摘 要:培養(yǎng)學(xué)生的解題能力是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的題中之義。但是,一些教師忽略了對(duì)學(xué)生的物理解題能力的培養(yǎng),從而對(duì)學(xué)生物理素養(yǎng)的提高產(chǎn)生了一定的影響。在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力,促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。文章指出當(dāng)前高中物理教學(xué)中存在的一些不足,并分析培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的重要性,在此基礎(chǔ)上,闡述高中物理教學(xué)中學(xué)生解題能力培養(yǎng)的有效策略。
關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理;解題能力
中圖分類號(hào):G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):2097-1737(2023)09-0018-03
引? 言
高中物理是一門(mén)具有抽象性、復(fù)雜性、綜合性的學(xué)科。隨著物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出,高中物理學(xué)習(xí)要求越來(lái)越高,而教師應(yīng)更加重視對(duì)學(xué)生物理解題能力的培養(yǎng)。學(xué)生只有具備較強(qiáng)的解題能力,才能高效地處理各種各樣的物理難題,學(xué)會(huì)舉一反三、融會(huì)貫通。然而,就當(dāng)前高中物理教學(xué)而言,不少教師在培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過(guò)程中出現(xiàn)了效率較低、效果較差等問(wèn)題。這樣的教學(xué)問(wèn)題得不到有效的處理,就不利于對(duì)學(xué)生解題能力的培養(yǎng)。筆者認(rèn)為,物理教師應(yīng)積極主動(dòng)地面對(duì)解題教學(xué)中存在的種種問(wèn)題,并分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因,對(duì)癥下藥,從而優(yōu)化物理教學(xué),有效提升學(xué)生的物理解題能力,促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
一、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解題能力的重要性
(一)促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地生根
如今,物理學(xué)科核心素養(yǎng)奏響了物理教學(xué)的主旋律。提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是每位物理教師的責(zé)任與義務(wù)。無(wú)論“物理觀念”,還是“科學(xué)思維”,或者是“科學(xué)探究”,都會(huì)涉及問(wèn)題的提出與解決。如果學(xué)生不具備較高的解題能力,那么他們就可能對(duì)各種各樣的物理難題產(chǎn)生極大的畏難情緒,并逐漸對(duì)物理學(xué)科失去探究興趣。然而,在高中物理教學(xué)中,教師若能夠利用行之有效的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生良好的解題能力,那么就能夠使學(xué)生游刃有余地處理各種物理難題,從而更加順利地獲得“物理觀念”“科學(xué)探究”“科學(xué)思維”等物理學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。
(二)促進(jìn)高中物理教學(xué)質(zhì)量的提高
在推動(dòng)教育現(xiàn)代化的背景下,提高教學(xué)質(zhì)量成為廣大教師的共識(shí)。然而,教學(xué)質(zhì)量的提高不是一蹴而就的,需要教師在日常教學(xué)過(guò)程中調(diào)動(dòng)各種有助于提高教學(xué)質(zhì)量的因素。解題能力是高中生應(yīng)該具備的一種能力。在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)該利用行之有效的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣,樹(shù)立正確的解題意識(shí),掌握有效的解題方法,從而促進(jìn)學(xué)生解題能力的提升。而學(xué)生解題能力的提升,有利于學(xué)生提升解題的效率、速度及正確率,進(jìn)而促進(jìn)物理教學(xué)效率的提升及物理教學(xué)質(zhì)量的提高。
二、高中物理教學(xué)存在的不足
