基于学科核心素养的高中物理教学探究

赵宏荣

【摘要】现阶段高中物理教育教学改革，以实现高中物理核心素养培养为目标。文章以高中物理教育教学案例为对象，对于如何将学科核心素养培养纳入高中物理教学历程的问题进行了探讨，引导学生去思考题设，在题设情境中形成反思意识和归结意识，从而正确看待问题解决与物理知识之间的关系，由此树立正确的物理学习价值观。

【关键词】物理教学；核心素养；案例；探究

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2022）03—0056—03

高中物理教育教学行为的优化，需要将核心素养培养设定为落脚点，这是当前每一个高中物理教师应该关注的问题。因此，在实际教学情境中，教师要让学生学会主动思考、科学思考、归结思考。

1.题设概况。据交通部门有关数据统计显示，公路急转弯区域是交通事故发生最多的地方，也是实际交通安全管理的重点环节。某公路急转弯的示意图，整体来看是一个圆弧。现在汽车行驶的速率是Vc，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，此时下列说法正确的是（）

（1）在弯道地方路面外侧高内侧低。

（2）车速只要低于Vc，车辆就会处于内侧滑动的状态。

（3）车速如果超过了Vc，只要不超过一个限定高度，车辆就不会出现向外侧滑动的情况。

（4）在路面结冰的天气下与没有结冰的天气下进行对比，实际Vc的取值会呈现出变小的趋势。

2.解题思路分析。从上述题目条件可以了解到，汽车在拐弯的地方不会受到摩擦力的影响，此时就需要将受力情况绘制出来，很明显重力和支持力的合力刚好可以成为想象力的支撑源，也就是说路面外侧是比内侧要高的。此时学生会发现存在不同的情况，可以将其归结为：第一种情况，在车速低于Vc的时候，汽车有向内侧滑动的趋势，汽车会受到向外摩擦力的影响，很明显只有摩擦力与滑动摩擦力相等的时候，汽车才会出现内侧滑动的情况；第二种情况，在车速高于Vc的时候，汽车有向外侧滑动的倾向，此时的摩擦力是向内的，摩擦力与滑动摩擦力相等的时候，才会出现向外侧滑动的情况；第三种情况，依照实际工时可以得知，路面结冰的时候，实际Vc的取值是没有发生变化的。

上述题设是以生活中圆周运动为背景知识的，关注的是小车的速度，以此为变量来进行分类讨论。汽车速度的大小和所受摩擦力的大小，会对汽车的滑动趋势造成影响。在解答上述题设的时候分别使用了如下的策略：首先，是转化划归思想，就是汽车在公路急转弯实际模型可以转化为汽车做圆周运动的物理模型。其次，考虑到实际车速大小的问题，可以將其归结为三个类别，此时使用的是分类讨论的思想方法。在车速小于Vc的时候，内侧滑动趋势明显；在车速大于Vc的时候，外侧滑动趋势明显；在车速等于Vc的时候，处于不滑动的状态。最终就是从运动去判定实际摩擦力的大小。很多学生在解决此问题的时候，也考虑到要使用分类讨论思想，但是在实际分类的时候难以找到有效的变量，分类的情况也不是很清楚，就使得上述问题的解决处于难以下手的状态。很明显，这种情况的出现就是因为对于题设本质没有进行充分了解。还有一些学生能够迅速地进入到实际的转化状态，分类讨论思想也能够迅速使用，但是由于实际情况考虑不全面，导致在选择判定的时候出现了错误。从这个角度来讲述，在实际高中物理教学中，教师要引导学生去理解分类讨论思想的内涵和使用技巧，在专题教育教学中掌握更加深层次的教学技巧，由此确保实际的分类讨论思想可以更好地发挥在解题中的效能。

在特定的数字问题格局中，数值或者推行元素有着很多的可能性，有时候甚至不能使用一个公式来进行呈现。此时就需要从条件维度入手，确保从不同的类别中得到不同的探讨，这样可以得出对应的解答。同样在解决实际物理问题的过程中，可以依靠这样的解决机制，也就是说如果实际物理研究对象牵涉多个过程，可以将其与不同的结果关联起来。这样就需要使用分类讨论的思想，使得实际的条理朝着更加清晰的方向进展，实际的结果也会更加全面[1]。在上述高中物理问题解决的过程中，教师鼓励学生将分类讨论的思想使用其中，这种做法是符合核心素养培育要求的，对于锻炼高中生物理学科核心素养而言，很有价值。

