高中物理核心素養與解題能力的培養探究

摘 要：高中物理學習具有一定的難度，若學生僅僅掌握學科知識而未發展核心素養，則不符合物理學科核心素養培養要求。學生必須通過反復的實踐練習來鞏固所學知識，將物理學科核心素養，如創新思維、團隊合作、溝通交流等，落實到物理知識學習和解題過程中。學生的核心素養和解題能力的培養是一個長期的過程，教師要充分尊重學生的主體地位，創新應用不同的教學方法，不斷優化高中物理核心素養與解題能力的培養模式，提升高中物理學科教學質量。為此，文章首先分析高中物理核心素養內涵，再分析高中物理核心素養與解題能力的培養策略，旨在提升高中物理學科教學質量。

關鍵詞：高中物理；核心素養；解題能力；培養策略

作者簡介：莫春蘭（1979—），女，廣西壯族自治區貴港市達開高級中學。

物理核心素養是指在物理教學活動中，學生將所學到的物理知識進行內化后，循序漸進、潛移默化形成的與自己的學習要求相適應，同時與社會發展相適應的思維和能力。物理學科核心思維的創新性、創造性較為明顯，教師在教學中要引導學生自主學習、自主探索，從而讓學生逐步形成解決物理問題的綜合能力。

一、高中物理核心素養內涵

高中物理核心素養與激發學生學習熱情、提升學習能力、培養思維能力有緊密的聯系，具體可分為物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度。

（一）物理觀念

高中階段的學生掌握了力學、光學、電學等基本的物理知識，但是物理知識體系還比較簡單、零散，還沒有形成一個完整、標準的物理思維體系。所以，高中物理核心素養的培養，應該從物理觀念的形成開始，讓學生對物質、運動、能量等概念和相關知識有一個比較完整的認識，在物理知識的基礎上建立起一個基本的物理思維體系。學生通過對物理問題的分析、解決、歸納和總結，在學習和實踐中靈活地應用物理知識，能有效促進自身物理觀念的形成。

（二）科學思維

物理是一門以現象為基礎的學科，在高中物理教學中，學生應逐步理解和掌握模型建構、推理論證等科學的物理思維，進而運用正確的物理思維方式去認識和解決問題。因此，科學思維是提高高中物理教學質量的重要保證，同時也是學生物理核心素養形成的一個重要指標。

（三）科學探究

高中物理教學注重物理實驗，注重以物理實驗為手段，以科學的方式檢驗物理假設和進行總結。對高中生而言，實驗能力是一項很重要的科學探究能力，其不但可以幫助學生掌握問題的解決技巧，還可以幫助他們發現問題、提出假設并加以檢驗，從而提高他們科學探究的綜合素質。

（四）科學態度

物理是自然科學的一個分支，物理教學可以讓學生對科學現象、知識、原理等有更深入的了解，了解科學發展和演變的歷史和規律。通過樹立敢于質疑、嚴謹驗證等科學態度，學生能在物理學習中保持旺盛的求知欲。

二、高中物理核心素養與解題能力的培養策略

（一）重視物理基礎知識積累

在高中物理教學中滲透物理核心素養，有助于逐步改善傳統教學模式中存在的問題，激發學生對物理的學習興趣，加深學生對物理基礎知識的理解與記憶。在高中物理教學中，教師要圍繞物理核心素養，對學生進行全面的教學，使學生理解并鞏固物理基礎知識，逐步構建起完整的物理知識體系［1］。以人教版高中物理“時間和位移”知識板塊為例，教師可以根據學生對物理的基本知識和概念的理解，思考如何運用抽象思維來進行分析，幫助學生建立正確的物理概念，從而達到更好的教學效果。將實際生活中的時間和位移現象與學科教學相聯系，能幫助學生更好、更快地理解所學知識，幫助學生形成物理觀念，讓其學會運用科學思維對時間和位移現象進行分析與思考。在本板塊教學中，教師要重點圍繞位移、矢量、標量等物理基礎概念展開探討與分析，使學生積累關于物體運動的概念的基礎知識，逐步建立起一個完整的知識結構，同時將物理知識與現實問題相結合，以加深學生對物理的認識。