培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力是高中物理教學(xué)目標(biāo)之一。當(dāng)具備了較強(qiáng)的解題能力后,學(xué)生能夠更加深入地探究物理本質(zhì),挖掘物理規(guī)律。然而,目前的高中物理教學(xué)存在如下不足:首先,不少教師過(guò)分關(guān)注學(xué)生的物理考試成績(jī),忽視了對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)過(guò)程的關(guān)注,更沒(méi)有主動(dòng)地對(duì)學(xué)生的物理解題能力進(jìn)行培養(yǎng)。其次,一些教師在物理解題教學(xué)中忽視對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)啟發(fā),直接把現(xiàn)成的解題思路甚至答案告訴學(xué)生,不利于學(xué)生解題能力的提升。與此同時(shí),在基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固、解題方法的傳授、解題思維的訓(xùn)練等方面,一些物理教師并沒(méi)有給予充分重視,做得不夠到位。這些不足都直接阻礙了學(xué)生物理解題能力的有效培養(yǎng)與提升[2]。
三、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生解題能力的策略
(一)回歸物理教材,夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)
“千里之行始于足下?!痹谂囵B(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過(guò)程中,急功近利是不可取的,好高騖遠(yuǎn)是行不通的。教師只有引導(dǎo)學(xué)生一步一個(gè)腳印地夯實(shí)物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ),才能夠真正地促進(jìn)學(xué)生物理解題能力的提升。有鑒于此,在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)該摒棄“空中建樓閣”這一不切實(shí)際的想法,并積極主動(dòng)地引導(dǎo)學(xué)生腳踏實(shí)地地把物理基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)好、學(xué)精、學(xué)透。物理教材是學(xué)生學(xué)習(xí)物理基礎(chǔ)知識(shí)的重要資源,在培養(yǎng)學(xué)生物理解題能力的過(guò)程中,教師如果脫離了物理教材,一味地搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,讓學(xué)生做大量的難題、偏題、怪題,必然會(huì)產(chǎn)生適得其反的教學(xué)效果,不僅不能提升學(xué)生的解題能力,還會(huì)增加學(xué)生的物理學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。因此,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生回歸物理教材,把基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)扎實(shí),掌握牢固。
例如,高中物理教材主要包含了如下模塊:(1)力學(xué)模塊(力與運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、機(jī)械振動(dòng));(2)熱學(xué)模塊(分子的運(yùn)動(dòng)論以及氣體);(3)電磁學(xué)模塊(恒定電流、電磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交變電流、電磁波);(4)光學(xué)模塊與原子核。在這些模塊中,力學(xué)、電磁學(xué)所占比重較大,是學(xué)生必須學(xué)好的內(nèi)容。為了夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ),教師可以從如下幾個(gè)方面入手:第一,引導(dǎo)學(xué)生回顧教材內(nèi)容,回顧結(jié)束后再對(duì)照教材,找出遺漏的地方。第二,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),繪制有關(guān)各個(gè)模塊的思維導(dǎo)圖,建立知識(shí)框架,對(duì)所學(xué)知識(shí)形成立體化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)。第三,教材中的例題往往具有典型性、代表性,具有較高的學(xué)習(xí)價(jià)值。因此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)做一做教材中的例題,并讓他們對(duì)出錯(cuò)的地方進(jìn)行改正,加強(qiáng)記憶。第四,引導(dǎo)學(xué)生把不同章節(jié)的物理基礎(chǔ)知識(shí)聯(lián)系起來(lái),既要找出它們之間存在的差異性,也要找出它們之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,以便實(shí)現(xiàn)綜合性學(xué)習(xí)與全方位運(yùn)用。
(二)授之以漁,使學(xué)生掌握有效的解題方法
若想培養(yǎng)學(xué)生良好的解題能力,就需要使學(xué)生掌握一定的解題方法。這樣一來(lái),才能夠達(dá)到事半功倍的解題效果。在解決物理問(wèn)題時(shí),會(huì)用到各種各樣的方法,整體代換法有之,數(shù)形結(jié)合法有之,類比推理法有之,微元法有之。在高中物理教學(xué)中,教師把物理解題方法介紹給學(xué)生,有助于學(xué)生更深入地理解物理結(jié)論,提升學(xué)生解題的效率[3]。
