聚力核心素养 培养关键能力

徐小林 朱建武

摘 要：本课例呈现了在高中物理习题讲评课教学中教师应如何做到聚力核心素养，培养学生的关键能力。

关键词：习题讲评课；核心素养；关键能力

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）5-0012-4

物理学科核心素养，指学生通过物理教育形成的适应个人终身学习和社会发展需要的基础知识、关键能力和必备品格，包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等要素。而关键能力是核心素养的核心组成部分，包括认知能力、合作能力和创新能力等。近几年江苏高考物理试题难度较低，对关键能力和核心素养的要求在提高，但考生的总体成绩不理想。本文将介绍笔者“一道力学计算题”的讲评课，讲评课的教学目标是“着力培养学生的核心素养和关键能力”。

原题：如图1所示，左端带有挡板P的长木板质量为m，置于光滑水平面上，劲度系数很大的轻弹簧左端与P相连，弹簧处于原长时右端在O点，木板上表面O点右侧粗糙、左侧光滑。若将木板固定，质量也为m的小物块以速度v0从距O点距离为L的A点向左运动，与弹簧碰撞后反弹，向右最远运动至B点，OB的距离为3L，已知重力加速度为g。若解除对木板的固定，物块仍然从A点以初速度v0向左运动，由于弹簧劲度系数很大，物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计，物块与弹簧碰撞后，木板与物块交换速度。

（1）求物块和木板间的动摩擦因数μ及弹簧的最大弹性势能Ep；

（2）求木板未固定时物块从A点运动到刚与弹簧接触经历的时间t；

（3）求木板未固定时物块最终离O点的距离x。

学情分析：学生对“板块模型”“弹簧模型”的动力学问题已经有所认识，并在先前自习课上解答了此题，批阅发现：第（1）問有近半数的学生虽能解对，但方法过程较复杂；后面两问结果正确的仅二三人。前期教学中学生认识了一些物理思想观念和解题方法要领，对此要经常唤醒，及时复习、强化和掌握。本课导入如下：

教师：分析解决力学问题，有哪些常用的物理观念和要求？

学生补充、完善：有力的观念，要正确分析受力；有运动的观念，要分析运动情况；有运动和力的关系的观念，要正确选用“平衡条件”或“牛顿第二定律”等规律；有能量的观念，要分析做功和能量转化，正确运用某种“功能关系”或“能量守恒定律”。

教师：这也就是我们强调的哪“四析”能力？

学生：析力、析运动、析运动和力的关系、析功和能的关系。

教师：我们还常提倡一种关于解题的思想方法，即解题有哪“六个要领”？

学生：一要巧取研究“对象”；二要认清物理“状态”；三要探明物理“过程”；四要挖掘隐含“条件”；五要选准物理“规律”；六要健全各种“联系”。

教师：这也称作“12字解题要领”，这里指哪“12字”？

学生：对象、状态、过程、条件、规律、联系。

教师：请同学们对照“四种观念”和“六个要领”，反思一下自己的解答，错误之处要纠正，方法不好要改进。

课堂主体部分：激励学生有不同的解题方法，选择有代表性的“解答”并利用多媒体及时呈现、展示、对比和评析，努力达成教学目标。

（1）木板固定时，对物块从A 到B的过程，可以分阶段逐步“析力、析运动、析运动和力的关系”，AO、OB阶段运用“牛顿第二定律”（求加速度）和运动学公式，可以解得正确结果，但过程较复杂；而正确“析功和能的关系”，对物块从A 到B的过程整体考虑就十分便捷。展示了一位学生的“最佳解答”，表扬了相同方法的几位学生。

师生互动、小结：分析功能关系，选用能量观念，并且对研究过程整体考虑，这样的解法常常是最佳的。

（2）教师启发：所求“时间”是运动学物理量，那显然要运用“牛顿第二定律”和运动学公式。展示一位学生的解答：物块从A点向左做匀减速直线运动，木板向左做匀加速直线运动，设加速度分别为a1、a2，

教师：对所求时间得出的两个结果，你的看法是什么？有何理由？

学生观点之一：两解都为正值，所以两解都成立。

师生感慨、小结：坚持理论联系实际，应是我们“物理人”处理物理问题的基本原则和必备品格。

（3）仍运用“运动和力的关系”的观念。物块与弹簧刚接触时，

木板与物块交换速度后，物块向左做匀加速直线运动，木板向左做匀减速直线运动，物块相对木板从O点向右运动，设历时t到达共同速度v，此时“物块最终离O点的距离为x”，此后一起（相对静止）向左做匀速直线运动。

但有一部分学生提出，可以运用“能量观念”，从而得到更便捷的解法2：对系统从开始状态到“相对静止”的全过程，由能量守恒定律有：

师生交流、小结：分析处理力学综合题，只要灵活选用合适的物理观念，又能把准和执行“六个要领”，特别要挖掘隐含条件、选准物理规律、健全各种联系，这就能使问题迎刃而解。

为了强化教学目标的达成，有效培养学生的关键能力，及时提出一些拓展性问题，进行适度的变式训练。

问题之一：木板固定时，小物块经过O点的速度多大？

展示学生的解法1：“小物块经过O点”有向左、向右两种情况，速度大小相同，设为v1，运用“运动和力的关系”的观念，

有学生提出解法3：解法1、2都依赖于先前求得的μ值，才能代入求v1。若用两个等式相比消去含μ的一项，即可很快求得v1值。

问题之二：木板固定时，求小物块与木板相互摩擦的时间，什么思路最方便？为什么？

学生开展讨论，确认最佳解答是：设小物块从A点到O点、从O点到B点运动的时间分别为t1、t2。

如果用位移与时间的二次函数关系来求解，要解一元二次方程，并对“两解”进行讨论、取舍，这就麻烦了。

问题之三：原题的后两问，如何通过作出物块和木板的v-t图来分析求解？

此问虽然课上没来得及解决，但课后不少学生去自主学习和探究，得到了正确而巧妙的解答。其中一位学生的解答规范、简明，放大复印后张贴出来，供观摩学习。

解析：（2）在如图2所示的v-t图中，

课后有学生提出质疑：“物块与弹簧碰撞后，木板与物块交换速度”，这是为什么呢？教师一怔，虽然一言难尽，但对学生的批判精神应表示肯定和赞赏。此时应告诉学生：必须凭木板与物块质量相等，还得同时遵循能量守恒定律和另一个选修3-5中会学到的“守恒定律”，其中的奥妙你将来一定能搞明白的。

一节常见的习题讲评常态课，力图体现培养学生的核心素养和关键能力，但定有不当之处，恳请批评指正。

参考文献：

[1]高志文.基于生本视域的物理核心素养模型构建[J].教育科学论坛，2016（8）：19-21.

[2]周后升.用“问题驱动法”构建探究式物理课堂[J].物理教学，2016（12）：16-17.

[3]朱建武.让学生在“学会比较”中“主动发现”[J].物理教师，2014，35（1）：22-23.