聚力核心素養(yǎng) 培養(yǎng)關鍵能力

徐小林 朱建武

摘 要：本課例呈現(xiàn)了在高中物理習題講評課教學中教師應如何做到聚力核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的關鍵能力。

關鍵詞：習題講評課；核心素養(yǎng)；關鍵能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）5-0012-4

物理學科核心素養(yǎng)，指學生通過物理教育形成的適應個人終身學習和社會發(fā)展需要的基礎知識、關鍵能力和必備品格，包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任等要素。而關鍵能力是核心素養(yǎng)的核心組成部分，包括認知能力、合作能力和創(chuàng)新能力等。近幾年江蘇高考物理試題難度較低，對關鍵能力和核心素養(yǎng)的要求在提高，但考生的總體成績不理想。本文將介紹筆者“一道力學計算題”的講評課，講評課的教學目標是“著力培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)和關鍵能力”。

原題：如圖1所示，左端帶有擋板P的長木板質量為m，置于光滑水平面上，勁度系數(shù)很大的輕彈簧左端與P相連，彈簧處于原長時右端在O點，木板上表面O點右側粗糙、左側光滑。若將木板固定，質量也為m的小物塊以速度v0從距O點距離為L的A點向左運動，與彈簧碰撞后反彈，向右最遠運動至B點，OB的距離為3L，已知重力加速度為g。若解除對木板的固定，物塊仍然從A點以初速度v0向左運動，由于彈簧勁度系數(shù)很大，物塊與彈簧接觸時間很短可以忽略不計，物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度。

（1）求物塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ及彈簧的最大彈性勢能Ep；

（2）求木板未固定時物塊從A點運動到剛與彈簧接觸經(jīng)歷的時間t；

（3）求木板未固定時物塊最終離O點的距離x。

學情分析：學生對“板塊模型”“彈簧模型”的動力學問題已經(jīng)有所認識，并在先前自習課上解答了此題，批閱發(fā)現(xiàn)：第（1）問有近半數(shù)的學生雖能解對，但方法過程較復雜；后面兩問結果正確的僅二三人。前期教學中學生認識了一些物理思想觀念和解題方法要領，對此要經(jīng)常喚醒，及時復習、強化和掌握。本課導入如下：

教師：分析解決力學問題，有哪些常用的物理觀念和要求？

學生補充、完善：有力的觀念，要正確分析受力；有運動的觀念，要分析運動情況；有運動和力的關系的觀念，要正確選用“平衡條件”或“牛頓第二定律”等規(guī)律；有能量的觀念，要分析做功和能量轉化，正確運用某種“功能關系”或“能量守恒定律”。

教師：這也就是我們強調的哪“四析”能力？

學生：析力、析運動、析運動和力的關系、析功和能的關系。

教師：我們還常提倡一種關于解題的思想方法，即解題有哪“六個要領”？

學生：一要巧取研究“對象”；二要認清物理“狀態(tài)”；三要探明物理“過程”；四要挖掘隱含“條件”；五要選準物理“規(guī)律”；六要健全各種“聯(lián)系”。

教師：這也稱作“12字解題要領”，這里指哪“12字”？

學生：對象、狀態(tài)、過程、條件、規(guī)律、聯(lián)系。

教師：請同學們對照“四種觀念”和“六個要領”，反思一下自己的解答，錯誤之處要糾正，方法不好要改進。

課堂主體部分：激勵學生有不同的解題方法，選擇有代表性的“解答”并利用多媒體及時呈現(xiàn)、展示、對比和評析，努力達成教學目標。

（1）木板固定時，對物塊從A 到B的過程，可以分階段逐步“析力、析運動、析運動和力的關系”，AO、OB階段運用“牛頓第二定律”（求加速度）和運動學公式，可以解得正確結果，但過程較復雜；而正確“析功和能的關系”，對物塊從A 到B的過程整體考慮就十分便捷。展示了一位學生的“最佳解答”，表揚了相同方法的幾位學生。

師生互動、小結：分析功能關系，選用能量觀念，并且對研究過程整體考慮，這樣的解法常常是最佳的。

（2）教師啟發(fā)：所求“時間”是運動學物理量，那顯然要運用“牛頓第二定律”和運動學公式。展示一位學生的解答：物塊從A點向左做勻減速直線運動，木板向左做勻加速直線運動，設加速度分別為a1、a2，

教師：對所求時間得出的兩個結果，你的看法是什么？有何理由？

學生觀點之一：兩解都為正值，所以兩解都成立。

師生感慨、小結：堅持理論聯(lián)系實際，應是我們“物理人”處理物理問題的基本原則和必備品格。

（3）仍運用“運動和力的關系”的觀念。物塊與彈簧剛接觸時，

木板與物塊交換速度后，物塊向左做勻加速直線運動，木板向左做勻減速直線運動，物塊相對木板從O點向右運動，設歷時t到達共同速度v，此時“物塊最終離O點的距離為x”，此后一起（相對靜止）向左做勻速直線運動。

但有一部分學生提出，可以運用“能量觀念”，從而得到更便捷的解法2：對系統(tǒng)從開始狀態(tài)到“相對靜止”的全過程，由能量守恒定律有：

師生交流、小結：分析處理力學綜合題，只要靈活選用合適的物理觀念，又能把準和執(zhí)行“六個要領”，特別要挖掘隱含條件、選準物理規(guī)律、健全各種聯(lián)系，這就能使問題迎刃而解。

為了強化教學目標的達成，有效培養(yǎng)學生的關鍵能力，及時提出一些拓展性問題，進行適度的變式訓練。

問題之一：木板固定時，小物塊經(jīng)過O點的速度多大？

展示學生的解法1：“小物塊經(jīng)過O點”有向左、向右兩種情況，速度大小相同，設為v1，運用“運動和力的關系”的觀念，

有學生提出解法3：解法1、2都依賴于先前求得的μ值，才能代入求v1。若用兩個等式相比消去含μ的一項，即可很快求得v1值。

問題之二：木板固定時，求小物塊與木板相互摩擦的時間，什么思路最方便？為什么？

學生開展討論，確認最佳解答是：設小物塊從A點到O點、從O點到B點運動的時間分別為t1、t2。

如果用位移與時間的二次函數(shù)關系來求解，要解一元二次方程，并對“兩解”進行討論、取舍，這就麻煩了。

問題之三：原題的后兩問，如何通過作出物塊和木板的v-t圖來分析求解？

此問雖然課上沒來得及解決，但課后不少學生去自主學習和探究，得到了正確而巧妙的解答。其中一位學生的解答規(guī)范、簡明，放大復印后張貼出來，供觀摩學習。

解析：（2）在如圖2所示的v-t圖中，

課后有學生提出質疑：“物塊與彈簧碰撞后，木板與物塊交換速度”，這是為什么呢？教師一怔，雖然一言難盡，但對學生的批判精神應表示肯定和贊賞。此時應告訴學生：必須憑木板與物塊質量相等，還得同時遵循能量守恒定律和另一個選修3-5中會學到的“守恒定律”，其中的奧妙你將來一定能搞明白的。

一節(jié)常見的習題講評常態(tài)課，力圖體現(xiàn)培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)和關鍵能力，但定有不當之處，懇請批評指正。

參考文獻：

[1]高志文.基于生本視域的物理核心素養(yǎng)模型構建[J].教育科學論壇，2016（8）：19-21.

[2]周后升.用“問題驅動法”構建探究式物理課堂[J].物理教學，2016（12）：16-17.

[3]朱建武.讓學生在“學會比較”中“主動發(fā)現(xiàn)”[J].物理教師，2014，35（1）：22-23.