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浅谈如何在高三复习中落实物理学科素养

2018-01-26左金凤

速读·下旬 2018年1期
关键词:科学思维探究能力核心素养

摘 要:物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的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,包括物理观念、科学思维、探究能力、科学态度与责任。是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生科学素养的关键成分。在高三物理复习课中,如果不重视培养学生的核心素养,是高中物理教学的一个重要缺憾。高三物理复习课要担此重任,就要改革教学设计环节、寻找大量的素材;根据培养学生的不同核心素养的要求,整合和优化各个教学环节设计,最后根据学生的认知特点调整各个教学设计环节呈现的顺序和方式。本文结合自身教学实际就如何在高三复习中落实物理学科素养谈下自己的体会和看法。

关键词:核心素养;物理观念;科学思维;探究能力;科学态度与责任

近几年的高考物理考试说明告诉我们:高考物理在考查知识的同時注重考查能力,并把能力的考查放在首位。命题以能力测试为主导,考查考生对基础知识、基本技能的掌握程度和运用所学知识分析、解决问题的能力,重视对考生科学素养的考查,关注物理科学技术进展,体现物理学与社会生产和生活实际的紧密联系,以利于激发考生学习科学的兴趣,形成科学的价值观和实事求是的科学态度。因此,在高三物理教学中一定要注意渗透学科素养。

一、改进知识整理的方式形成物理观念

现有的很多复习课“知识整理”环节的内容已形成了固定的模式,就是把每章的知识进行事无巨细的整理,学生只要进行机械式的听、记、写。长期让学生进行这样的知识整理,学生会产生审美疲劳,滋生倦怠心理,阻碍了学生对本章知识更深层次的理解,因此这样的知识整理其实很难让学生形成真正的物理观念。

根据物理概念的解释,我们可以考虑利用“思维导图式”进行知识整理。当然在应用“思维导图式”进行知识梳理的同时,教学中应做到先学后教,并创设有效的问题情境来提高学生的上课效率,促使学生获得更好的发展。

思维导图运用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题、关键词与图像、颜色等建立记忆链接。思维导图是全脑开发,除了左脑的语言文字、逻辑关系、词汇、数字等,同时也使用右脑的色彩、图像、符号、韵律、节奏等。将“思维导图式”知识整理长期应用在复习课上,可以使学生更快形成正确的物理观念,同时提高解决实际问题的能力。

二、改编典型例题培养科学思维

习题评讲是高三物理复习课主要的课型,借助习题课帮助学生有效回顾知识,提炼方法,发展能力。现在大多习题评讲课,老师们上成了核对课、方法灌输课,学生的主动性完全消失,教师面面俱到讲得很累。这样对培养学生全面的科学思维并无益处。

因此我们在“习题讲练”环节一定要课前精心谋划,要精心选择练习题目,选择更多具有典型性的习题,再进行加工整合成一道习题,这一道习题尽可能击中复习的主要知识和规律,起到牵一发而动全身,并且选择的题目能够激发学生的思维。下面以高中物理“电磁感应综合题目”复习课的“习题讲练”环节谈谈习题设计的体会。

例:如图2所示,光滑的水平金属导轨MN、PQ相距l,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间[OO1O1'O']矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下,宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计),求:

(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;(2)棒ab通过磁场过程中整个回路消耗的电能;(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

分析:

(1)ab棒离开磁场右边界前做匀速运动,速度为v,则有:

[E=BLv] ①

[I=ER+r] ②

对ab棒F-BIL=0 ③

解得[v=F(R+r)B2L2] ④

(2)由能量守恒得[Fd0+d=W电+12mv2] ⑤

解得:[W电=Fd0+d-mF2(R+r)22B4L4] ⑥

(3)设棒刚进入磁场时的速度为[v0]。

由[Fd0=12mv2],得[v=2Fd0m]。

棒在进入磁场前做匀速直线运动,在磁场中运动可分为3种情况讨论:

(1)若[2Fd0m=FR+rB2L2(或F=2d0B4L4m(R+r)2)],则棒做匀速直线运动;

(2)若[2Fd0m2d0B4L4m(R+r)2)],则棒先加速后匀速;

(3)若[2Fd0m>FR+rB2L2(或F<2d0B4L4m(R+r)2)],则棒先加速后匀速;

本题中的有界磁场是一个很经典的模型。在题目中的3个问题分别考查了动力学中的平衡问题,能量守恒以及多种清况分析的问题。关于力的平衡以及能量守恒是高中物理核心的方法与规律,在讲课过程中要让学生自己刨出这2个“根”,接着再让学生体会出题者是怎样利用这个模型考查这2个方面的知识。

