基于核心素养发展科学思维
2020-01-07周莹
周莹
[摘 要] 物理课堂教学应着力于培养学生的物理核心素养，引导学生深度分析、加工、理解知识，进而实现有意义的深度学习。本文从中考物理的命题角度出发，分析了对课堂教学有指导意义的中考试题是如何基于核心素养，发展科学思维，指向深度学习，还指出了当下物理教学中存在的普遍现象和问题，以及中考试题对教学的深刻启示。
[关键词] 试题赏析;科学思维;深度学习;教学启示
物理学科核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”四个方面构成，是学生在接受物理教育过程中逐步形成、适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。
课程改革以来，课堂教学发生了深刻变化，朝着培养学生物理核心素养的方向不断调整。然而，浅层次的学习状态依然存在。浅层次学习基于简单记忆和重复训练来传递知识，学生往往“只知其然，而不知其所以然”。这种单一的学习方式难以促进学生深入思考，不利于培养其科学思维的深刻性和独创性。要想发展学生的科学思维，提升其物理核心素养，就必须引导学生对知识进行深度分析、加工、理解，实现有意义的深度学习。
对此，对课堂教学有指导意义的中考试题做出了有益的尝试。笔者对试题中几个区分度较高的问题进行了分析，旨在了解命题者如何基于核心素养，发展科学思维，指向深度学习。
一、浮力专题
例1（2020年江西省中考物理第9题）：如图所示，A、B两个物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断ρ甲_______ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，则F甲________F乙。（均选填“>”“<”或“=”）
（一）命题立意
本题着眼于物理观念的构建和科学思维的渗透，着重考查了建模的思想。要求学生理解和掌握物理概念，抓住问题的主要方面，从不同角度思考问题，具有创新意识。同时要求学生具备一定的读图能力，能找出图中隐藏的信息，从中获得重要的解题线索，培养学生科学思维的深刻性和独创性，形成良好的思维习惯。
（二）试题亮点
由于图中物块A在甲、乙两种液体中均处于浸没状态，受定式思维的影响，考生容易想当然地认为此时的A是悬浮的，从而得出ρ甲=ρA=ρ乙的错误结论。其实，本题可以有多种解法。解法一：将A、B看作一个整体，该整体在甲液体中处于漂浮状态，F浮甲=G总，在乙液体中处于悬浮状态，F浮乙=G总，由于G总不变，所以F浮甲=F浮乙。由图可知V排甲
（三）折射问题
一是很大一部分学生在课堂上单一地接受碎片化的知识，只知简单、机械地记忆、复制这些知识，并不理解，不懂运用。例如，学生只知道物体漂浮时一部分露出水面，悬浮时全部浸没在水中，却不知这种现象是在浮力和重力的同时作用下才成立，或只是接受了大量的机械式训练，学会了一些解题的套路，一旦题目出现不曾见过的变化，便束手无策，难以作答。中考试题本着原创的要求，很多设问都有较新的立意，靠刷题等机械、重复的训练是无效的。二是学生对物理概念和规律的理解不深，存在一定的思维断层，建模能力弱，迁移能力不足，如学生对密度计的认识十分僵化，未能意识到其实际上是一个带有刻度的漂浮物，换言之，任何带有刻度的漂浮物都可看作密度计。
（四）教学启示
科学思维是物理核心素养的重要要素，包括模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新。物理教学要培养学生的科学思维，对客观事物能够抽象概括，构建出反映事物本质或共同属性的物理模型和概念。在日常教学活动中，教师要让学生主动形成应用物理知识的观念、方法，先认识事物，再处理问题，养成科学思维的习惯。例如，在浮沉条件的教学中，教师可以先展示物体在水中漂浮的情形，再展示两个物体组合在一起后漂浮于水面的情形。从受力角度引导学生分析两种情形的相同点和不同点，挖掘漂浮和悬浮的本质。再通过组合物与密度计的对比，引导学生发散思维，通过比较，发现该组合物本质上就是密度计，为如何建模做出了示范。之后，进一步分析拓展。将组合物分开，与之前相比，是否有区别。在可逆、转化思想的基础上渗透整体法，不断加深学生对物理概念、规律的理解，训练思维的系统性、灵活性、多面性，促进物理方法的渗透。
二、滑轮专题
例2（2020年江西省中考物理第18题）：如图所示，将重6 N的物体匀速拉高20 cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）。
A.绳子自由端被拉下1.2 m
B.绳子对地面的拉力为1 N
C.对物体所做的功為1.2 J
D.横梁受到的拉力为9 N
（一）命题立意
本题从示意图的角度打破常规，制造认知冲突，引起学生对常见解题思路的质疑，增强学生的批判思维能力。题目源于实际，将生活中的实物转化为课本上的模型，建立科学思维的基础。通过题目的变化创新，训练学生的发散思维，引导学生在已有的认知基础上，观察、发现、琢磨问题，再进行思维加工，打通知识间的屏障，完善自身的知识框架。通过对比、关联类似问题，经历、探索科学方法，引导学生发现科学方法的关键和要素，领悟科学的奥妙。
（二）试题亮点
首先，滑轮组的示意图新颖独特，符合生活实际。与实验室或课本上常见的滑轮简化图不同，对学生的空间感提出了一定的要求。其次，绳子两端位置的设计也很精巧。几乎在所有滑轮组问题中，绳子的一端系在滑轮的挂钩上，另一端系在手上或测力计上，由此引出关于承重绳股数“偶定奇动”的说法。但本题中，绳子的一端在手上，另一端却固定在地面上，让只会按图索骥的考生傻眼。此时，学生若对示意图的变化视而不见，依旧强行套用解题模板，则会使解题方向出现偏差，离正确选项渐行渐远。
