高中物理課堂教學中如何培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)

賈 華

(天津市耀華中學 300000)

在物理課堂教學中，會涉及到一些新的概念，新的物理量，新的物理規(guī)律和一些問題，在講解這些概念，物理量，規(guī)律和習題的時候，通過對學生進行一些物理思維方法的滲透，讓學生在潛移默化中如潤物細無聲的得到那些核心素養(yǎng)的提升.

下面就以一些實例來探討一下對學生科學思維核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

第一、在講到質(zhì)點等理想化的模型時，要用到物理模型法.物理學是由一系列原理相關聯(lián)的物體或物質(zhì)組成的復雜網(wǎng)絡，要更好的，更方便的解決問題，把復雜問題簡單化，就應該引入物理模型.在教學過程中應該告訴學生引入“質(zhì)點，輕質(zhì)彈簧，點電荷，勻變速直線運動，簡諧運動，人船模型，原子結(jié)構(gòu)模型”的經(jīng)典模型是為了摒棄原型中影響問題的各種次要因素，抓住原型中的主要因素，對研究對象做簡化和純化處理.在解決實際問題中還要教會學生建模，識模，用模的方法.

第二、比值定義法也是物理學中常見的方法，比如速度，加速度，場強，電勢，電容，磁感應強度.以速度為例，學生知道要比較兩個物體運動的快慢，可以比較兩物體在相等時間內(nèi)運動的位移的大小，還可以比較兩物體運動相等的位移所用的時間關系.更簡單的比較方法是比較單位時間內(nèi)位移的大小，即用速度這個物理量描述物體運動的快慢，比值定義法的魅力就在于速度跟位移和時間都沒有正比或反比的關系.

第三、在引入萬有引力定律時，教材中提到“既然太陽與行星之間、地球與月球之間，以及地球與地面物體(蘋果)之間具有“與兩個物體的質(zhì)量成正比，與他們之間距離的二次方成反比”的吸引力，是否任意兩個物體之間都有這樣的力呢？很可能有，只是由于身邊物體的質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，不易覺察罷了.于是我們大膽地把以上結(jié)論推廣到宇宙中的一切物體之間，即萬有引力定律.”這里涉及到的物理學中常用的思維方法——推理演繹，這是從物理學的一般原理、定律或基本概念出發(fā)，根據(jù)題目的具體條件推出新結(jié)論的一種邏輯思維方法，由已知推可知，由可知推未知.這種方法對發(fā)現(xiàn)規(guī)律進行科學探究有重要意義.

第四、安培的分子電流假說，玻爾的原子模型，海王星的發(fā)現(xiàn)過程，盧瑟福對中子存在的猜想時，這是一種探究方法——猜想和假設.當出現(xiàn)已知科學理論無法解釋新事實時，當某一理論要推廣到原適用范圍之外時，當新舊事實出現(xiàn)矛盾時，都會有科學假說出現(xiàn).主張把思維的觸角盡量地向各個方向大膽延伸，做出各種可能的猜想和假設.

第五、著名的物理學家溫伯格說過，目前物理學中最有希望的探索方法就是透過現(xiàn)象世界與表層結(jié)構(gòu)的迷霧去發(fā)現(xiàn)隱藏在事物深處的對稱性.自然界中普遍存在著優(yōu)美和諧的對稱對象，對稱美的思想在物理學的研究中有著廣泛的應用.

例如：物理學家?guī)靵鲈诎l(fā)現(xiàn)點電荷之間相互作用的庫侖定律時尚無辦法定量測定帶電小球的電荷量，庫侖利用完全相同的金屬小球相互接觸后均帶有等量電荷的方法，依次獲得一系列成比例的帶電小球，巧妙地解決了上述問題.這種方法就是對稱法.

第六、補償思想是我們對一些散亂的、有殘缺的物體或物理圖景歸納整理，使其規(guī)律得以顯現(xiàn)的很好的方法.使殘缺變圓滿、使散亂變規(guī)范、使問題變得簡明.

例如：總質(zhì)量為M的列車，沿水平直軌道勻速前進，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途拖鉤，當司機發(fā)現(xiàn)時，機車已行駛了L的距離，司機立即關閉汽門，切斷牽引力.設車的阻力與車重量的比例系數(shù)為k.求列車兩部分都停止運動時相隔的距離.

這個題可以采用常規(guī)的牛頓運動定律加運動學公式或動能定理來解決，但并不輕松.利用補償?shù)乃枷霑靡恍?如果當車廂脫鉤時撤去牽引力，則機車和車廂必然經(jīng)過相等的距離后同時停止，而現(xiàn)在機車比車廂多運動了L的距離，這就需要機車在這段時間內(nèi)多克服摩擦阻力做功，顯然這部分多克服摩擦阻力做功只能由牽引力在距離L內(nèi)做的功給予補償，即：

k(M-m)gx=kMgL

故x=ML/(M-m)

第七、分析法是指把較復雜的過程分解成若干子過程或部分分別加以研究，可以使問題簡單化.

例如：天津2017高考第10題，如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細繩連接，跨放在質(zhì)量不計的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA=2 kg、mB=1 kg.初始時A靜止與水平地面上，B懸于空中.先將B豎直向上再舉高h=1.8 m(未觸及滑輪)然后由靜止釋放，一段時間后細繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸.取g=10 m/s2.

(1)B從釋放到細繩繃直時的運動時間t；

(2)A的最大速度v的大小；

(3)初始時B離地面的高度H.

解析通過分析，學生可以把整個過程分成三個子過程：

第一個過程：B物體單獨自由下落的過程，可以利用自由落體的規(guī)律或機械能守恒定律解決.

第二個過程：B物體帶動A物體繃緊繩子的過程，時間極短，B、A組成系統(tǒng)內(nèi)力很大，重力可以忽略，B、A組成系統(tǒng)動量守恒，可以利用動量守恒的規(guī)律解決.在自然坐標系中，以物體運動方向為正方向，列動量守恒的方程.

第三個過程：B、A一起沿繩減速的過程.對B、A系統(tǒng)，在此過程，機械能守恒.對系統(tǒng)列機械能守恒的方程即可.

總之，在物理教學過程中，講解物理知識和物理規(guī)律時，注意對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，不但有利于學生養(yǎng)成終身發(fā)展所需的必備品格與關鍵能力，為學生今后生活和工作做好準備，而且還能提高學生解決實際問題的能力，達到在考試中取得高分的重要效果.

參考文獻：

[1]張大昌.高中物理教材必修2[M].北京:人民教育出版社,北京,2006.

[2]許文.2017年高考動量試題解讀[J].理科考試研究,2017.