摘要:《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》提出了“將核心素養(yǎng)落地,為實(shí)際運(yùn)用賦能”的理念。核心素養(yǎng)指的是學(xué)生應(yīng)具備的,能適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。具體到物理學(xué)科,核心素養(yǎng)分為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。物理教師要提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng),使其具有扎實(shí)的物理知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度與思維、探究能力,能夠更好地面對(duì)學(xué)習(xí)與生活。在提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的過程中,“陷阱”問題是重要工具。在解答“陷阱”問題的過程中,學(xué)生會(huì)分析、尋找題干中的隱藏線索,并對(duì)題目進(jìn)行深入的探索與分析,在此過程中,其能充分鍛煉思維、探究能力,并夯實(shí)物理觀念,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度?;诖耍疚囊浴傲Φ姆纸狻睘槔?,列舉常見的三類“陷阱”問題,提出三種解決物理“陷阱”問題的方法,即強(qiáng)化審題訓(xùn)練、強(qiáng)化建模訓(xùn)練、強(qiáng)化記憶訓(xùn)練,希望能夠起到一定的參考作用。
關(guān)鍵詞:高中物理" 教學(xué)策略" “陷阱”問題" 力的分解
“陷阱”問題通常包含一些隱藏的線索與邏輯推理過程,能夠“潤物細(xì)無聲”地鍛煉學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng),為其之后的學(xué)習(xí)與生活奠定基礎(chǔ)。但就目前而言,部分學(xué)生缺乏解決“陷阱”問題的能力,“陷阱”問題使其對(duì)高中物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的畏難心理,對(duì)其核心素養(yǎng)的發(fā)展極為不利。故此,對(duì)核心素養(yǎng)視角下高中物理教學(xué)中“陷阱”問題的解決方法進(jìn)行深入的分析與研究,具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、物理學(xué)科核心素養(yǎng)
物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要由四方面構(gòu)成:①物理觀念。物理觀念是指對(duì)物質(zhì)世界和物理現(xiàn)象的基本認(rèn)識(shí)和理解,是從物理學(xué)視角分析、探索自然現(xiàn)象、解決生產(chǎn)生活中實(shí)際問題的前提。②科學(xué)思維。科學(xué)思維是指學(xué)生在探究自然現(xiàn)象和解決問題時(shí)所具有的思維方式和能力??茖W(xué)思維具有嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)、可驗(yàn)證、可重復(fù)等特征,能夠幫助學(xué)生更加深刻地理解物理規(guī)律和本質(zhì),不但可以提高學(xué)生解題能力,同時(shí)也可以使其更加深入、全面地認(rèn)知世界。③科學(xué)探究??茖W(xué)探究指的是提出科學(xué)問題,形成猜想和假設(shè),獲取和處理信息,基于證據(jù)得出結(jié)論,以及對(duì)科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流,評(píng)估反思的能力。④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任??茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中,所表現(xiàn)出來的一種積極、嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)的態(tài)度,培養(yǎng)高中生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng),有助于其樹立正確的科學(xué)觀念與人生態(tài)度。
二、高中物理教學(xué)中常見的“陷阱”問題
(一)改變條件
在一些物理題型中,出題者會(huì)加入無關(guān)條件或隱性條件對(duì)學(xué)生進(jìn)行誤導(dǎo),學(xué)生如果審題不仔細(xì),則無法獲取有效信息,導(dǎo)致做題思路被混淆,最終無法得出正確的答案,這種“陷阱”,通常被稱為條件型“陷阱”。如:有一根長繩,其長為L,該長繩一端系有金屬小球,小球質(zhì)量為m,另一端則懸于O點(diǎn),某人以大小為F的水平拉力,把小球自然垂直位置P向側(cè)面位置Q處緩慢移動(dòng)?,F(xiàn)在假設(shè)細(xì)繩擺動(dòng)時(shí)的角度為θ,請(qǐng)求F做的功W。學(xué)生解題的過程中,通過閱讀題干內(nèi)容,會(huì)在短時(shí)間內(nèi)得出結(jié)果,即W=FLsinθ。但是在上述解題過程中,學(xué)生顯然將一個(gè)問題忽略了,即“緩慢移動(dòng)”為題干的關(guān)鍵字眼,在小球做緩慢移動(dòng)時(shí),其動(dòng)能并未增加,只有重力勢(shì)能產(chǎn)生了變化,故此正確答案應(yīng)當(dāng)是W=mgL(1-cosθ)。
(二)霧里看花