（二）結合生活實際

物理知識源于生活實際，在高中物理教學中，教師要做到活學活用，從生活實際中發掘材料，將物理知識與日常生活緊密聯系起來。教師應避免因循守舊，要積極開拓第二課堂，引導學生發掘生活實際中的知識，使日常生活成為核心素養培養的重要助力。例如，在學習“圓周運動”這一章節時，教師可讓學生從日常生活中找到一些關于圓周運動的實例，如公園里的摩天輪繞著中心軸線進行轉動，教師可以讓學生根據摩天輪的大小和轉數，計算摩天輪的角速度和線速度。除了挖掘現實生活中的物理元素，教師還可以讓學生在課后觀看《新聞大求真》《挑戰不可能》等科普類節目，讓學生在輕松愉快的環境中掌握物理的基本原理，同時開闊學生的眼界，促進學生養成良好的思維習慣，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

（三）運用物理實驗

實驗是物理的重要組成部分，在培養高中生的物理核心素養和解題能力時，實驗能起到很大的作用。物理實驗既能激發學生的學習興趣，又能使學生掌握求知的方法，還能增強學生的創造能力、實踐能力、協作能力，使學生的物理水平得到進一步的提高。以人教版“物體的運動速度”知識板塊為例，教師可以引導學生對打點計時器進行實驗操作，讓學生更好地了解相關知識。課前，教師要讓學生進行預習，掌握本次物理實驗的基本原理、過程及結論，學習如何運用打點計時器，并通過在打點計時器上的紙帶來測量運動目標的瞬間速度和平均速度。課中，教師演示物理實驗的操作流程，實驗器材有電磁打點計時器、紙帶、刻度尺、導線、電源等。首先，教師將打點計時器安裝在桌子上，將紙帶從打點計時器的限位孔中穿出，再將復寫紙放在定位軸上，放入紙帶，再將兩根接線柱連接到交流電源；接著，打開電源，按照實驗要求移動紙帶，在紙帶上打出一行小圓點；最后，取出紙帶，根據實際情況選擇計數點，并按實驗要求進行測量和計算。在完成實驗后，教師讓學生自行選擇所需的測量資料，并將其與所選方法進行對比。

（四）小組合作探究學習

合作探究學習是指在開展教學活動時，將學生分成若干個合作學習小組，并分配不同的學習任務。在合作探究學習中，能夠形成一種互幫互助的學習氛圍，從而使課堂的教學質量得到進一步的提升。另外，在合作探究學習中，學生更容易找到問題的解決方案，從而增強自己對物理學習的信心，調動自己的學習積極性。以人教版“拋物運動”知識板塊為例，教師在向學生講解這一章的基本知識之后，可設置大量的問題。將這些問題與知識點結合起來，能使學生更好地消化這節課的知識。例題：從高度為h的平臺上，沿著同一個方向，將小球水平拋出，總共拋出兩次。第一次小球落在a處，第二次小球落在b處，a處和b處的間距為d。第一次拋出小球的初始速度是v1，第二次拋出小球的初始速度v2是多少？接下來，教師將學生分成若干個合作學習小組，分配學習任務，讓學生根據自己的理解來解決物理問題。每個學生的思維方式都不一樣，答案也就不一樣。在經過小組討論之后，每位小組成員根據自己的想法，闡述物理問題的解決方案和步驟，之后再由小組長對物理問題的解決方法和解題過程進行總結歸納，以小組形式進行成果展示。問題的解決方法有多種，教師可評價每個小組的解題方法，并從中選出最優解。