以微元法在物理解題中的應(yīng)用為例。與常規(guī)解題方法相比,利用微元法解決物理難題,有助于學(xué)生更加深入地剖析物理過(guò)程,提升解題效率。
例如,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式是通過(guò)v-t圖像的面積結(jié)合速度時(shí)間公式推導(dǎo)出來(lái)的,然而,很多學(xué)生只是知道v-t圖線和t軸圍成的面積等于位移的結(jié)論,卻不清楚為什么這個(gè)面積就等于位移。那么在這里,教師可借助微元法讓學(xué)生理解得更到位。如圖1,我們可以把運(yùn)動(dòng)時(shí)間t分成n等分,每一等分的時(shí)間則為Δt =,當(dāng)n趨近于無(wú)窮大時(shí),Δt就趨于0,這時(shí)每一小段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就都可以看作勻速直線運(yùn)動(dòng),所以Δt時(shí)間內(nèi)的小矩形圖像面積就是對(duì)應(yīng)的位移,那么我們?cè)侔裯段時(shí)間對(duì)應(yīng)的所有小矩形面積加在一起就等于t時(shí)間內(nèi)的總位移,也就是v-t圖線和t軸圍成的面積。同樣的微元法也可以幫助學(xué)生理解任何直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖線和t軸圍成的面積都等于位移。
(三)善于啟發(fā)引導(dǎo),訓(xùn)練學(xué)生的物理解題思維
在高中物理教學(xué)中,教師常常會(huì)發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:不少學(xué)生在面對(duì)物理難題的時(shí)候愁眉莫展,無(wú)論如何,都找不到解題的切入口、突破口。一方面是由于這道題確實(shí)有難度;另一方面也說(shuō)明了學(xué)生的解題思維比較僵化,不靈活。針對(duì)這一問(wèn)題,教師在物理教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)學(xué)生物理解題思維的訓(xùn)練,使學(xué)生的思維得以靈活變通。一般而言,在解決物理問(wèn)題時(shí),常常會(huì)用到逆向思維、多向思維、類比思維、轉(zhuǎn)化思維等。
下面,以解題思維的巧妙轉(zhuǎn)化為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示,一個(gè)質(zhì)量為4 kg的物體靜止在水平地面上,讓物體在隨位移均勻減小的水平推力F作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng),推力F隨位移x變化的關(guān)系(如圖3),已知物體由靜止運(yùn)動(dòng)3.2 m時(shí)達(dá)到最大速度,(取g=10 m/s2),求:(1)物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)物體運(yùn)動(dòng)的最大速度大??;(3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小。
上述題目是高中物理功能關(guān)系中的一個(gè)教學(xué)實(shí)例,第一問(wèn)可以利用牛頓第二定律的瞬時(shí)性分析得到拉力和阻力相等時(shí)速度最大,從而得到要求的摩擦因數(shù)μ。很多學(xué)生都知道(2)(3)兩問(wèn)要用動(dòng)能定理來(lái)求解,但是對(duì)于求拉力F做功,很多學(xué)生卻無(wú)從下手。此時(shí),教師就需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題思維的轉(zhuǎn)化,不能使學(xué)生依舊處于固定的思維模式中。首先,教師對(duì)學(xué)生說(shuō):“同學(xué)們,在解決第三問(wèn)時(shí),我發(fā)現(xiàn)大家都無(wú)從下手。在這道題目中,由于F是變力,所以我們不能直接使用公式W=Fxcosθ,那怎么辦呢?”此時(shí)此刻,學(xué)生沉默不語(yǔ)。接下來(lái),教師繼續(xù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā),并說(shuō):“這時(shí)候我們可不可以進(jìn)行一下適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化呢?”一聽(tīng)到“轉(zhuǎn)化”,不少學(xué)生恍然大悟,似乎有了靈感。于是,有的學(xué)生說(shuō):“利用轉(zhuǎn)化的思維方式,對(duì)位移進(jìn)行無(wú)限細(xì)分,就能夠把變力做功轉(zhuǎn)化為無(wú)數(shù)段的恒力做功的問(wèn)題了,從而得到F-x圖線的面積即為拉力F做的功?!甭?tīng)完這名學(xué)生的發(fā)言后,其他學(xué)生也都豁然開(kāi)朗了。由此可見(jiàn),在高中物理解題教學(xué)中,教師通過(guò)耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題思維的轉(zhuǎn)化這一方式,幫助學(xué)生走出了解題過(guò)程中遇到的“死胡同”,使他們突破了物理難題。
(四)組建學(xué)習(xí)小組,搭建分享解題經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)
