物理学科核心素养培养对策探微
2020-07-20河南冯琳琳谢西京
◇ 河南 冯琳琳 谢西京 黄 涛
在高中物理教学过程中,教师就题论题,会导致学生对问题的理解过于肤浅.如果问题的情境稍有变化,学生由于思维浅层化,会难以变通而不知所措.鉴于此,教师在教学过程中要将对学生核心素养的培养作为导向,选择联系实际、有层次、有深度的高考题,活化学生思维,重视探究过程,从而促进学生物理学科核心素养的提升.
1 培养学生科学探究素养
例1某同学设计一个发电测速装置,图1为工作原理示意图.一个半径为R=0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R 的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O 端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.a 点和导轨相互连接,b 点利用电刷和O 端相互连接,测量a、b 两点之间的电势差U 能够计算铝块速度.铝块静止释放,下落h=0.3 m,测得U=0.15V(细线与圆盘之间没有滑动,金属棒、导线、导轨及电刷的电阻均不计,重力加速度g 取10m·s-2),求此时铝块的速度大小.
分析在解答此题时,要考虑金属棒OA 转动切割磁感线所产生的电动势的计算方法,明确金属棒A端转动线速度和物体m 下落速度之间的关系.
图1
由同轴转动物体角速度相等和v=rω 可知,只要得到金属棒A 端转动的线速度,就能得到物体m 下落的速度.
2 发展学生的科学论证能力
例2某个学生使用以下方法研究机械能是否守恒:在纸带上选择多个计数点,计算到起始点O 的距离h 和相应计数点对应的重物速度v,描绘v2-h 的图象.进行以下判断:如果图象为一条过原点直线,那么重物下落过程中的机械能守恒,请分析该学生的判断依据是否正确.
分析该学生的判断依据不正确,在重物下落h的过程中,如果阻力f 恒定,由0,得到v2=2(g-f/m)h.也就是说v2-h 图象是过原点的直线,要想利用图象方法对机械能是否守恒进行判断,还需要观察图象斜率是否接近2g.
此题满分为4 分,判断出不正确得2 分.在分析及论证的过程中涉及斜率知识点才能再得到2分.通过阅卷教师反馈情况分析,部分学生散乱地写了一些公式,不仅没有明确表达正确或者错误的观点,也没有将动能定理及牛顿运动定律作为基础进行推理论证.部分学生明确表达了正确的观点,在论证过程中主观添加了不计空气阻力的条件,导致该题未能得分.其实,这些考生都了解其中的缘由,但是缺少根据条件推理结论这一严谨的论证习惯,因而无法推理出清晰的物理关系.
3 提高学生的科学推理能力
在高中阶段重视学生科学思维的发展,能有效培养学生的推理分析能力,使学生能提出自己的观点,具备批判性思维.
例3如图2 所示,大光滑圆环固定在桌面上,环面平行于竖直平面,将小环套到大圆环中,使小环从大环最高点从静止状态逐渐下落,则小环在下落过程中大环对它的作用力( ).
A.一直不做功 B.一直做正功
C.一定指向大环圆心 D.一定背离大环圆心
分析大环是光滑的,所以二者之间不会产生摩擦力,同时大环对小环支持力垂直于小环速度的方向,所以大环不会对小环做功,选项A 正确.
有学生反映,明明在上课时听懂了物理概念和方法,但在做题时就什么也不会了.这主要是因为学生没有掌握物理科学思维,只会背公式及概念,对定理形成过程不了解,并且不会使用科学方法.所以,教师要培养学生对题目的推理能力及综合分析能力,以此发展科学思维.
图2