基于核心素养的高中生物理解题能力的培养

文 /金尔慈

引 言

高中物理是一门具有抽象性、复杂性、综合性的学科。随着物理学科核心素养的提出，高中物理学习要求越来越高，而教师应更加重视对学生物理解题能力的培养。学生只有具备较强的解题能力，才能高效地处理各种各样的物理难题，学会举一反三、融会贯通。然而，就当前高中物理教学而言，不少教师在培养学生物理解题能力的过程中出现了效率较低、效果较差等问题。这样的教学问题得不到有效的处理，就不利于对学生解题能力的培养。笔者认为，物理教师应积极主动地面对解题教学中存在的种种问题，并分析问题产生的原因，对症下药，从而优化物理教学，有效提升学生的物理解题能力，促进学生物理学科核心素养的发展。

一、高中物理教学中培养学生解题能力的重要性

（一）促进物理学科核心素养的落地生根

如今，物理学科核心素养奏响了物理教学的主旋律。提升学生的物理学科核心素养是每位物理教师的责任与义务。无论“物理观念”，还是“科学思维”，或者是“科学探究”，都会涉及问题的提出与解决。如果学生不具备较高的解题能力，那么他们就可能对各种各样的物理难题产生极大的畏难情绪，并逐渐对物理学科失去探究兴趣。然而，在高中物理教学中，教师若能够利用行之有效的教学方法培养学生良好的解题能力，那么就能够使学生游刃有余地处理各种物理难题，从而更加顺利地获得“物理观念”“科学探究”“科学思维”等物理学科核心素养[1]。

（二）促进高中物理教学质量的提高

在推动教育现代化的背景下，提高教学质量成为广大教师的共识。然而，教学质量的提高不是一蹴而就的，需要教师在日常教学过程中调动各种有助于提高教学质量的因素。解题能力是高中生应该具备的一种能力。在高中物理教学中，教师应该利用行之有效的教学方法，引导学生养成良好的解题习惯，树立正确的解题意识，掌握有效的解题方法，从而促进学生解题能力的提升。而学生解题能力的提升，有利于学生提升解题的效率、速度及正确率，进而促进物理教学效率的提升及物理教学质量的提高。

二、高中物理教学存在的不足

培养学生的物理解题能力是高中物理教学目标之一。当具备了较强的解题能力后，学生能够更加深入地探究物理本质，挖掘物理规律。然而，目前的高中物理教学存在如下不足：首先，不少教师过分关注学生的物理考试成绩，忽视了对学生的物理学习过程的关注，更没有主动地对学生的物理解题能力进行培养。其次，一些教师在物理解题教学中忽视对学生的引导启发，直接把现成的解题思路甚至答案告诉学生，不利于学生解题能力的提升。与此同时，在基础知识的巩固、解题方法的传授、解题思维的训练等方面，一些物理教师并没有给予充分重视，做得不够到位。这些不足都直接阻碍了学生物理解题能力的有效培养与提升[2]。

三、高中物理教学中培养学生解题能力的策略

（一）回归物理教材，夯实学生的物理基础

“千里之行始于足下。”在培养学生物理解题能力的过程中，急功近利是不可取的，好高骛远是行不通的。教师只有引导学生一步一个脚印地夯实物理学习基础，才能够真正地促进学生物理解题能力的提升。有鉴于此，在高中物理教学中，教师应该摒弃“空中建楼阁”这一不切实际的想法，并积极主动地引导学生脚踏实地地把物理基础知识学好、学精、学透。物理教材是学生学习物理基础知识的重要资源，在培养学生物理解题能力的过程中，教师如果脱离了物理教材，一味地搞“题海战术”，让学生做大量的难题、偏题、怪题，必然会产生适得其反的教学效果，不仅不能提升学生的解题能力，还会增加学生的物理学习负担。因此，教师应该引导学生回归物理教材，把基础知识学扎实，掌握牢固。

例如，高中物理教材主要包含了如下模块：（1）力学模块（力与运动、牛顿运动定律、机械振动）；（2）热学模块（分子的运动论以及气体）；（3）电磁学模块（恒定电流、电磁场、电磁感应、交变电流、电磁波）；（4）光学模块与原子核。在这些模块中，力学、电磁学所占比重较大，是学生必须学好的内容。为了夯实学生的物理基础，教师可以从如下几个方面入手：第一，引导学生回顾教材内容，回顾结束后再对照教材，找出遗漏的地方。第二，引导学生根据所学知识，绘制有关各个模块的思维导图，建立知识框架，对所学知识形成立体化、网络化、系统化的认识。第三，教材中的例题往往具有典型性、代表性，具有较高的学习价值。因此，教师可以引导学生反复做一做教材中的例题，并让他们对出错的地方进行改正，加强记忆。第四，引导学生把不同章节的物理基础知识联系起来，既要找出它们之间存在的差异性，也要找出它们之间存在的内在联系，以便实现综合性学习与全方位运用。

（二）授之以渔，使学生掌握有效的解题方法

若想培养学生良好的解题能力，就需要使学生掌握一定的解题方法。这样一来，才能够达到事半功倍的解题效果。在解决物理问题时，会用到各种各样的方法，整体代换法有之，数形结合法有之，类比推理法有之，微元法有之。在高中物理教学中，教师把物理解题方法介绍给学生，有助于学生更深入地理解物理结论，提升学生解题的效率[3]。

