利用“多样性”物理教学，提升学生的核心素养

吴海平

摘要：本文探究了利用“多样性”物理教学，提升学生的核心素养。希望能给我们的教学带来帮助。

关键词：多样性；物理教学；学生；核心素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）04-0053

物理的核心素养是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。全面提升学生的核心素养，可以通过不同的途径提升。

一、专题化微课的视频教学，提升学生解决物理问题的核心素养

互联网+的推广，为有效提升物理教学有效性增添了更多的途径。通过专题化的物理微课录制，对学生平时教学中出现的问题进行针对性的录制，让他们在网络上反复播放，以提升学生解决物理问题的核心素养。下面是笔者对选修3-1的部分内容进行录制，以供学生问题的解决。

微课的内容包括短视频，有详细讲解；有配套的课后练习与测试题，通过精细化的设计，发挥学生的主观能动性，真正提升学生解决物理问题的核心素养。

二、信息化问题的物理教学，提升学生建立物理模型的核心素养

物理信息题涉及多个物体、多个过程，我们只要对综合题进行过程分解，产生诸多小题进行教学，以小放大的思想，对各个过程进行物理模型建构。例如水平传送带与倾斜传送带相结合的综合信息题，我们根据命题教师的想法，分解成几个经典的物理模型，最后整合进行求解，这样才能真正起到核心素养的培养。

物理模型一：图1为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持ν=1m/s的恒定速率运行，一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离l=2m，g取10m/s2。（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间。

物理模型一意图：让学生以熟悉的背景作为出发点，以力的观点作为知识的呈现，以快速入手作为培养学生兴趣的初衷。

物理模型二：如图所示，质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带AB之间的距离为L=5m，传送带一直以ν=4m/s的速度匀速运动。求：

（1）物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做了多少功？

（2）物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做了多少功？

物理模型二意图：处理水平放置的传送带问题，首先是要对放在传送带上的物体进行受力分析，分清物体所受摩擦力是阻力还是动力；其二是对物体进行运动状态分析，即对静态→动态→终态进行分析和判断，对其全过程作出合理分析、推论，进而采用能量的观点进行求解。且区分对地位移还是相对位移。

物理模型三：在水平传送带巩固力与能量观点的基础上，呈现倾斜传送带。如图所示，传送带与水平面夹角为37°，并以ν=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，AB长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间。

（1）传送带顺时针方向转动

（2）传送带逆时针方向转动

（3）求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能。

物理模型三意图：加强对滑动摩擦力方向时要紧紧抓住“阻碍相对运动”这句话的含义的分析。注意重力的分力，注意物体的受力由滑动摩擦力到静摩擦力的突变，物体在倾斜的传送带上运动时静摩擦力也做功，以及系统能量的增加来源于电动机消耗的电能等。以进一步落实此类问题分析的来龙去脉。

通过拆分的思想，对经典的物理模型进行训练，真正提升学生建立物理模型的核心素养。

三、易错类题型的归类教学，提升学生分析物理过程的核心素养

在物理解决问题的过程中需要对过程进行分析，有序有条理地展开，以培养学生分析物理过程的核心素养。在考查竖直方向圆周运动的情况时，需要解决在最高点及最低点物体的受力情况，及在运动过程中解决各力做功的情况，以此通过对状态的分析，对过程的分析，提升竖直方面圓周运动的分析能力。同时通过易错类的呈现，真正懂得在哪些地方更值得留意，以科学的分析、正确的判断。

易错一：如图所示小球从光滑的四分之一轨道中下滑，求最低点轨道对小球的作用力。学生的典型错误答题情况如下：

学生答题呈现：物理方程书写不规范！把小球沿圆弧下落理解为自由落体，用自由落体规律来解等错误的观点。通过状态分析、过程分析，以落实经典的物理模型。

易错二：例如，如图甲所示是最近市面上出现的一种儿童玩具“魔力飞转陀螺”，陀螺可绕竖直放置的金属轨道内外侧转动并发出彩色光芒，十分新奇，因此深受小孩子的喜爱。其物理原理如下：用特殊磁性材料制成的两金属圆轨竖直并排放置，用连接杆引出后固定在手柄上，陀螺中心两侧装有金属小杆，放置在两轨之间时恰好被吸引在两轨上；给陀螺一定的初速度，陀螺就可绕轨道作圆周运动。现使陀螺吸在轨道外侧绕轨道作圆周运动，如图乙所示，已知两金属轨道半径为R，陀螺质量为m，两轨对陀螺的总吸引力为陀螺重力的3倍，重力加速度为g，不考虑陀螺自身的旋转和陀螺中心两侧的金属小杆的粗细。

（1）若陀螺经过轨道最高点的速度为ν，求每根轨道受到的弹力；

这是某校返校考的一道试题。通过答题情况分析发现学生出错的情况有：内、处侧没看清楚；直接拿一条轨道来处理的；牛顿第三定律没有应用等典型的问题。应对策略：通过最高点的受力分析：令轨道对陀螺的总吸引力为F，每侧轨道对陀螺的弹力为FN，可得F+mg-2FN=■ 可得：FN=2mg-■，提升学生对状态分析的重要性。

易错三：用光滑圆管制成如图所示的轨道，竖直立于水平地面上，其中ABC为圆轨道的一部分，CD为倾斜直轨道，二者相切于C点，已知圆轨道的半径R=1m，倾斜轨道CD与水平地面的夹角为θ=37°，现将一小球以一定的初速度从A点射入圆管，小球直径略小于圆管的直径，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求小球通过倾斜轨道CD的最长时间（结果保留一位有效数字）

通过分析：小球通过倾斜轨道时间若最长，则小球到达圆轨道的最高点的速度为0，最高点到C点，对小球运用动能定理可得，mgh=■mνc2，h=R-Rcosθ

小球在CD段做匀加速直线运动，l=νct+■at2

CD段的长度为l=■

对小球运用牛顿第二定律：mgsinθ=ma，解得t=1s

让学生通过动能定理的应用，强化以下几个步骤：首先，明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。其次，要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况（待求的功除外）。第三，有些力在物体运动过程中不是始终存在的。

通过易错类题型的归类教学，真正落实物理的分析过程，以提升学生分析物理过程的核心素养。

综上所述，通过专题化微课的视频教学、信息化问题的物理教学、易错类题型的归类教学，真正提升学生解决物理问题、建立物理模型、分析物理过程的核心素养。

（作者单位：浙江省温州中学 325014）