現(xiàn)如今,部分學(xué)生缺乏系統(tǒng)完善的分析的能力,導(dǎo)致其在解題的過程中“霧里看花”,思路受到了限制,嚴(yán)重地影響了解題的效率與準(zhǔn)確性。如:小明在光滑斜面乙上放置了木塊甲,同時(shí)又將光滑斜面乙放置于光滑平面丙上,如果甲在斜面乙上下滑,那么乙會(huì)對(duì)甲產(chǎn)生怎么樣的作用力?部分學(xué)生會(huì)基于光滑斜面下滑的物理模型得出結(jié)論:乙對(duì)甲產(chǎn)生的作用力為垂直于斜面向上的力。此類學(xué)生忽略了一個(gè)問題,即在原物理模型中,斜面是處于靜止?fàn)顟B(tài)的。而在上述題目中,由于斜面乙具有光滑的特征,故此其會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng),基礎(chǔ)條件的不同對(duì)學(xué)生產(chǎn)生誤導(dǎo),從而使其解答錯(cuò)誤,對(duì)其物理成績?cè)斐梢欢ǖ呢?fù)面影響。
(三)混淆視聽
就目前的情況而言,我國部分高中生的物理基礎(chǔ)知識(shí)掌握并不牢固,面對(duì)物理題目中大量的希臘字母、數(shù)字符號(hào)與英文,記憶不清晰或混亂的問題屢見不鮮,極易陷入知識(shí)“陷阱”中。如:某物業(yè)公司有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī),其電動(dòng)勢(shì)為e1=E0sinωt,若是該物業(yè)公司技術(shù)人員對(duì)電機(jī)中樞進(jìn)行改造,從而使其轉(zhuǎn)速加快一倍,在其他條件維持不變的基礎(chǔ)上,請(qǐng)問電動(dòng)勢(shì)e2應(yīng)為多少?學(xué)生在解答的時(shí)候,必須了解公式e1=E0sinωt中每一個(gè)字母的具體含義,只有這樣才能在轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后,對(duì)對(duì)其造成間接(直接)影響的物理要素進(jìn)行分析與判斷。但部分學(xué)生在分析的過程中,無法準(zhǔn)確地分辨E0的概念,誤認(rèn)為其僅是一個(gè)簡單的常數(shù)。故此,學(xué)生在ω出現(xiàn)變化后,會(huì)對(duì)E0產(chǎn)生誤解,認(rèn)為其不會(huì)發(fā)生變化,最終得出了錯(cuò)誤的答案。
三、核心素養(yǎng)視角下高中物理教學(xué)中“陷阱”問題的解決方法
(一)條件型“陷阱”,強(qiáng)化審題訓(xùn)練
正如前文所述,在解題的過程中,部分出題者會(huì)通過各類無關(guān)條件或隱性條件混淆視聽。為了較好地解決條件型“陷阱”問題,教師應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行審題訓(xùn)練。在這一過程中,學(xué)生會(huì)對(duì)題型進(jìn)行不斷地分析,鍛煉科學(xué)思維與探究能力。與此同時(shí),由于問題中藏有條件型“陷阱”,因此學(xué)生在審題時(shí),必須持有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,這有助于其科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成。
在進(jìn)行審題訓(xùn)練時(shí),教師可以在黑板上進(jìn)行審題示范,展示如何逐字逐句地閱讀題目,如何識(shí)別關(guān)鍵詞,如何進(jìn)行畫圖輔助,如何將文字描述轉(zhuǎn)化為物理語言等。在講解完畢后,教師再向?qū)W生出示例題,讓學(xué)生登上講臺(tái)進(jìn)行板演。該生答題結(jié)束后,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生生互評(píng),評(píng)價(jià)內(nèi)容包括但不限于解題答案是否正確、解題步驟是否為最優(yōu)解、是否能夠有效規(guī)避問題中的“陷阱”。在互相評(píng)價(jià)的過程中,學(xué)生不會(huì)一味地接受教師或同學(xué)的觀點(diǎn),而是不斷地進(jìn)行分析與思考,從而提升了科學(xué)思維與探究能力,推動(dòng)物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。
(二)應(yīng)用模型“陷阱”,強(qiáng)化建模訓(xùn)練
所謂應(yīng)用模型“陷阱”指的是出題者利用學(xué)生對(duì)題目中的某些信息或模式的錯(cuò)誤理解而設(shè)置的“陷阱”。物理建模是一種通過建立物理系統(tǒng)或過程的數(shù)學(xué)模型來描述和理解這些系統(tǒng)或過程的方法,是規(guī)避應(yīng)用模型“陷阱”、鍛煉學(xué)生的物理觀念與科學(xué)思維的重要途徑。
在此環(huán)節(jié)中,教師可以依次講解不同的物理模型,如相遇追及模型、先減速后加速模型、斜面模型、掛件模型與彈簧模型等,并解釋這些模型的作用原理與其應(yīng)用到實(shí)際問題解決中的方式。在這一過程中,學(xué)生會(huì)加深對(duì)理論知識(shí)的理解與記憶,從而夯實(shí)物理觀念,提升物理思維。在講解不同的模型后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的物理模型,為尚未構(gòu)建物理模型的問題構(gòu)建模型。在學(xué)生提出假設(shè)、構(gòu)建模型后,其余同學(xué)對(duì)其進(jìn)行分析、討論該模型是否具有實(shí)用性、結(jié)果是否準(zhǔn)確、是否能夠提高做題效率等。通過這一方式,可以進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力。與此同時(shí),學(xué)生也擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)中被灌輸者的角色,成為課堂主體,提高了學(xué)習(xí)興趣。必須予以重視的是,高中生對(duì)物理知識(shí)的了解尚不十分深入,思維也較為稚嫩。因此,在構(gòu)建模型與建設(shè)的過程中,其會(huì)不可避免地遇到困難與阻礙。為了解決這一問題,物理教師必須承擔(dān)引導(dǎo)者的責(zé)任與義務(wù),通過適當(dāng)?shù)闹敢?,幫助學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)捋清思路,從而避免其產(chǎn)生畏難心理。
