錯誤。從這個角度來講述，在實際高中物理教學中，教師要引導學生去理解分類討論思想的內涵和使用技巧，在專題教育教學中掌握更加深層次的教學技巧，由此確保實際的分類討論思想可以更好地發(fā)揮在解題中的效能。

在特定的數(shù)字問題格局中，數(shù)值或者推行元素有著很多的可能性，有時候甚至不能使用一個公式來進行呈現(xiàn)。此時就需要從條件維度入手，確保從不同的類別中得到不同的探討，這樣可以得出對應的解答。同樣在解決實際物理問題的過程中，可以依靠這樣的解決機制，也就是說如果實際物理研究對象牽涉多個過程，可以將其與不同的結果關聯(lián)起來。這樣就需要使用分類討論的思想，使得實際的條理朝著更加清晰的方向進展，實際的結果也會更加全面[1]。在上述高中物理問題解決的過程中，教師鼓勵學生將分類討論的思想使用其中，這種做法是符合核心素養(yǎng)培育要求的，對于鍛煉高中生物理學科核心素養(yǎng)而言，很有價值。

上述習題講解過程意味著在實際的高中物理教育教學中，需要將各種數(shù)學思想方法滲透進去，關注學生物理思維能力的鍛煉、物理知識體系的構建、物理知識應用能力的培養(yǎng)。上述案例中主要探討的是分類討論數(shù)學思想方法在物理問題解決中的應用，在此環(huán)節(jié)需要關注的問題有如下幾個方面：

1.秉持不重復的原則。也就是說在分類討論的時候，可以設定一個角度或者基準來進行不同情況的歸納總結，不要出現(xiàn)重復的情況。即就是從物理過程、物理狀態(tài)或者運動的角度入手，進行類別的劃分，實際得到的項目彼此是不相容的，也不會相交，也就是說分類得出的結果是純粹的，不會出現(xiàn)其他的因素考量，這一點是必須要保證的。

2.秉持無遺漏的原則。部分學生在使用分類討論思想的時候，會出現(xiàn)部分特殊情況遺漏的情況，這樣就可能使得實際的分類討論出現(xiàn)不完善的狀態(tài)。對于這樣的情況，需要確保分類后得到的子項目是完備的，不會出現(xiàn)不全面的情況，更不能出現(xiàn)遺漏物理過程或者物理狀態(tài)、物體運動的情況[2]。

3.注重標準的同一性。在將分類討論思想融入實際解題過程的時候，一定要確保一次分類中只有一個標準。這個標準貫穿始終，不能出現(xiàn)重復，也不能出現(xiàn)遺漏的情況，這樣才能確保實際的分類討論思想可以切實發(fā)揮其自身的效能。

4.要懂得依照層次來進行劃分。在分類的時候，需要確保被分類的概念是從最近開展的，不能出現(xiàn)越級的情況。在出現(xiàn)多層次的時候，需要一個層次一個層次來進行，要保持嚴謹性和全面性，這樣才能夠規(guī)避出現(xiàn)越級劃分的錯誤。

5.界定分類討論方法。從上述教學案例中可以看出，分類討論思想在實際物理問題解決中的巨大效用。此時需要從不同物理題型的角度入手，歸納不同的結果。在物理學科中，不同的知識之間是有關聯(lián)的，可以利用相互轉換的方式來進行。比如，將電磁學、光學、力學、熱學等知識聯(lián)系起來，利用分類討論的方式，確保問題不斷得以精簡。在這樣的精簡過程中，物理的規(guī)律理解會更加深刻，潛移默化中學生的物理解題能力也在不斷提升。從這個角度來看，物理解題過程中，掌握合適的分類解題手段，做到具體問題具體分析，就可以確保各個問題之間不會相互干擾，進入到分類討論思想的巧妙運用。

6.引導研究對象不斷細化。需要注意的是，在解答高中物理題目的過程中，會有不同的研究對象。在不同物理知識架構中，懂得靈活使用分類討論思想，可以使得解題思路朝著更加清晰的方向發(fā)展。因此，要做好問題內容的梳理，找到對應條件與問題之間的關聯(lián)，確保不同的問題狀態(tài)變化都被考慮進去。這樣就可以從問題入手，從狀態(tài)考慮，由此使題目內容進入到更加理想的分類討論格局。也就是說，在這樣的過程中，原本復雜的物理公式，可以有效地轉化為關系式。在后續(xù)的解題過程中，知識會更加夯實，甚至因此進入到應用的狀態(tài)。此時，對于高中生而言，其對于物理公式的理解也會更加深入。

從上述高中物理教學案例中可以看出，在實現(xiàn)高中生核心素養(yǎng)培育的過程中，需要綜合考量教育內容因素、教育方法因素、教育機制因素，由此才能夠形成理想的核心素養(yǎng)培育格局和環(huán)境[3]。在此過程中，作為高中物理教育教學工作者，需要不斷深入理解核心素養(yǎng)的內涵，然后將多維度的素養(yǎng)與教育教學目標關聯(lián)，界定教育教學內容，最終確保實際的教育落腳點可以設定在物理核心素養(yǎng)的培育和發(fā)展上。當然，這樣的教育教學歷程是艱辛的，需要高中物理教師作出更多的改變和調整，由此循序漸進地進入到理想的高中物理教育教學格局和環(huán)境。

參考文獻

[1]高振偉，周嵐.基于“核心素養(yǎng)”的高中物理實驗課教學策略研究[J].科教文匯（中旬刊），2018（12）：114-115.

[2]賈東仁.高中物理教學中核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究[J].才智，2019（10）：68.

[3]江玉蘭.核心素養(yǎng)下高中物理高效課堂的構建[J].科學咨詢（科技·管理），2019（06）：137.

（本文系2021年度甘肅省“十四五”教育科學規(guī)劃課題“基于學科核心素養(yǎng)的高中物理高效課堂教學研究”的研究成果，課題立項號：GS[2021]GHB1054）

編輯：張昀