巧设趣味探究 培育核心素养

●赵承忠

实践 教海寻理

巧设趣味探究培育核心素养

●赵承忠

物理学科的核心素养是在认识客观事物的本质属性、内在规律和相互关系的过程中提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，从而得出结论或合理解释，使得物理概念和规律等在头脑中得到提炼和升华的能力和品质。具体包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等。为培育学生的物理核心素养，笔者在教学中做了以下尝试：

一、杠杆与摩擦力的模型建构

模型建构是基于生活情境进行抽象概括，从而获得认知对象的一种定性或定量简要描述的过程。作为一种重要的科学方法，它可以加深学生对相关概念的理解。

笔者在执教人教版《物理》九年级上册《杠杆》一课时，借助拍摄到的生活情境：农宅主要在楼房旁临时拉一个篷布，三方都找到了拉绳栓挂处，独有邻居屋角处要外撑固定最后一个棚角。如果在墙上钻孔插杆会有伤墙体。到底该怎么办呢？一个懂得力学原理的大叔顺手取了一根带拐角的棚架钢管、一个树兜，解决了这个难题。让学生据此建构杠杆模型，进行受力分析。学生小组讨论后，画出模型图（如图1），并分析如下：树兜夹在墙体与钢管之间，在自身被挤压的同时对杆产生一个垂直于钢管向墙外的弹力F3。篷布一角对钢管产生的拉力F1和系在窗户上的绳对钢管产生的拉力F2会形成一个斜向墙体的合力F12。F12、F3对于钢管ABO形成一个杆杆平衡系统，即F12×lA=F3×lB。有趣的是当篷布所需的拉力F1增大时，由牛顿第一定律可知F1会随之增大，F12相应增大，杠杆对树兜的作用力F3增大，其反作用力F'3增大，再次维持杆杆系统的平衡。

图1

基于生活情境的问题解决与杠杆模型建构，加深了学生对杠杆原理和摩擦力等相关概念的理解。

二、重力和弹力的趣味探究

有探究才会有发现，物理学科的一个重要职能就是培养学生的探究意识。如何激发学生的探究意识呢？课堂语言创新是途径之一，要求教师在提出问题和讲述重要物理知识时，从内容和表现手法上做些文学和艺术化的处理。

笔者在执教人教版《物理》九年级上册《重力》一课时，是这样导入的：“同学们，你们喜欢吃苹果吗？是否听过四个苹果的故事？”学生一脸诧异，只听说过三个苹果的故事，怎么还有第四个苹果呢？笔者解释道，第一个苹果砸着了夏娃，便有了人类（夏娃偷吃禁果）；第二个苹果砸着了牛顿，发现了重力；第三个苹果砸着了乔布斯，诞生了苹果公司，推进了计算机与娱乐界的创新与跨越式发展。这第四个苹果嘛？也许会砸着你！想被砸中吗？那就需要有敢为人先、不断探索的精神和持续思考的执着。诙谐的语言激发了学生的探究热情。

又如，在执教《弹力》一课时，笔者用“哪里有压迫，哪里就有反抗”类比，这样既生动，又有利于学生明白压力和弹力的关系、搞清弹力的方向。

课堂语言的创新可以凸显相关物理概念的典型特征并激发学生的探究热情。

三、眼睛和眼镜的类比推理

类比推理又称类比或类推，是根据两个事物有部分属性相同，而推出它们其他属性也相同的推理。是科学研究中常用的方法之一，利于学生科学思维的形成。

笔者在执教人教版《物理》八年级上册《眼睛与眼镜》一课时，引导学生将眼睛与眼镜类比，根据眼睛的成像原理推导出眼镜的成像原理。眼睛的成像原理是：晶状体和角膜共同作用相当于凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。视网膜上视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传给大脑，我们就看到了物体。眼睛会出现近视和远视等眼科问题。其中，近视的成因是晶状体太厚，折光能力强，使得成像在视网膜前；远视的成因是晶状体太薄，折光能力弱，使得成像在视网膜后。为矫正此类眼疾，眼科专家特地发明了近视眼镜和远视眼睛。近视眼镜是一个凹透镜，它将来自物体的平行光进行适度扩散，再经过已经变厚，折光能力较强的晶状体，使得物体刚好成像于视网膜上。而远视眼镜是一个凸透镜，它先将来自物体的平行光进行适度会聚，再经过已经变薄，折光能力较弱的晶状体，使得物体的成像也能刚好落于视网膜上。根据眼睛的成像原理进行合理类推，使得学生对近视眼镜和远视眼镜的镜面类型和成像原理有了清晰的认知。

（作者单位：宜都市教研室）

责任编辑孙爱蓉

责任编辑严芳