摘 要：《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，明確提出了把培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)作為主要的教學(xué)目標(biāo).通過對原始物理問題進(jìn)行模型構(gòu)建，轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)，可以很好地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo).

關(guān)鍵詞：原始物理問題；核心素養(yǎng)；模型構(gòu)建；探究實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）03-0072-03

原始物理問題是指自然界及社會生活、生產(chǎn)中客觀存在且未被加工的典型物理現(xiàn)象和事實(shí)，是物理學(xué)的本源，物理習(xí)題則是指對物理現(xiàn)象和事實(shí)進(jìn)行再次抽象和加工[1].現(xiàn)階段的習(xí)題教學(xué)，只重視學(xué)生短期掌握知識，死記硬背，忽視知識的來源，不重視過程評價(jià)，對學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)極為不利.

1 解決原始物理問題與培養(yǎng)核心素養(yǎng)的關(guān)系

學(xué)生在面對一道原始物理問題時(shí)，首先是對問題中包含的生活情境理想化，進(jìn)行分析和抽象建立物理模型，利用物理原理、公式、數(shù)學(xué)方程等進(jìn)行求解，最后根據(jù)結(jié)論反思或討論，檢驗(yàn)結(jié)論是否符合情境，解決問題的過程是否完善.《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出的核心素養(yǎng)培養(yǎng)，其中科學(xué)思維包括模型構(gòu)建、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新四個(gè)方面[2].通過模型構(gòu)建或轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)來解決原始物理問題，原始物理問題的解決與核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)系如圖1所示.

2 解決原始物理問題的能力及原因

為了探究現(xiàn)階段學(xué)生解決原始物理問題的能力，命制了原始物理問題和常規(guī)物理問題各5道，選取了九年級學(xué)生60名，其中30名學(xué)生解答原始物理問題，另外30名學(xué)生解答常規(guī)物理問題，具體問題及分值如表1所示，測試結(jié)果如表2所示.

通過測試結(jié)果分值表可以看出，對于常規(guī)問題，學(xué)生答題結(jié)果還比較滿意，70分以上同學(xué)占了大多數(shù)，說明能夠熟練的應(yīng)用物理知識解答問題.但對于原始物理問題，大部分同學(xué)得分在70分以下.可以反映出學(xué)生對于原始的物理情境不會進(jìn)行現(xiàn)象的描述和分析，不善于進(jìn)行抽象和轉(zhuǎn)化，缺少應(yīng)對的方法和策略.如圖2所示，傳統(tǒng)的物理習(xí)題教學(xué)只有驗(yàn)算和推導(dǎo)，學(xué)生缺少對原始物理問題情境進(jìn)行構(gòu)建模型的能力，無法進(jìn)一步分析、科學(xué)推理、總結(jié).長期以來，學(xué)生的科學(xué)思維得不到鍛煉，核心素養(yǎng)得不到提升.為了破除題海戰(zhàn)術(shù)帶來的弊端，原始物理問題的引入恰好可以彌補(bǔ)這一不足[3].

3 通過原始物理問題提升核心素養(yǎng)的教學(xué)策略

3.1 構(gòu)建物理模型

模型建構(gòu)是學(xué)生根據(jù)研究問題和情境，在客觀事物和概括的基礎(chǔ)上建構(gòu)易于研究、能反映事物本質(zhì)特征和共同屬性的理想模型、理想過程、理想實(shí)驗(yàn)和物理概念的過程.建構(gòu)模型有助于學(xué)生抓住事物的關(guān)鍵要素，加深對概念的理解，形成系統(tǒng)思維.初中階段，學(xué)生能夠在真實(shí)情境中，具有構(gòu)建模型的意識和能力，通過科學(xué)推理找出規(guī)律、形成結(jié)論，從而解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際能力.可以看出在解決原始問題過程中，通過模型構(gòu)建和科學(xué)推理可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而通過原始物理問題的解決正好可以達(dá)到這一目的［4］.

案例1 俯臥撐是一項(xiàng)常見的健身項(xiàng)目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同.圖3是小蘇在水平地面上和手扶凳子做俯臥撐保持靜止時(shí)的兩種情景，估測第一種情況手掌受到力的大小，比較前后兩次手掌受到力大小的關(guān)系.

這是一個(gè)常見的原始物理問題，沒有具體的物理量，也沒有特定的物理模型和解題規(guī)律和方法.學(xué)生要解決此問題，需要對俯臥撐進(jìn)行簡化、抽象，忽略次要因素、突出主要矛盾構(gòu)建出相應(yīng)的物理模型，具體分析如下：

物理規(guī)律分析：

（1）賦值：人的重力為560 N，OA長為1 m，OB長為1.4 m

（2）受力分析：重力、地面對腳的支持力、手受到的力

（3）杠桿平衡條件：F1L1=F2L2

（4）解答求解、對比分析

教學(xué)思考與建議：此類題原始數(shù)據(jù)不足，要求學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理的估算，構(gòu)建物理模型，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識推導(dǎo)驗(yàn)算，分析總結(jié)結(jié)論和規(guī)律.只有平時(shí)善于觀察、思考，才能在建模的過程中培養(yǎng)科學(xué)思維.

3.2 轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)

《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，科學(xué)探究是基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出物理問題、形成猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定實(shí)驗(yàn)方案、獲取與處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力.科學(xué)探究主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素.

將原始物理問題轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)問題，如圖4所示，學(xué)生能通過物理現(xiàn)象的再現(xiàn)，形成問題意識.在探究過程中，可以提升學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、數(shù)據(jù)處理的能力.反思與討論的過程，也可以培養(yǎng)學(xué)生交流合作的能力.因此，把原始物理問題轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.

案例2 探究樹蔭下的光斑，發(fā)現(xiàn)這些光斑形狀不一（大部分是圓形），提出問題：這些圓形光斑為什么大小不一，亮暗不同[5]？

分析過程 地面光斑（圖5）分析、轉(zhuǎn)化可探究的物理實(shí)驗(yàn)凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)（圖6）

教學(xué)思考與建議：把原始物理問題轉(zhuǎn)化為可探究的物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、反思討論的過程，鍛煉了思維能力，提升了學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng).

4 結(jié)束語

本文探討了解決原始物理問題和提升核心素養(yǎng)的關(guān)系，以模型構(gòu)建和探究實(shí)驗(yàn)為途徑，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)探究能力.平時(shí)的教學(xué)過程中，教師應(yīng)多關(guān)注原始物理問題的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生經(jīng)歷建模和探究的過程，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

［1］ 何述平，楊英愷.通過原始物理問題提升核心素養(yǎng)的教學(xué)策略[J].物理通報(bào)，2021（05）：14-19.

［2］ 李春密，蘇明義.新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)（初中物理）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：7-16.

[3] 熊宏華.洞悉原始物理問題，培育科學(xué)思維能力[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（03）：13-16.

[4] 陳輝.剖析原始物理問題 培養(yǎng)物理建模能力[J].物理教學(xué)，2018（10）：5-8.

[5] 張楠.深度學(xué)習(xí)視角下的綜合實(shí)踐活動的深度備課：以“探究樹蔭下的光斑”為例[J].數(shù)理化解題研究，2021（35）：70-71.

［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-10-25

作者簡介：路陽（1981.5-），男，安徽省壽縣人，本科，中學(xué)一級教師，從事初中物理教學(xué)研究.