上述习题讲解过程意味着在实际的高中物理教育教学中，需要将各种数学思想方法渗透进去，关注学生物理思维能力的锻炼、物理知识体系的构建、物理知识应用能力的培养。上述案例中主要探讨的是分类讨论数学思想方法在物理问题解决中的应用，在此环节需要关注的问题有如下几个方面：

1.秉持不重复的原则。也就是说在分类讨论的时候，可以设定一个角度或者基准来进行不同情况的归纳总结，不要出现重复的情况。即就是从物理过程、物理状态或者运动的角度入手，进行类别的划分，实际得到的项目彼此是不相容的，也不会相交，也就是说分类得出的结果是纯粹的，不会出现其他的因素考量，这一点是必须要保证的。

2.秉持无遗漏的原则。部分学生在使用分类讨论思想的时候，会出现部分特殊情况遗漏的情况，这样就可能使得实际的分类讨论出现不完善的状态。对于这样的情况，需要确保分类后得到的子项目是完备的，不会出现不全面的情况，更不能出现遗漏物理过程或者物理状态、物体运动的情况[2]。

3.注重标准的同一性。在将分类讨论思想融入实际解题过程的时候，一定要确保一次分类中只有一个标准。这个标准贯穿始终，不能出现重复，也不能出现遗漏的情况，这样才能确保实际的分类讨论思想可以切实发挥其自身的效能。

4.要懂得依照层次来进行划分。在分类的时候，需要确保被分类的概念是从最近开展的，不能出现越级的情况。在出现多层次的时候，需要一个层次一个层次来进行，要保持严谨性和全面性，这样才能够规避出现越级划分的错误。

5.界定分类讨论方法。从上述教学案例中可以看出，分类讨论思想在实际物理问题解决中的巨大效用。此时需要从不同物理题型的角度入手，归纳不同的结果。在物理学科中，不同的知识之间是有关联的，可以利用相互转换的方式来进行。比如，将电磁学、光学、力学、热学等知识联系起来，利用分类讨论的方式，确保问题不断得以精简。在这样的精简过程中，物理的规律理解会更加深刻，潜移默化中学生的物理解题能力也在不断提升。从这个角度来看，物理解题过程中，掌握合适的分类解题手段，做到具体问题具体分析，就可以确保各个问题之间不会相互干扰，进入到分类讨论思想的巧妙运用。

6.引导研究对象不断细化。需要注意的是，在解答高中物理题目的过程中，会有不同的研究对象。在不同物理知识架构中，懂得灵活使用分类讨论思想，可以使得解题思路朝着更加清晰的方向发展。因此，要做好问题内容的梳理，找到对应条件与问题之间的关联，确保不同的问题状态变化都被考虑进去。这样就可以从问题入手，从状态考虑，由此使题目内容进入到更加理想的分类讨论格局。也就是说，在这样的过程中，原本复杂的物理公式，可以有效地转化为关系式。在后续的解题过程中，知识会更加夯实，甚至因此进入到应用的状态。此时，对于高中生而言，其对于物理公式的理解也会更加深入。

从上述高中物理教学案例中可以看出，在实现高中生核心素养培育的过程中，需要综合考量教育内容因素、教育方法因素、教育机制因素，由此才能够形成理想的核心素养培育格局和环境[3]。在此过程中，作为高中物理教育教学工作者，需要不断深入理解核心素养的内涵，然后将多维度的素养与教育教学目标关联，界定教育教学内容，最终确保实际的教育落脚点可以设定在物理核心素养的培育和发展上。当然，这样的教育教学历程是艰辛的，需要高中物理教师作出更多的改变和调整，由此循序渐进地进入到理想的高中物理教育教学格局和环境。

参考文献

[1]高振伟，周岚.基于“核心素养”的高中物理实验课教学策略研究[J].科教文汇（中旬刊），2018（12）：114-115.

[2]贾东仁.高中物理教学中核心素养培养策略研究[J].才智，2019（10）：68.

[3]江玉兰.核心素养下高中物理高效课堂的构建[J].科学咨询（科技·管理），2019（06）：137.

（本文系2021年度甘肅省“十四五”教育科学规划课题“基于学科核心素养的高中物理高效课堂教学研究”的研究成果，课题立项号：GS[2021]GHB1054）

编辑：张昀