(三)利用知識(shí)型“陷阱”,強(qiáng)化記憶訓(xùn)練
在高中階段,物理課程中有著大量的物理公式,如果學(xué)生記憶力有限,無法準(zhǔn)確地對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行記憶,便無法形成正確的物理觀念,極易因?yàn)橹R(shí)型“陷阱”而導(dǎo)致解題失誤。故此,物理教師在授課過程中,應(yīng)當(dāng)通過一系列的記憶訓(xùn)練,提高學(xué)生的記憶能力。
首先,在教學(xué)的過程中,教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生明確記憶的目的和意義,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),增強(qiáng)記憶的自覺性和主動(dòng)性。隨后,引導(dǎo)學(xué)生深入理解物理概念和規(guī)律,把握其本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),從而增強(qiáng)記憶效果。鼓勵(lì)學(xué)生通過創(chuàng)造性的方式來記憶物理知識(shí),其包括但不限于制作物理圖表、模型、思維導(dǎo)圖等。這一過程能夠提升學(xué)生的科學(xué)思維能力,使其在短時(shí)間內(nèi)尋找適當(dāng)?shù)乃季S工具,對(duì)問題進(jìn)行分析,提高解題速度與準(zhǔn)確性。例如:教師可以引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)以力、熱、電、光等模塊進(jìn)行分類,使學(xué)生形成系統(tǒng)化的知識(shí)體系,從而增強(qiáng)學(xué)生的記憶效果,提高其物理意識(shí)與思維能力。
與此同時(shí),教師在授課的時(shí)候,可以通過反復(fù)講解、練習(xí)、測(cè)試等方式,不斷強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和記憶,加深印象。但值得重視的是,長時(shí)的講解容易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理,故此,教師應(yīng)當(dāng)嘗試將問題趣味化(在題目中融入學(xué)生喜聞樂見的元素,采用希沃白板等教學(xué)工具等),更好地吸引學(xué)生的注意力。
四、核心素養(yǎng)視角下高中物理教學(xué)中“陷阱”問題的解決——以“力的分解”為例
(一)發(fā)現(xiàn)“陷阱”問題
某試卷問題如下:將一小球夾在豎直墻AB和板BC之間。已知各接觸面光滑平整?,F(xiàn)縮小板BC與水平面之間的夾角,那么小球?qū)C板的正壓力會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化?
(二)分析“陷阱”問題
在解答該問題的過程當(dāng)中,學(xué)生極易認(rèn)為BC板受到的正壓力增大,如果水平面與BC板之間的夾角α縮小,就會(huì)主觀地認(rèn)為BC板所承受的壓力增大。在上述推理中,存在推理依據(jù)不足的問題,導(dǎo)致學(xué)生無法獲得該題的正確答案。
(三)解決“陷阱”問題
根據(jù)力學(xué)知識(shí),可以得出cosα=G/FBCFBC=G/cosα由于cosα增大,α減小,在G值維持不變的基礎(chǔ)上,F(xiàn)BC將隨之減小,與此同時(shí),BC板所接受到的正壓力也就不斷變小。
在解決完“陷阱”問題后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行檢查,分析自身可能存在的問題,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)。隨后,教師向?qū)W生公布答案,讓學(xué)生將自己的結(jié)果與答案進(jìn)行對(duì)比。如果答案是正確的,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解決“陷阱”問題的方法和技巧;如果答案是錯(cuò)誤的,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),以便在以后遇到類似問題時(shí)能夠更快地解決。在條件允許的前提下,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生與同學(xué)分享自己的解題思路和方法,互相學(xué)習(xí)、互相幫助、共同提高,這一過程能夠鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力,為其之后的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。
結(jié)語
總而言之,在學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)的過程中,“陷阱”問題極為常見,如果學(xué)生無法較好地識(shí)別、解決“陷阱”問題,則會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)成績的提高與核心素養(yǎng)的發(fā)展造成阻礙。故此,各校物理教師應(yīng)當(dāng)閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文,加強(qiáng)對(duì)“陷阱”問題的認(rèn)識(shí)與研究,并結(jié)合本班學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,制定科學(xué)、系統(tǒng)、完善的教學(xué)策略,從而更好地服務(wù)于學(xué)生,推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的進(jìn)步與發(fā)展,從而為其之后的學(xué)習(xí)生涯鋪平道路。
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責(zé)任編輯:趙瀟晗