(江蘇省太倉市實(shí)驗(yàn)中學(xué),江蘇 蘇州 215400)

隨著基礎(chǔ)教育改革的深入，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的目標(biāo)體系指向了核心素養(yǎng)，解答物理問題依然是當(dāng)今學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的重要方式，各地物理中考的導(dǎo)向是考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，之前的“題海”粗放型教學(xué)方式早已不能適應(yīng)形勢了。如何在初中物理解題教學(xué)中使核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地生根？這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的、有意義的研究課題。

1 審題能力與解題教學(xué)

解答物理問題，簡稱解題，是把有關(guān)物理問題的具體信息與學(xué)生頭腦中已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的過程。[1]解題教學(xué)是以解題為主要內(nèi)容和形式而開展的教學(xué)活動(dòng)，每一個(gè)物理問題的解決通常需要經(jīng)歷兩大步驟：(1) 審題。包括識(shí)別物理現(xiàn)象，分析物理過程，排除無關(guān)因素干擾，提取有用信息，選擇合適方法，形成解題思路。(2) 解答。包括應(yīng)用物理規(guī)律、運(yùn)用數(shù)學(xué)工具、得出初步結(jié)果和總結(jié)、驗(yàn)證結(jié)論。具備扎實(shí)可靠的審題能力是解題的關(guān)鍵所在。

審題能力主要體現(xiàn)為：(1) 把問題或題目文字轉(zhuǎn)化為物理情境的能力；(2) 把物理情境轉(zhuǎn)化為清晰的物理模型的能力；(3) 把物理模型轉(zhuǎn)化為明確的數(shù)學(xué)模型的能力。

從審題到解答一般需要經(jīng)歷如下過程：(1) 通過分析、判斷、簡化和抽象等一系列思維活動(dòng)，把情境化問題轉(zhuǎn)化為非情境化問題；(2) 運(yùn)用物理知識(shí)、借助數(shù)學(xué)工具，進(jìn)行推導(dǎo)、演算，對解答結(jié)果進(jìn)行必要的驗(yàn)證和評(píng)估。[2]整個(gè)物理解題過程的思維模型如圖1所示，其中涉及審題與解題方面的能力有：文字到情境的轉(zhuǎn)換、圖像和表格的信息分析、制約條件分析、變量分析、守恒分析、狀態(tài)與過程分析、數(shù)學(xué)工具運(yùn)用、答案的評(píng)估等等。

圖1

解題教學(xué)所要解決的問題是如何讓學(xué)生“學(xué)會(huì)”和“會(huì)學(xué)”，教學(xué)目標(biāo)分為三個(gè)層級(jí)：第一層級(jí)是基本要求，即通過講解例題，讓學(xué)生聽懂并且會(huì)做這道題；第二層級(jí)是能力提升，通過講解例題和歸納，讓學(xué)生會(huì)做同類習(xí)題，掌握解決同類問題的基本方法策略，能夠舉一反三；第三層級(jí)是核心素養(yǎng)，通過對例題的設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，能夠解決其他不同情境的物理問題。要實(shí)現(xiàn)從第二層級(jí)到第三層級(jí)的躍遷，關(guān)鍵在于提升學(xué)生的審題能力，解題教學(xué)要從關(guān)注學(xué)科知識(shí)，走向關(guān)注核心素養(yǎng)。

2 初中物理審題能力培養(yǎng)的案例分析

初中物理電學(xué)問題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，尤其是涉及電學(xué)計(jì)算的問題綜合性較高，問題設(shè)計(jì)的難度層級(jí)空間較大，通過解題可以比較客觀地了解學(xué)生的掌握狀況，由此也常常成為物理中考試題中考查的重點(diǎn)，現(xiàn)舉例如下。

例1(2019年綏化)：圖2甲是燈L和電阻R的電流隨電壓變化的圖像，將他們按圖2乙所示接入電路中。只閉合開關(guān)S，小燈泡的實(shí)際功率為0.8W；再閉合開關(guān)S1，電流表的示數(shù)變化了A。若將R與標(biāo)有“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接到該電源(電源電壓恒定)上，則滑動(dòng)變阻器消耗的最大電功率是W。

圖2

審題能力的培養(yǎng)要點(diǎn)：(1) 把文字和圖像轉(zhuǎn)化為物理情境、進(jìn)而轉(zhuǎn)化為非情境化的解題條件是本題審題的關(guān)鍵所在。燈L和電阻R并聯(lián)連接，只閉合開關(guān)S時(shí)，燈L通路，電阻R斷路。文中“小燈泡的實(shí)際功率為0.8W”是本題的“題眼”，考查學(xué)生圖像分析與信息處理的能力。采用圖像分析的方法，在燈L的I-U圖像曲線上找到一個(gè)特殊點(diǎn)(0.4V，2A)，該點(diǎn)處小燈泡的實(shí)際功率為0.8W，進(jìn)而根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，分析判斷得出題目中隱含的一個(gè)重要條件：電路電源電壓為2V。

