高秀麗

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是教育的重要目標(biāo)，也是推進(jìn)課程改革深化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！昂诵乃仞B(yǎng)”成了近年來(lái)廣大教育工作者討論和關(guān)注的焦點(diǎn)，如何在教學(xué)中滲透學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)？值得廣大教師在教學(xué)實(shí)踐中研究和探索。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，通過(guò)一個(gè)教學(xué)案例，從實(shí)際的課堂教學(xué)過(guò)程闡述教學(xué)中如何滲透對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；板-塊模型；科學(xué)思維；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）12-0027-4

教育部《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》（教基二[2014]4號(hào)）明確指出——要研究制訂學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。教育部將組織研究并提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛(ài)、家國(guó)情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐。依據(jù)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，進(jìn)一步明確各學(xué)段、各學(xué)科具體的育人目標(biāo)和任務(wù)，完善高校和中小學(xué)課程教學(xué)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是教育的重要目標(biāo)，是推進(jìn)課程改革深化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！昂诵乃仞B(yǎng)”成了近年來(lái)廣大教育工作者討論和關(guān)注的焦點(diǎn)。所謂核心素養(yǎng)，是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段教育過(guò)程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

基于這樣的理論，結(jié)合高中物理學(xué)科的特點(diǎn)，高中物理核心素養(yǎng)是什么？2015年10月教育部下發(fā)了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂稿》內(nèi)部征求意見(jiàn)稿，在征求意見(jiàn)稿中提出：物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的，適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等4個(gè)方面構(gòu)成。其中，“科學(xué)思維”是指從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過(guò)程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)，主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要指對(duì)待科學(xué)的態(tài)度與價(jià)值觀，包括能正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，具有學(xué)習(xí)與研究物理的好奇心與求知欲，能主動(dòng)與他人合作，實(shí)事求是，不迷信權(quán)威，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感等。

目前的教學(xué)中，存在不少過(guò)于關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，忽視學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)、不重視學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的現(xiàn)象。筆者在過(guò)去一年的高三復(fù)習(xí)教學(xué)中，進(jìn)行了積極的嘗試和探索，下面結(jié)合二輪復(fù)習(xí)中“板-塊模型”專題復(fù)習(xí)，分析如何在教學(xué)中滲透對(duì)學(xué)生“科學(xué)思維”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的培養(yǎng)。

“板-塊模型”是木板與小物塊組成的作用系統(tǒng)，是一種常見(jiàn)的、經(jīng)典的題型，綜合性強(qiáng)，這類題涉及靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力，以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、能量守恒和轉(zhuǎn)化、動(dòng)量守恒等知識(shí)點(diǎn)，基本涵蓋了力學(xué)中的幾個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，還與隱含條件、臨界條件、圖像等密不可分。它一般涉及多個(gè)物體和多個(gè)過(guò)程，要求學(xué)生有較強(qiáng)的建模能力，很強(qiáng)的分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維能力。同時(shí)，“板-塊模型”來(lái)源于生活，學(xué)生有初步的生活經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)“板-塊模型”的分析和解決，能很好地形成學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

1 案例與分析

高三的第二輪專題復(fù)習(xí)，一方面幫助學(xué)生形成學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，另一方面，也重要的是提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和能力。但實(shí)際教學(xué)中不少教師過(guò)多關(guān)注學(xué)生的解題方法、解題技巧和策略，并通過(guò)“題?！眮?lái)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，提升學(xué)生的應(yīng)試能力。短期來(lái)說(shuō)，這對(duì)提高學(xué)生的考試分?jǐn)?shù)也許是有用的，但卻可能抹殺了學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)興趣。

筆者嘗試在專題復(fù)習(xí)中精選少量經(jīng)典習(xí)題，通過(guò)對(duì)習(xí)題的“稀釋、還原”，著重三個(gè)分析（受力分析、過(guò)程分析、能量分析），通過(guò)充分的學(xué)生活動(dòng)，利用實(shí)驗(yàn)、多媒體和圖像等形象直觀的手段輔助教學(xué)，幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型，形成清晰的物理圖景，并在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生“研究”的興趣和科學(xué)思維的能力，不知不覺(jué)中既學(xué)會(huì)了知識(shí)，又提升了學(xué)科的素養(yǎng)和能力。

