在細節(jié)處落實物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

吳俊峰

【關(guān)鍵詞】初中物理;核心素養(yǎng);教學細節(jié)

【中圖分類號】G633.7 ?【文獻標志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2018）19-0061-02

物理學科核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學生通過物理學習內(nèi)化的帶有物理學科特性的品質(zhì)，是學生核心素養(yǎng)的重要組成部分。物理學科是由基礎(chǔ)知識、基本觀念、思想方法和實驗能力組成的有機整體。除知識結(jié)構(gòu)外，同時掌握物理學習觀念和方法才能達到學習物理的目的。觀察物理現(xiàn)象是中學物理教育的基礎(chǔ)和起點，物理概念和規(guī)律是中學物理的關(guān)鍵和核心。[1]基于此，筆者認為要關(guān)注教學細節(jié)，在細節(jié)中滲透對學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，具體而言，在教學中需要注意以下三點。

一、重視實驗測量中的有效數(shù)字

物理學科是在實驗基礎(chǔ)上發(fā)展出的一門學科。在觀察和實驗中，限于儀器的精密程度等原因，只能近似地反映客觀事實，具有一定的近似性。[2]所以對實驗數(shù)據(jù)的理解和處理直接影響著學生物理核心素養(yǎng)的形成，尤其是剛接觸物理的初中學生。如何教育學生理解精確性與近似性的統(tǒng)一，值得我們思考。

以“天平的讀數(shù)”為例，初中物理實驗中的托盤天平是一個重要的測量工具，學生在進行讀數(shù)練習時容易出現(xiàn)讀數(shù)不規(guī)范和不明確的問題，需要教師加以糾正。例如，對圖1，若學生的兩次讀數(shù)分別為26.4g和52g，教師一般會默認其正確。但是仔細比較一下就會發(fā)現(xiàn)，兩次讀數(shù)的有效數(shù)字不統(tǒng)一，估讀存在不規(guī)范的現(xiàn)象，后者應讀52.0g。限于托盤天平的精確程度和測量意義等客觀約束，雖然兩次讀數(shù)均未按照“二分法”等規(guī)則嚴格估讀到最小分度值的下一位，但是52.0g較之52g表明讀數(shù)是存在誤差的，是近似估讀的，這傳達了更為嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。類似問題還出現(xiàn)在溫度計、量筒、電表等器材的讀數(shù)中。

筆者建議在平時的教學中要通過各種估讀引導學生正確讀數(shù)，總結(jié)規(guī)律，形成對估讀問題的認識，減小學生實驗讀數(shù)的隨意性、盲目性，以此來傳達實驗測量存在近似性的本質(zhì)，培養(yǎng)學生初步的誤差分析能力，也為高中學習“有效數(shù)字”打下基礎(chǔ)。

二、重視以擬合思維處理數(shù)據(jù)

在初中物理實驗探究中，從處理數(shù)據(jù)中得出結(jié)論、驗證猜想是一個重要的環(huán)節(jié)，學會分析和處理實驗數(shù)據(jù)是一項重要的技能。

初中物理實驗分析處理數(shù)據(jù)的一般過程就是列表、描點和描畫與數(shù)據(jù)點重合的擬合圖線，最后分析圖像找出規(guī)律。筆者在實際教學過程中發(fā)現(xiàn)在畫擬合圖線時，存在教材表述模糊，教師的指導不科學、不嚴謹?shù)默F(xiàn)象。

例如，在探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，理解歐姆定律及其變換式的物理意義，以及在引導學生處理實驗數(shù)據(jù)時，教材未有意強調(diào)“當電壓不變時電流與電阻成反比”中反比函數(shù)是如何得出的。教師引導學生分析實驗數(shù)據(jù)時也往往是重視“反比”結(jié)論，忽視了擬合過程。這就造成了初中生在學習時的困惑：反比函數(shù)怎能一眼看出，畫出來“彎”的就一定是反比函數(shù)了嗎？

其實，盡管真正的探究過程存在未知因素，理論上初、高中實驗圖像的擬合過程都應該遵循“化曲為直，化繁為簡”的思想，數(shù)據(jù)的分析應合理設(shè)計以擬合成直線為佳。在教學此部分內(nèi)容時，在得出課本上的曲線圖象后，筆者認為，教師應引導學生討論如何進行優(yōu)化，例如考慮作出

圖象，從而體現(xiàn)出“化曲為直，化繁為簡”的擬合思想。

三、重視數(shù)學思想方法的應用

物理學的發(fā)展離不開數(shù)學工具的使用，兩者相互促進。物理教學中隨處可見對數(shù)學思想方法的應用，但部分初中物理教師缺乏對數(shù)學工具的介紹和使用。如何正確利用數(shù)學思想方法解決初中物理教學問題，特別是數(shù)形結(jié)合類問題，是一個值得大家思考的重要課題。

數(shù)形結(jié)合能把抽象的數(shù)學語言、數(shù)量關(guān)系、函數(shù)關(guān)系與直觀的幾何圖形、位置關(guān)系結(jié)合起來，化繁為簡，培養(yǎng)學生對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認識能力，達到抽象性與形象性的統(tǒng)一。物理和數(shù)學密不可分，數(shù)學思想是對物理問題本質(zhì)的思考，是對學科核心素養(yǎng)的提煉和上升。物理教學中常見的數(shù)學思想方法有分類討論、函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合等。只有通過在初、高中物理教學中長期和連續(xù)滲透數(shù)學思想方法教育，才能利于學生真正具備探究物理問題的核心素養(yǎng)。

例如，在“測定液體密度”的實驗中，液體的體積（V）及液體和容器的總質(zhì)量（m總）可分別由量筒和天平測得。某學生通過改變液體的體積得到幾組數(shù)據(jù)，畫出有關(guān)圖線，在圖中能正確反映液體和容器的質(zhì)量跟液體的體積關(guān)系的是（ ）。

對于本題，一般利用質(zhì)量與體積成正比，然后強調(diào)液體體積為零時，總質(zhì)量不為零，就可以得知B為正確答案。但筆者在教學時認為，學生已經(jīng)學習了數(shù)學中的一次函數(shù)，可以引導學生得出關(guān)于m總和V的兩個變量的表達式m總=ρV+m杯，再作出對應的一次函數(shù)圖象，就可以分析出圖象斜率、截距的物理意義分別是密度和空杯質(zhì)量。學生首次嘗試利用數(shù)學工具解決物理問題，顯得興趣盎然。

了解學生的數(shù)學教材和進度，適時地用數(shù)學知識解決物理問題，可以潛移默化地提升學生的數(shù)學思想、利用數(shù)學處理物理問題的思維能力。當然教師在實踐中也要有意識地向?qū)W生指出，物理問題受到合理性和實際條件的約束，與純數(shù)學知識存在一定的不同。這樣可以在學科交融中提升核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

【參考文獻】

[1]胡保祥.科學·技術(shù)·社會與物理教學[M].武漢：湖北教育出版社，2004.

[2]閻金鐸，朱小明.中學物理教學[M].北京：光明日報出版社，1987.