劉 莉 劉一葦

(佛山市三水中學(xué) 廣東 佛山 528000)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確提出了以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課程改革方向，學(xué)生在接受物理教學(xué)過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的關(guān)鍵能力和必備品格，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分.

傳統(tǒng)習(xí)題往往是為了鞏固物理概念和物理規(guī)律，對真實(shí)的物理現(xiàn)象進(jìn)行分解和抽象形成一定的物理模型后，人為選編出來的.解題得到的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論制約了學(xué)生觀察分析、關(guān)聯(lián)整合、遷移與創(chuàng)新等關(guān)鍵能力的發(fā)展.因此，在高中物理教學(xué)中引入原始物理問題，幫助學(xué)生形成和發(fā)展學(xué)科關(guān)鍵能力，促進(jìn)核心素養(yǎng)在物理教學(xué)中落地顯得尤為必要.

1 原始物理問題在新時代課堂中的價值

原始物理問題，又可稱作實(shí)際問題，是指自然界及社會生產(chǎn)、生活或科研過程中客觀存在的，能夠反映物理概念及規(guī)律的且未被加工的物理現(xiàn)象.物理習(xí)題則是把實(shí)際科學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)經(jīng)過一定的抽象、分解和簡化后，被人為加工出來的問題.二者關(guān)系如圖1所示.

圖1 原始物理問題與物理習(xí)題的關(guān)系

很顯然，物理習(xí)題較側(cè)重圖中虛線部分，即對物理習(xí)題的推演和解決，物理習(xí)題給出的具體已知條件實(shí)際上堵塞了學(xué)生概括與建模、關(guān)聯(lián)與整合、辨析與梳理、遷移與創(chuàng)新等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)途徑.

原始物理問題則天然具有生態(tài)性與隱蔽性，即問題與物理知識的關(guān)系并不是一目了然的，應(yīng)該應(yīng)用什么樣的物理規(guī)律，采用什么樣的物理模型解決問題，需要學(xué)生對問題進(jìn)行分析思考、抽象概括、推理和聯(lián)想；另外，原始問題常常具有開放性和解決問題的多角度性，不同的學(xué)生可以從不同的角度去思考和解決問題，有利于激發(fā)學(xué)生的深度思考，培養(yǎng)其反思與評價、遷移與創(chuàng)新的能力[1～3].

可見，原始物理問題教學(xué)聚焦于學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，是課程改革下的有益嘗試.因此，筆者嘗試根據(jù)教學(xué)實(shí)踐就如何合理有效地開展原始物理問題教學(xué)進(jìn)行論述.

2 原始物理問題教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1 原始物理問題教學(xué)課堂的組織原則

課堂設(shè)計(jì)與組織安排是呈現(xiàn)課堂內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，從提出原始問題→描述現(xiàn)象→區(qū)分主要因素和次要因素→抽象與簡化→建立物理模型→尋找適合的物理規(guī)律和方法→推演和運(yùn)算→反思和評價，需要教師在課堂中一步一步引導(dǎo)，精心設(shè)計(jì)，降低梯度，搭建出符合學(xué)生認(rèn)知水平的“最近發(fā)展區(qū)”，以達(dá)到準(zhǔn)確且有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力的發(fā)展.筆者認(rèn)為利用原始物理問題教學(xué)應(yīng)該遵循以下原則：

(1)原始物理問題的選取應(yīng)該盡可能貼近學(xué)生生活實(shí)際，從日常生活或者生產(chǎn)實(shí)際中取材，達(dá)到“引人入勝”的效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到學(xué)以致用，用以促學(xué)，學(xué)用相長的學(xué)科價值，不讓所學(xué)內(nèi)容成為空中樓閣.