(2) 狀態(tài)分析與變量分析是審題過程中必須關(guān)注的要素。再閉合開關(guān)S1，表示接通了電阻R所在支路，此時(shí)電流表示數(shù)為通過燈L和電阻R的電流之和，電流較電路之前的狀態(tài)會(huì)有所增大，電流的變化量即為通過電阻R支路的電流。因此，需要進(jìn)一步從圖2甲I-U圖像中獲取定值電阻R的有效信息。

(3) 選擇合適的方法是把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。求解滑動(dòng)變阻器消耗的最大電功率，需要運(yùn)用定量分析的方法，根據(jù)相關(guān)的物理規(guī)律,尋找出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與其接入電路中阻值之間的定量關(guān)系。該問重點(diǎn)考查了學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力，題目涉及兩個(gè)物理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，由“電阻R與燈L并聯(lián)”轉(zhuǎn)換為“電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)”，在兩個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程中，電源電壓不變，電阻R阻值不變，限制條件為：滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω 0.5A”。

(2) 將R與標(biāo)有“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器R0串聯(lián)到原電源兩端，畫出等效電路如圖3所示。

圖3

該題在審題與解答過程中,有兩個(gè)關(guān)鍵之處，也是問題的難點(diǎn)所在,一是需要由題干“小燈泡的實(shí)際功率為0.8W”，分析出一個(gè)重要隱含條件：電源電壓為2V，這個(gè)難點(diǎn)不是難在物理知識(shí)上，而是難在圖像分析與搜集有效信息的審題能力方面；二是運(yùn)用定量分析方法推導(dǎo)得出滑動(dòng)變阻器消耗電功率的關(guān)系式，并且要求借助數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行極值問題的討論，這一環(huán)節(jié)需要學(xué)生具有較高的運(yùn)用數(shù)學(xué)工具的能力。

3 相關(guān)思考

3.1 物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的方向要指向物理學(xué)科核心素養(yǎng)

較長一段時(shí)間以來，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域?qū)鹘y(tǒng)的“應(yīng)試教育”進(jìn)行了深刻的反思，新課程改革倡導(dǎo)的教育理念可以說已爛熟于心。與此同時(shí)，實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中又出現(xiàn)了一些矯枉過正的偏差，如課堂教學(xué)一味追求形式上的熱鬧與新奇，尤其不敢在公開課、觀摩課上理直氣壯地講題、解題，怕被貼上“應(yīng)試”的標(biāo)簽。物理解題教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，通過解題教學(xué)可以使學(xué)生深刻理解重要的物理概念和規(guī)律，形成物理觀念，發(fā)展科學(xué)思維能力。我們要摒棄簡單提取、機(jī)械記憶和低層次的重復(fù)做題的教學(xué)方式，改革淺層理解、甚至采用默寫、背記的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式。目前各地物理中考的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方向正在轉(zhuǎn)向考查學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績與提升核心素養(yǎng)的目標(biāo)在本質(zhì)上是一致的。

3.2 審題能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的一個(gè)重要因素

物理解題教學(xué)所要求的審題能力，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面中都有涉及，[3]尤其在“科學(xué)思維”方面更是占有重要位置。審題過程本質(zhì)上是一系列科學(xué)思維的過程，通過對物理問題情境的分析與解讀，把握對解決問題有實(shí)質(zhì)性影響的相關(guān)要素，區(qū)分表象與本質(zhì)，排除可能的干擾因素，提取有用的信息，對題設(shè)條件和數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的因果推理，建立物理現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系，構(gòu)建相應(yīng)的物理模型?？梢钥闯?，提升學(xué)生的審題能力，不僅是為了解幾道習(xí)題、做幾份試卷，重要的是為了幫助學(xué)生尋找物理概念和規(guī)律之間的區(qū)別與聯(lián)系，習(xí)得思考問題和解決問題的科學(xué)方法；在培養(yǎng)學(xué)生的審題能力的過程中，可培養(yǎng)學(xué)生對物理概念的辨析能力、知識(shí)梳理能力和問題解決的能力，發(fā)展學(xué)生的抽象概括和邏輯推理能力。

3.3 要重視科學(xué)方法的滲透與教育

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，也是具有方法論性質(zhì)的學(xué)科，在重要概念和規(guī)律的形成過程中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法因素，當(dāng)下物理課堂的解題教學(xué)，實(shí)質(zhì)上是運(yùn)用概念和規(guī)律解決物理問題的過程，同樣涉及許多科學(xué)方法。在具體的審題與解答環(huán)節(jié)中，常常應(yīng)用到的有：控制變量法、轉(zhuǎn)換法、類比法、等效替代法、理想實(shí)驗(yàn)法、建立模型法、圖像法、極限法等，這些方法有些指向問題解決的目標(biāo)和基本思路，有些則是問題解決的具體方法，是引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的重要保障。因此我們在解題教學(xué)中要重視科學(xué)地設(shè)置具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，在審題和解題過程中重視培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法的意識(shí)與能力，推動(dòng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)。