触类旁通:对题目进行适当的拓展。

拓展求全过程通过电阻R的电荷量:

[q=?It=?φR+r=BLdR+r]。

分析求电荷量是电磁学中常见的问题,在这里我们可以再次让学生回忆起电荷量的常见处理方法,特别是在计算过程中要强调[?S≠Ld0+d],[?S]是有效面积。

在“习题讲练”环节中应做到精心选择习题、用心加工整合习题、对习题进行拓展;当然讲解时也要考虑一题多解、一题多变,这样可以更好地培养学生思维能力的深度和广度。如果复习课上长期进行这样的习题讲练,可以培养学生的建模意识和能力,可以培养学生从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论,并能解释自然现象和解决实际问题的能从而培养学生的直观思维、形象思维和抽象思维科学思维。

三、改变实验复习呈现方式提高实验探究能力

实验教学是高中物理教学的重要组成部分,是实施探究式教学的重要方式,实验考查是高考的主要内容之一。近几年高考物理题中实验题,灵活性很强,与生活联系STS实验的试题增多了。常见的很多课堂的实验复习就是“习题式”复习,都是从各地高考试卷或者模拟卷中挑选出具有很高质量的试题,然后让学生练习。

这种方式通常都是“由因及果”的正向实验思维,学生接受这种方式的训练后容易形成“我有什么(原理、器材)→我能干什么(解決问题)”的定式思维;而现实的物理实验问题需要的是“由果索因”的逆向思维,需要的是“我想解决什么(实验目的)→我需要什么(原理、器材)→我该怎么办(方法、步骤)”的变式思维,显然这种逆向思维方式更有利于寻求解决实际问题的设计性、评价性方案或途径,也更有利于培养学生探究解决实验类问题的能力。为了达成以上目标,我们可以采取“探究式”方式进行复习。下面以高中物理“电学实验中的电阻测量”为例,谈谈复习课中实验题的一点思考。

首先引导学生从实验目的(如:电学实验中的电阻测量)入手,以确定实验原理(如:是选择“伏安法”?还是选择“比较法”?)为突破口,寻求科学的实验思路(如:需要哪些器材?这些器材的测量原理是什么,如何正确使用?实验电路如何连接?若缺少某些器材是否有变通或替代方法?基本测量电路和控制电路如何关联?实验方案的可行性评价如何?),同时兼顾实验误差分析(如:误差产生的主要原因是什么?属于系统误差还是偶然误差?用什么方法有效地减小误差或理论上消除误差?)和实验数据处理方法(如:是求平均值还是描绘图线?图线的物理意义是什么?),逐步形成最终的实验方案。

这种探究式实验复习手段有助于培养学生对物理实验的系统性认识和整体把握能力,“果因式”问题设置也有利于不同层次学生的思维强度训练需求,“关联式”和“递进式”的设问和释疑能让学生更深刻地理解物理实验思想,实验素养也就得到了进一步提高,在探究复习中获得了探究能力的升华。

四、综合发展提升科学态度与责任

在物理教学中核心素养的培养是相互的,在形成物理观念、提升科学思维以及探究能力的同时,科学态度与责任也得到很好的体现。科学素养的养成、培育并非易事,而是一项长期而艰巨的工程。它需要我们教师在日常教学中从点滴做起,切实把“新课标”理念贯彻于课堂教学之中,有目的有意识地培养学生的科学精神、态度和价值观,重视方法、技能的提高和训练,使学生养成良好的科学行为和习惯,进而潜移默化地提高学生的物理学科素养。

在高三物理教学中,我们应该利用好高考复习的契机,正确定位师生角色,“导演”精心设计课堂教学“脚本”,悉心指导“演员”在课堂教学中的“即兴表演”,“留一只眼睛多看看自己的课堂”,从而提高复习课的效率和效果;让复习课成为提高学生核心物理素养的重要阵地,让核心素养的落实成为高考物理复习教学的主旋律。

参考文献:

[1]白虹.思维导图[M].中国华价出版社,2014.

[2]江山.实验探究,培养物理学科核心素养的有效途径[J].中学物理教学参考,2015:23-24.

[3]高嵩,李彦青.基于核心素养的探究式教学[J].物理教学探讨,2015.

[4]韦广荣.在复习课中培养学生核心物理素养[J].湖南中学物理,2017.

[5]高文.情境学习与情境认知[J].教育发展研究,2001:30-35.

[6]吴加澍.对物理教学的哲学思考[J].课程·教材·教法,2005:64-69.

[7]高嵩等.科学探究中的科学解释[J].山东师范大学学报,2009,54(6):131-134.

作者简介:

左金凤(1987—),女,新津为明学校,高中物理教师,高中物理。endprint

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