在“板-塊模型”專題中，筆者精選了三道有代表性的經(jīng)典習(xí)題，由表及里，層層剖析，由淺入深，拾級(jí)而上，讓學(xué)生逐漸領(lǐng)略學(xué)科的魅力和精髓。下面與同行一同分析和分享教學(xué)過(guò)程。

上課伊始，筆者出示一道例題，先讓學(xué)生用5分鐘時(shí)間思考。

例題 如圖1所示，質(zhì)量M=4.0 kg的長(zhǎng)木板B靜止在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量m=1.0 kg的小滑塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）。初始時(shí)刻，A、B分別以v0=2.0 m/s向左、向右運(yùn)動(dòng)，最后A恰好沒(méi)有滑離B板。已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40，取g=10 m/s2。求：

（1）A、B相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA和aB的大小與方向；

（2）A相對(duì)地面速度為零時(shí)，B相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)已發(fā)生的位移x；

（3）木板B的長(zhǎng)度l。

設(shè)計(jì)意圖：本題是“板-塊模型”問(wèn)題中的典型題，它考查了木板和滑塊疊放在一起時(shí)的受力分析（關(guān)鍵是兩者之間的摩擦力）以及過(guò)程分析和能量分析，涉及的知識(shí)有牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律。但由于木板與地面之間沒(méi)有摩擦力，木板和滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故此本題相對(duì)來(lái)說(shuō)比較基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)本題的目的是把它作為“母題”帶出同類題，一題多變，由淺入深，由易到難，由外到內(nèi)，讓學(xué)生真正感悟答案以外的物理思想和方法。

課堂實(shí)況：巡堂中發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本能解決或部分解決，但學(xué)生畫(huà)圖輔助分析的意識(shí)和能力都比較差。為進(jìn)一步幫助學(xué)生理解和分析，筆者示范畫(huà)出過(guò)程示意圖（如圖2）。

通過(guò)過(guò)程示意圖，給學(xué)生更加直觀的認(rèn)識(shí)，滑塊A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程：先向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至速度減為0，然后由于此時(shí)滑塊相對(duì)于木板向左運(yùn)動(dòng)，受到木板向右的摩擦力，故此接著向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。木板B則一直向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到與滑塊A共速后兩者一起勻速運(yùn)動(dòng)。

筆者通過(guò)示意圖（畫(huà)圖、用圖、析圖），幫助學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行層層推理和論證，不斷接近問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，建立“板-塊問(wèn)題”的基本模型和規(guī)律。

變式1：（2013課標(biāo)2）一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像如圖3所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上。重力加速度的大小取g=10 m/s2，求：

（1）物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和μ2；

（2）從t=0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移大小。

設(shè)計(jì)意圖：本題是一道高考真題，相較例題難度加大，一方面需要學(xué)生從v-t圖像中獲取信息，另一方面由于木板與地面之間有摩擦力，受力分析、過(guò)程分析復(fù)雜程度均加大，學(xué)生只有借助讀圖、畫(huà)圖才能很好地理清物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

為降低難度，給學(xué)生的思維搭建“腳手架”，筆者提示學(xué)生思考以下兩個(gè)問(wèn)題：（1）物塊和木板的運(yùn)動(dòng)分別是怎樣的？請(qǐng)畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖；（2）請(qǐng)畫(huà)出物塊的v-t圖像（注意兩者共速后是否以相同加速度一起做減速運(yùn)動(dòng)）。

課堂實(shí)況：筆者給學(xué)生5分鐘時(shí)間，要求學(xué)生審題后思考上述問(wèn)題。5分鐘后請(qǐng)兩位學(xué)生板演，師生共同點(diǎn)評(píng)糾正。

過(guò)程分析的難點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)是A、B共速后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于做好受力分析，判斷兩者的加速度是否有可能相等。

第一個(gè)過(guò)程：物塊A向右加速、木板B向右減速直至共速前，如圖4：

第二個(gè)過(guò)程：A、B均向右做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)示意圖如圖6，v-t圖像如圖7：

運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或圖像，聯(lián)立方程就可求解。

本題若能夠正確審題，畫(huà)出過(guò)程示意圖和v-t圖像，問(wèn)題就已經(jīng)解決了一半。讀圖、畫(huà)圖、用圖的能力是物理學(xué)科要求的基本素養(yǎng)，結(jié)合受力分析進(jìn)行過(guò)程的分析和推理、論證是物理學(xué)科要培養(yǎng)的核心能力。

