基于高中物理核心素养下等效思维的显化教学

摘 要：物理课程是高中课程的一个非常重要的组成部分，通过高中物理的学习，学生可以在很大程度上提升自身的独立思考能力和逻辑思维能力。高中物理教师在开展教学活动的过程中，除向学生传授相关理论知识外，更应当引导学生逐步养成一种科学的思维模式。文章通过研读相关学者的已有文献，并结合自身的教学实践经验，就如何基于高中核心素养下等效思维的现行教学提出了一些针对性建议，希望能够为今后学者的相关研究提供一定的理论基础，同时也希望能够促进我国高中生物理综合素养的整体提升。

关键词：高中物理;核心素养;等效思维;显化教学

物理核心素养是学生在物理学习中形成的适应个人和社会发展的品格和能力，物理学科核心素养是深化课程改革的关键要素。

物理核心素养的一个重要表现是拥有科学思维。高中物理教师在开展相关教学活动时，应当注重培养学生的自主创新意识、科学思维模式以及社会实践能力，进而促使学生将所学的理论知识与实际问题相结合。

一、物理科学思维与等效思维概念的界定

作为物理核心素养的一个重要组成部分，物理的科学思维，是指人们在认识客观世界这一过程中，能够主动地从物理学的角度去认识自然现象，进而解释自然现象、解决实际问题的思维。而等效思维，是指从事物间的等同效果出发，在解决实际问题这一过程中，不断变化研究的对象、研究对象的结构、过程、功能等的一种思维方式。物理中的等效是指将较为生疏、烦琐的事物用较为熟悉的物理事物进行替代的过程，并且这一替代能够保证结果相同，从而更加简单、有效地探索问题的本质，进而解决问题。

二、等效思想显化教学的现状

高中物理教师在开展相关教学活动时，应当不断引导学生体会等效思维，通过观察、实验等方式培养学生进行科学推理与论证的能力，从而得出相关结论，在此过程中也促使学生形成一种科学思维。等效思维方法的相关内容并未以文字的形式直接呈现，因此，学生只能通过教师的潜移默化来培养自身的等效思维，这在一定程度上阻碍了学生的进步。同时当前大部分高中物理教材仅仅涉及相关概念和规律，并未对物理等效思想方法进行详尽介绍。

三、等效思想在物理教学中的显化

1.在物理概念的教学中显化等效思想

物理概念是人们在认识客观世界的过程中，对物理现象进行升华、加工进而得出的物理最本质特征。尽管存在许多不同的物理现象和物理事物，但是这些现象、事物之间通常有着相似的规律和本质，通过对这些相似规律和本质的运用能够解决较为复杂的物理问题，这就形成了全新的物理概念和规律。比如，重心、质点等为了更为高效地研究问题建立了等效模型;又如，等效單摆、合运动与分运动通过使用简单的替代，使得问题能够简单有效解决;再如，平均速度的有效值和平均值使得较为复杂的问题变得简单化。

2.在物理规律的教学中显化等效思想

物理规律是对各种物理现象及过程的简练总结，反映出了事物之间的运动、变化和发展。现有的物理规律大多是由物理专家长期研究与探索形成的，是一种经验性的知识，物理规律一般具有较为复杂的认识过程。例如，在对匀变速直线运动位移与时间关系进行研究时，可以在学生现有知识结构的基础上，运用等效思想，将匀变速直线运动转变为较为简单的匀速直线运动，也就是所谓的“化变为恒”。

方法一：将v-t图象围成的面积来表示物体发生的位移。物体在做匀速直线运动时，其速度是始终不变的，因此其位移的距离可以用s=vt来表示，这样位移的距离数值正好与v-t图象中图线与时间轴围成的面积相等，而且对于匀变速直线运动来说，其速度的变化是均匀的，因此，我们可以将时间划分为无限多的小的时间段，每一小时间段可以同一个小矩形等效，这一小矩形的面积也就是在这一小时间段内发生的位移距离，时间段划分得越细，所设想的运动模型也就与真实的运动越接近。

方法二：对于匀速直线运动来说，s=vt，其运动速度的变化是均匀的，v-t图象中速度v与时间t的关系是线性关系，并且v=v0+at，因此，对于整个运动过程来说，其平均速度v可以用公式v=（v0+v1）/2来表示。基于此，我们就可以得出一个等效的恒定的速度，也就是匀变速直线运动的平均速度v，进而用其来求解位移距离：s=vt=[（v0+v1）/2]*t=[（v0+v0+at）t]/2=v0t+at2/2。