（五）仔細審題

在高中物理教學中，審題是解決問題的首要環節，也是解決問題的關鍵環節。學生在分析題目時，既要抓住題意，又要在審題的時候充分挖掘問題的內涵，從而獲得更多的知識內容。學生對題目的了解越多，思維就越活躍、越開闊，這能使解題效率和解題質量得到提高。例題：在圖1中可以看到，有兩個小球A和B在同一高度h，他們的水平距離是l，當小球A以速度v平拋出時，小球B自由下落。當小球A和B撞擊地面的時候，小球A和B的水平速度是恒定的，垂直分速度是變化的，方向是相反的，但大小沒有變化。h恒定不變，忽略空氣阻力、小球與地面發生的碰撞所需時間，以下說法中正確的是哪幾個？①小球A的初始速度決定小球A和B能否在首次落地前產生碰撞；②在第一次落地前，如果小球A和B沒有發生碰撞，則以后不會再發生碰撞；③兩個小球在最高的地方不會相遇；④小球A和B可以在任何情況下相遇。

要解決這道題，我們要先讀題、審題，并將圖與題干相結合。假設小球A和B在首次落地前發生碰撞，則小球A的初始速度是。此外還有兩種新的情況，第一種是如果小球A的初始速度大于，兩個小球可以在首次落地前發生碰撞；第二種是如果小球A的初始速度小于，兩個小球就會在同一時間落在地上，然后彈起來。由于小球A處于平拋運動狀態，所以小球A撞擊地面后會反彈，發生平拋運動的逆運動。如果兩個小球在彈起來的過程中沒有發生碰撞，則小球A和B會在同一時間移動到同樣的高度，然后依照原始運動方式進行運動，只有當小球A和B發生碰撞后，這種運動方式才會發生新的變化。由此可見，小球A和B一定會相遇，①和④的說法正確。

（六）分析不同解題方法

多元解題思維的培養和解題方式的歸納，是提高學生解題能力的關鍵。教師要讓學生在解題時積極發散思維，逐步增強分析問題的能力。教師在講解典型范例時，要讓學生在解題方法和思路上進行總結。教師還可以要求學生定期對做錯的題目進行復習和總結，養成及時改錯的良好解題習慣。例題：空間存在著勻強磁場和勻強電場，磁場的方向垂直于紙面（xOy平面）向里，電場的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場和磁場的作用下，從坐標原點O由靜止開始運動。下列四幅圖（圖2—圖5）中，能正確描述該粒子運動軌跡的是（）

解法一：在xOy平面內電場的方向沿y軸正方向，故在坐標原點O靜止的帶正電粒子在電場力作用下會向y軸正方向運動。磁場方向垂直于紙面向里，根據左手定則，可判斷出向y軸正方向運動的粒子同時受到沿x軸負方向的洛倫茲力，故帶電粒子向x軸負方向偏轉。因此圖2、圖4不符合題意。帶電粒子運動的過程中電場力對帶電粒子做功，粒子速度大小發生變化，粒子所受的洛倫茲力方向始終與速度方向垂直。由于勻強電場方向是沿y軸正方向，因此x軸為勻強電場的等勢面，從開始到帶電粒子偏轉再次運動到x軸時，電場力做功為零，洛倫茲力不做功，故帶電粒子再次回到x軸時的速度為零，隨后受電場力作用再次進入第二象限重復向左偏轉，故圖3符合題意，圖5不符合題意［2］。解法二：粒子從坐標原點O由靜止開始運動，將速度分解為向x軸正方向的速度v，向x軸負方向的速度v'，兩個速度大小相等，方向相反。其中一個洛倫茲力平衡電場力，即qBv' =qE，則粒子的在電場、磁場中的運動可視為向x軸負方向以速度v' =做勻速直線運動，同時在x軸上方做勻速圓周運動。因此圖3符合題意。

結語

綜上，教師應采用適當的教學手段，培養學生的物理核心素養和解題能力，充分激發學生的潛能，鍛煉學生科學的物理思維和解題技巧，不斷提升學生的物理學習成效。

［參考文獻］

王佛寶.高中物理實驗教學小組合作學習策略研究［J］.發明與創新（職業教育），2021（5）：117-118.

蔣金團.創新與傳承并重，全面考查學科素養：2022年高考全國甲卷物理試題評析［J］.高中數理化，2022（14）：7-9.