變式2：（2015課標(biāo)1）一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖8a所示。t=0時(shí)刻開(kāi)始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t=1 s時(shí)木板與墻壁碰撞（碰撞時(shí)間極短）。碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小物塊始終未離開(kāi)木板。已知碰撞后1 s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖8b所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度g大小取10 m/s2。求：

（1）木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2；

（2）木板的最小長(zhǎng)度；

（3）木板右端離墻壁的最終距離。

設(shè)計(jì)意圖：本題是一道高考真題，由變式1的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程延伸至本題的4個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，難度進(jìn)一步加大。目的在于進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會(huì)讀圖、畫(huà)圖、用圖，提高過(guò)程分析的能力，學(xué)會(huì)把多過(guò)程問(wèn)題分解為多個(gè)子過(guò)程，把復(fù)雜問(wèn)題分解為清晰的簡(jiǎn)單問(wèn)題。要順利解決本題，學(xué)生要弄清小物塊與木板的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及相關(guān)參量的關(guān)系，頭腦中要有清晰的物理情景和模型。

課堂實(shí)錄：筆者給學(xué)生10分鐘的思考時(shí)間，巡堂發(fā)現(xiàn)，在前兩題的基礎(chǔ)上，不少學(xué)生畫(huà)圖的意識(shí)增強(qiáng)，嘗試畫(huà)過(guò)程示意圖（如圖9）。

第一個(gè)過(guò)程：板與墻壁碰撞前，板、塊兩者共同向右做勻減速運(yùn)動(dòng)。位移s0=4.5 m，由圖得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0=1 s，碰撞前的速度為v1=4 m/s，設(shè)初速度為v0，加速度為a。有：

第二個(gè)過(guò)程：碰墻后到物塊速度減為零。設(shè)木板此時(shí)的速度為v2，歷時(shí)為t1，物塊和木板的加速度分別為aA、aB。

第三個(gè)過(guò)程：物塊從速度為零到再次與木板共速。

設(shè)歷時(shí)為t2，共同速度為v，木板總長(zhǎng)度為l。

第四個(gè)過(guò)程：木板和物塊一起向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停下來(lái)木板的總位移：

本題運(yùn)動(dòng)過(guò)程比較復(fù)雜，若能結(jié)合v-t圖像分析會(huì)更加直觀和明白。

2 反思與感悟

一年多來(lái)，筆者在教學(xué)實(shí)踐中嘗試滲透學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，目的在于讓高三備考的學(xué)生不但能收獲分?jǐn)?shù)，更能提升終身受用的核心素養(yǎng)和能力。本節(jié)課只是筆者其中的一節(jié)探索課，與以往的教學(xué)相比，筆者沒(méi)有讓學(xué)生“跳進(jìn)題海”，而是更注重在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題中慢慢引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考、嚴(yán)謹(jǐn)推理，展示學(xué)科的“魅力”，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，不但學(xué)生的研究意識(shí)和能力不斷提高，遇到難題不再是畏懼和退縮，而是“迎難而上”，同時(shí)，也日漸凸顯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，分析問(wèn)題時(shí)不再是毫無(wú)章法，而是邏輯清晰、層層推理，哪怕是不能把題目完整求解，也能有自己的想法和思路。

3 結(jié)束語(yǔ)

諾貝爾獲得者勞厄曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力。教育無(wú)非是一切已學(xué)過(guò)的東西都遺忘掉的時(shí)候，所剩下來(lái)的東西?！彼芍^一語(yǔ)道破了教學(xué)的目的、本質(zhì)和真諦，教育不是培養(yǎng)學(xué)生記住大量的知識(shí)，更不是培養(yǎng)會(huì)考試的人，而是培養(yǎng)人的“核心素養(yǎng)”。各學(xué)科都要擔(dān)負(fù)其教育教學(xué)功能，切實(shí)在教學(xué)實(shí)踐中提高全體學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。這樣，我們的教育才有真正的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭前程.積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué)[J].中學(xué)物理，2016（2）：1—2.

[2]江山.實(shí)驗(yàn)探究：培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015，44（12）：3—5.

（欄目編輯 鄧 磊）