以微元法在物理解题中的应用为例。与常规解题方法相比，利用微元法解决物理难题，有助于学生更加深入地剖析物理过程，提升解题效率。

例如，匀变速直线运动的位移时间公式是通过v-t图像的面积结合速度时间公式推导出来的，然而，很多学生只是知道v-t图线和t轴围成的面积等于位移的结论，却不清楚为什么这个面积就等于位移。那么在这里，教师可借助微元法让学生理解得更到位。如图1，我们可以把运动时间t分成n等分，每一等分的时间则为，当n趋近于无穷大时，Δt就趋于0，这时每一小段时间内的运动就都可以看作匀速直线运动，所以Δt时间内的小矩形图像面积就是对应的位移，那么我们再把n段时间对应的所有小矩形面积加在一起就等于t时间内的总位移，也就是v-t图线和t轴围成的面积。同样的微元法也可以帮助学生理解任何直线运动的v-t图线和t轴围成的面积都等于位移。

图1

（三）善于启发引导，训练学生的物理解题思维

在高中物理教学中，教师常常会发现如下现象：不少学生在面对物理难题的时候愁眉莫展，无论如何，都找不到解题的切入口、突破口。一方面是由于这道题确实有难度；另一方面也说明了学生的解题思维比较僵化，不灵活。针对这一问题，教师在物理教学中应该加强对学生物理解题思维的训练，使学生的思维得以灵活变通。一般而言，在解决物理问题时，常常会用到逆向思维、多向思维、类比思维、转化思维等。

下面，以解题思维的巧妙转化为例进行说明。如图2所示，一个质量为4 kg的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系（如图3），已知物体由静止运动3.2 m 时达到最大速度，（取g=10 m/s2），求：（1）物体与地面间的动摩擦因数μ；（2）物体运动的最大速度大小；（3）物体运动的总位移大小。

图2

图3

上述题目是高中物理功能关系中的一个教学实例，第一问可以利用牛顿第二定律的瞬时性分析得到拉力和阻力相等时速度最大，从而得到要求的摩擦因数μ。很多学生都知道（2）（3）两问要用动能定理来求解，但是对于求拉力F做功，很多学生却无从下手。此时，教师就需要引导学生进行解题思维的转化，不能使学生依旧处于固定的思维模式中。首先，教师对学生说：“同学们，在解决第三问时，我发现大家都无从下手。在这道题目中，由于F是变力，所以我们不能直接使用公式W=Fxcosθ，那怎么办呢？”此时此刻，学生沉默不语。接下来，教师继续对学生进行引导和启发，并说：“这时候我们可不可以进行一下适当的转化呢？”一听到“转化”，不少学生恍然大悟，似乎有了灵感。于是，有的学生说：“利用转化的思维方式，对位移进行无限细分，就能够把变力做功转化为无数段的恒力做功的问题了，从而得到F-x图线的面积即为拉力F做的功。”听完这名学生的发言后，其他学生也都豁然开朗了。由此可见，在高中物理解题教学中，教师通过耐心引导学生进行解题思维的转化这一方式，帮助学生走出了解题过程中遇到的“死胡同”，使他们突破了物理难题。

（四）组建学习小组，搭建分享解题经验的平台

物理解题能力的培养并非一个人孤军奋战。教师除了引导、启发、点拨外，还可以最大限度地调动学生的主观能动性，发挥学生的主体作用。具体的做法就是组建物理学习小组，让学生以小组为单位进行学习探究，合作解题。这样的做法有如下好处：一方面，可以使同伴之间相互分享有效的解题经验、良好的解题习惯及巧妙的解题思路；另一方面，还可以实现以优带差、合作共赢的目标。鉴于此，高中物理教师应积极主动地组建物理学习小组，让学生快速提升自身的解题能力。

例如，教师首先根据全班学生的学习能力、认知水平、性格特点等各种因素，对学生进行科学合理的分层，把他们分成物理学优生、物理中等生、物理后进生三个层次。其次，把三种不同学习层次的学生按着一定的比例，以交叉混合的方式分配到同一个小组内。这样一来，每个物理学习小组既有学优生、中等生，又有后进生。那么后进生就可以获得学优生的帮扶，从而及时解决物理问题。此外，大家还可以在小组内部相互分享物理解题经验、解题技巧，这就实现了合作共赢，共同进步。

（五）透彻理解物理错题，补齐解题方面的短板

从某种程度而言，错题是一种珍贵的学习资源，它有效地反映了学生的学习短板。学生只有透彻理解了错题，才能够真正地促进解题能力的进一步提升。在高中物理教学中，教师应引导学生用好错题资源，从而查缺补漏，进一步提升解题能力。

例如，针对物理错题资源，教师应该引导学生做好如下几个方面的工作：（1）分析出错的原因，是粗心马虎，还是基础知识掌握不牢固；（2）对错题进行总结，把做错的物理题目认认真真地抄写在错题本上，并在题目下面分别附上错误的做题步骤与正确的做题步骤，形成一种对比效应；（3）寻找同类型的物理题目进行有针对性的练习，并不断地反思总结，从而补齐自身在物理解题方面存在的短板，扫除解题能力提升的障碍。

结 语

在落实高中物理学科核心素养的背景下，培养学生的物理解题能力是必不可少的。只有有效地培养学生的物理解题能力，才能够真正地推动物理学科核心素养的落地生根。在高中物理教学中，教师应回归物理教材，夯实学生的物理基础；通过循循善诱，引导学生正确地审题；通过授之以渔，使学生掌握解题方法；引入一题多解，激活学生的解题思维；设计小组合作的活动，促使学生相互分享解题思路；通过结成对子，实现以优带差的目标；通过引导学生用好错题资源，使学生在总结反思中补齐解题方面的短板，从而有效地培养学生的物理解题能力。