3.在课堂教学中的各个环节显化等效思想

一节精彩的高中物理课教学活动应当由许多教学环节构成，比如，课程导入环节、概念介绍环节、规律和原理的引入环节、知识复习环节、内容拓展环节以及课堂小结环节，等等。高中物理教师在开展这些教学活动时，应当积极主动地将物理思想和方法进行显化。具体来说，将“验证牛顿第二定律实验”作为例子，高中物理教师可以在以下环节中显化物理等效思想：①在回顾复习原理的环节中显化物理等效思想;②在问题探究的环节中显化物理等效思想;③在数据处理的环节中显化物理等效思想。

4.在物理实验探究教学中显化等效思想

高中物理中的很多实验，特别是力学实验都常常用到等效思想。例如，在实验思想上等效的实验有电流场模拟静电场实验以及布朗运动实验;在原理上等效的实验有验证牛顿第二定律以及验证力的平行四边形定则;在过程上等效的实验有平抛运动装置验证动量守恒定律的实验;在作用效果上等效的实验有“研究弹簧的形变与外力关系”的实验等。

5.在物理习题教学中显化等效思想

对于高中生来说，练习高中物理习题是一种非常重要的提升方法。高中物理教师在讲解相关物理习题时，有些物理习题仅仅采用常规的方法往往无从下手，有些习题即使采用常规方法可以得出结论，但其计算过程通常十分烦琐，面对这种情况，如果可以采用等效思想、变化求解方法，那么就可以使相关的物理习题高效解决。

结 语

高中物理课程是高中课程的一个非常重要的组成部分，这门课程难度较高，学生接受程度一般较低，因此，对于高中物理教师来说，在开展相关教学活动时应当运用好物理等效思想这把极其重要的“钥匙”，同时还应当积极引导学生理解与掌握物理等效思想，促进高中学生独立思考能力、逻辑思维能力以及科学思维能力的提升。除此之外，高中物理教师还应当不断提升自身的教学水平，在课程导入环节、概念介绍环节、规律和原理的引入环节、知识复习环节、内容拓展环节以及课堂小结环节中运用等效思想，促使学生学会举一反三、触类旁通，更加积极主动地投身到高中物理课程的学习之中，将课堂中所学到的物理理论知识更好地运用到解决现实生活中的实际问题中去，从而促使高中生物理综合素养的整体提升，进而为我国培养一批德、智、体、美、劳全方面发展的高素质人才。

[参考文献]

[1]张其凤，江小安.基于高中物理核心素养下等效思维的显化教学[J].中学理科园地，201：（2）：3-5.

[2]郑 威.基于核心素养培养下高中物理教学实践研究[J].数码设计，2017（11）：141.

[3]俞国良.核心素养：为学生健康与幸福成长固本强基[J].基础教育参考，2016（9）.

[4]郑毓信.“数学核心素养”之我见[J].教育视界，2016（8）.

[5]肖安庆.基于核心素养的情感态度价值观教育的探索[J].中学生物教学，2016（7）.

[6]程先国.核心素养的内涵和培养着力点[J].中国民族教育，2016（4）.

[7]顾之川.论语文学科核心素养[J].中学语文教学，2016（3）.

[8]林明华.高中物理核心素养的内涵与培养途径[J].福建基础教育研究，2016（2）.

[9]本刊编辑部，2015中国教育研究前沿与热点问题年度报告[J].教育研究，2016（2）.

[10]郑毓信.从“整合数学”到“整合课程”——“学科视角下的核心素养与整合课程”系列之二[J].小学数学教师，2016（2）.

[11]郑毓信.关于“核心素养”的若干思考——“学科视角下的核心素养与整合课程”系列之一[J].小学数学教师，2016（1）.

[12]高 山，宋 静.高中物理模块课程第一轮实施调查研究[J].物理教学探讨，2010（3）.

基金项目：该文为2018年度福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）：高中物理教学实践中等效法显化教育的策略研究（jz180266）研究成果。

作者简介：陈丽琴（1982—），女，江西抚州人，中学一级教师，本科。