物理解題能力的培養(yǎng)并非一個(gè)人孤軍奮戰(zhàn)。教師除了引導(dǎo)、啟發(fā)、點(diǎn)撥外,還可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,發(fā)揮學(xué)生的主體作用。具體的做法就是組建物理學(xué)習(xí)小組,讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)探究,合作解題。這樣的做法有如下好處:一方面,可以使同伴之間相互分享有效的解題經(jīng)驗(yàn)、良好的解題習(xí)慣及巧妙的解題思路;另一方面,還可以實(shí)現(xiàn)以優(yōu)帶差、合作共贏的目標(biāo)。鑒于此,高中物理教師應(yīng)積極主動(dòng)地組建物理學(xué)習(xí)小組,讓學(xué)生快速提升自身的解題能力。
例如,教師首先根據(jù)全班學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知水平、性格特點(diǎn)等各種因素,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)合理的分層,把他們分成物理學(xué)優(yōu)生、物理中等生、物理后進(jìn)生三個(gè)層次。其次,把三種不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生按著一定的比例,以交叉混合的方式分配到同一個(gè)小組內(nèi)。這樣一來(lái),每個(gè)物理學(xué)習(xí)小組既有學(xué)優(yōu)生、中等生,又有后進(jìn)生。那么后進(jìn)生就可以獲得學(xué)優(yōu)生的幫扶,從而及時(shí)解決物理問(wèn)題。此外,大家還可以在小組內(nèi)部相互分享物理解題經(jīng)驗(yàn)、解題技巧,這就實(shí)現(xiàn)了合作共贏,共同進(jìn)步。
(五)透徹理解物理錯(cuò)題,補(bǔ)齊解題方面的短板
從某種程度而言,錯(cuò)題是一種珍貴的學(xué)習(xí)資源,它有效地反映了學(xué)生的學(xué)習(xí)短板。學(xué)生只有透徹理解了錯(cuò)題,才能夠真正地促進(jìn)解題能力的進(jìn)一步提升。在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用好錯(cuò)題資源,從而查缺補(bǔ)漏,進(jìn)一步提升解題能力。
例如,針對(duì)物理錯(cuò)題資源,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生做好如下幾個(gè)方面的工作:(1)分析出錯(cuò)的原因,是粗心馬虎,還是基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固;(2)對(duì)錯(cuò)題進(jìn)行總結(jié),把做錯(cuò)的物理題目認(rèn)認(rèn)真真地抄寫(xiě)在錯(cuò)題本上,并在題目下面分別附上錯(cuò)誤的做題步驟與正確的做題步驟,形成一種對(duì)比效應(yīng);(3)尋找同類型的物理題目進(jìn)行有針對(duì)性的練習(xí),并不斷地反思總結(jié),從而補(bǔ)齊自身在物理解題方面存在的短板,掃除解題能力提升的障礙。
結(jié)? 語(yǔ)
在落實(shí)高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下,培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力是必不可少的。只有有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力,才能夠真正地推動(dòng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地生根。在高中物理教學(xué)中,教師應(yīng)回歸物理教材,夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ);通過(guò)循循善誘,引導(dǎo)學(xué)生正確地審題;通過(guò)授之以漁,使學(xué)生掌握解題方法;引入一題多解,激活學(xué)生的解題思維;設(shè)計(jì)小組合作的活動(dòng),促使學(xué)生相互分享解題思路;通過(guò)結(jié)成對(duì)子,實(shí)現(xiàn)以優(yōu)帶差的目標(biāo);通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生用好錯(cuò)題資源,使學(xué)生在總結(jié)反思中補(bǔ)齊解題方面的短板,從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理解題能力。
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基金項(xiàng)目:本文系福州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃(2022年度)立項(xiàng)課題“‘雙減背景下學(xué)生解題能力培養(yǎng)的實(shí)踐研究”(課題編號(hào):FZ2022ZX56)的研究成果。
作者簡(jiǎn)介:金爾慈(1968.6-),男,福建福州人,任教于福建省永泰縣第三中學(xué),副校長(zhǎng),高級(jí)教師,本科學(xué)歷,福建省學(xué)科教學(xué)帶頭人,福州市骨干教師,永泰縣“永陽(yáng)英才”。