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摘 要:高中物理是自然科学领域的一门基础课程,旨在落实立德树人的任务和提升学生的物理学科核心素养。科学探究是物理核心素养的一个内容,它是物理教学的一个重要环节,在讲解物理题的过程中,引导学生动手自制一些教具建立物理模型进行科学探究,让学生体会科学研究方法、养成科学思维习惯、增强创新意识和实践能力。
关键词:核心素养;自制教具;科学探究;物理模型
《普通高中物理课程标准(2017年版)》的基本理念提到,“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究的过程和结果进行交流、评估、反思的能力[1]。根据新课改理念的要求,本文主要从解难题出发,引导学生自制教具进行实验探究,建立必要的物理模型,并用于解决物理难题。
案例一:动态平衡问题的“挂衣服模型”
例1 如图所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小
B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变
C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变
D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小
【分析】此类题型对学生来说难度较大,难 是对于环A上下移动过程中绳子与竖直方向的夹角如何变化,学生难以构建相应的物理模型,导致在考试中得分率很低。在各类辅导书里面介绍的解题方法都是利用解析法,通过数学运算与几何证明得出结论,但对于学生来说,依然没有建立起相应的物理模型。实践证明,学生在数月以后再接触同类题目依然得分率很低,所以,引导学生进行科学实验探究才是解决问题的最佳方法。
【分析】本题难度较大,学生很难理解图像形成的过程,主要原因是没有建立相对应的物理模型。通过例2的科学实验探究,学生自己建立了物理模型,体验到了物理现象形成的过程,甚至可以在脑海里展现动态圆的旋转过程。这种情况下,学生才真正拥有了解决问题的能力。
【解析】由左手定则可知带电粒子的偏转方向,以R=mvBq为半径作圆a和圆b,如图所示,将圆a以O 为轴顺时针转动,直到与b圆重合,可以判断出图D正确。
以上两个案例充分表明,采取实验探究法能激发学生的学习兴趣,能培养学生的物理科学思维,提高学生的归纳总结能力,帮助学生建立必要的物理模型。赵凯华教授曾经针对物理模型有一段非常精彩的阐述,他说:“当我们在教学时,同一个问题,既可以把原始的物理问题交给学生;也可以由教师把物理问题分解或抽象成某种数学模型后再交给学生,习惯于解后一类问题的学生,在碰到前一类问题时,经常会束手无策。”[2]这句话告诉我们,目前教师在物理教学中,通常把现成的物理模型交给学生去做,而很少让学生自己来构建。所以,筆者认为引导学生通过自制教具来建立物理模型,并运用构建好的模型解决相关问题,才是高中物理核心素养的具体体现。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[2]殷正徐.对高中物理教学模型的有关分析[J].中学生数理化(学研版),2003(3).
关键词:核心素养;自制教具;科学探究;物理模型
《普通高中物理课程标准(2017年版)》的基本理念提到,“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究的过程和结果进行交流、评估、反思的能力[1]。根据新课改理念的要求,本文主要从解难题出发,引导学生自制教具进行实验探究,建立必要的物理模型,并用于解决物理难题。
案例一:动态平衡问题的“挂衣服模型”
例1 如图所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上。轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小
B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变
C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变
D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小
【分析】此类题型对学生来说难度较大,难 是对于环A上下移动过程中绳子与竖直方向的夹角如何变化,学生难以构建相应的物理模型,导致在考试中得分率很低。在各类辅导书里面介绍的解题方法都是利用解析法,通过数学运算与几何证明得出结论,但对于学生来说,依然没有建立起相应的物理模型。实践证明,学生在数月以后再接触同类题目依然得分率很低,所以,引导学生进行科学实验探究才是解决问题的最佳方法。
【分析】本题难度较大,学生很难理解图像形成的过程,主要原因是没有建立相对应的物理模型。通过例2的科学实验探究,学生自己建立了物理模型,体验到了物理现象形成的过程,甚至可以在脑海里展现动态圆的旋转过程。这种情况下,学生才真正拥有了解决问题的能力。
【解析】由左手定则可知带电粒子的偏转方向,以R=mvBq为半径作圆a和圆b,如图所示,将圆a以O 为轴顺时针转动,直到与b圆重合,可以判断出图D正确。
以上两个案例充分表明,采取实验探究法能激发学生的学习兴趣,能培养学生的物理科学思维,提高学生的归纳总结能力,帮助学生建立必要的物理模型。赵凯华教授曾经针对物理模型有一段非常精彩的阐述,他说:“当我们在教学时,同一个问题,既可以把原始的物理问题交给学生;也可以由教师把物理问题分解或抽象成某种数学模型后再交给学生,习惯于解后一类问题的学生,在碰到前一类问题时,经常会束手无策。”[2]这句话告诉我们,目前教师在物理教学中,通常把现成的物理模型交给学生去做,而很少让学生自己来构建。所以,筆者认为引导学生通过自制教具来建立物理模型,并运用构建好的模型解决相关问题,才是高中物理核心素养的具体体现。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[2]殷正徐.对高中物理教学模型的有关分析[J].中学生数理化(学研版),2003(3).