(2)原始物理問題的提出應(yīng)該呈階梯式設(shè)計(jì)，層層深入，形成有梯度的問題串.原始物理問題是情景化的，條件是隱蔽的，在解答的過程中，往往需要篩選出主要影響因素，忽略次要因素，將其實(shí)際問題的原型抽象成某個具體的物理模型.教師可以通過設(shè)置問題串的形式推動學(xué)生思維的不斷深入.

(3)原始物理問題往往是生態(tài)化，開放性的，教師在教學(xué)中應(yīng)該注意鼓勵學(xué)生多元化多角度思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究、遷移和創(chuàng)新能力.

(4)課堂由原始物理問題的提出開始，最后應(yīng)落足于實(shí)際物理問題的解決，做到有始有終，真正做到從“解題”到“解決問題”.

2.2 原始物理問題教學(xué)模式流程

原始物理問題開展課堂教學(xué)的一般模式(流程)如圖2所示.本文將從以下3個例子說明教學(xué)中如何借原始物理問題促進(jìn)學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力的發(fā)展.

圖2 原始物理問題教學(xué)模式流程

3 探究原始物理問題教學(xué)模式

教學(xué)實(shí)例一:勻變速運(yùn)動規(guī)律與汽車安全行駛

勻變速運(yùn)動規(guī)律一節(jié)十分貼近學(xué)生的日常生活，筆者用道路安全距離示意圖與相關(guān)的道路交通法規(guī)作為引入，配以一張道路事故現(xiàn)場照片(如圖3所示)開始課堂的引入.

(a)道路事故現(xiàn)場圖 (b)車距確認(rèn)線標(biāo)志

原始物理問題：交通事故發(fā)生后，交警通過現(xiàn)場搜證來判斷責(zé)任歸屬，請同學(xué)們來利用物理知識還原事故發(fā)生的過程及進(jìn)行責(zé)任認(rèn)定.

問題1：交通事故發(fā)生的原因主要考慮哪些方面？

生：主要考慮是否酒駕，超速，未保持安全距離，疲勞駕駛……

問題2：我們需要勘察現(xiàn)場的哪些線索？

生：可以看汽車損壞程度，地面剎車痕跡，輪胎的磨損程度，問詢司機(jī)汽車狀況等.

問題3：這些證據(jù)分別指向的是哪些物理量？剎車后汽車運(yùn)動可以簡化看成什么樣的物理過程？

生：汽車損壞程度可以估算追尾時汽車的速度；輪胎和路面的粗糙程度可以估算汽車剎車的加速度；地面剎車痕跡的長度可以估算剎車位移；問詢司機(jī)注意力情況估算司機(jī)的反應(yīng)時間.剎車后汽車的運(yùn)動可以簡化為勻減速運(yùn)動.

問題4：獲得上述物理量后，如何判定司機(jī)有無超速行為？

問題5：前面我們提到的安全行駛距離是如何得到的呢？利用了哪些物理知識？

4 結(jié)束語

原始物理問題聚焦于學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，利于學(xué)生從認(rèn)知被組織狀態(tài)向認(rèn)知自組織狀態(tài)轉(zhuǎn)變，積極思考，主動學(xué)習(xí).教師從某一蘊(yùn)含物理原理的原始問題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生觀察并描述現(xiàn)象，從體驗(yàn)中提出問題，用問題鏈的形式推進(jìn)模型建構(gòu)，尋找適合的物理規(guī)律和方法，并進(jìn)行推演和運(yùn)算，最終解決問題.在這個過程當(dāng)中，教師需要從學(xué)生認(rèn)知的角度出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生歷經(jīng)物理建模的過程，深化科學(xué)思維，同時調(diào)動學(xué)生的積極性，鼓勵不同思維的碰撞，培養(yǎng)遷移創(chuàng)新能力.此外，教師可繼續(xù)在基本的物理模型之上，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，讓學(xué)生自主提出新的問題并嘗試解決問題，是進(jìn)一步提升物理學(xué)科思維和關(guān)鍵能力的重要契機(jī)，是實(shí)現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”重要步驟.