在细节处落实物理核心素养的培养

吴俊峰

【关键词】初中物理;核心素养;教学细节

【中图分类号】G633.7  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2018）19-0061-02

物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生核心素养的重要组成部分。物理学科是由基础知识、基本观念、思想方法和实验能力组成的有机整体。除知识结构外，同时掌握物理学习观念和方法才能达到学习物理的目的。观察物理现象是中学物理教育的基础和起点，物理概念和规律是中学物理的关键和核心。[1]基于此，笔者认为要关注教学细节，在细节中渗透对学生物理核心素养的培养，具体而言，在教学中需要注意以下三点。

一、重视实验测量中的有效数字

物理学科是在实验基础上发展出的一门学科。在观察和实验中，限于仪器的精密程度等原因，只能近似地反映客观事实，具有一定的近似性。[2]所以对实验数据的理解和处理直接影響着学生物理核心素养的形成，尤其是刚接触物理的初中学生。如何教育学生理解精确性与近似性的统一，值得我们思考。

以“天平的读数”为例，初中物理实验中的托盘天平是一个重要的测量工具，学生在进行读数练习时容易出现读数不规范和不明确的问题，需要教师加以纠正。例如，对图1，若学生的两次读数分别为26.4g和52g，教师一般会默认其正确。但是仔细比较一下就会发现，两次读数的有效数字不统一，估读存在不规范的现象，后者应读52.0g。限于托盘天平的精确程度和测量意义等客观约束，虽然两次读数均未按照“二分法”等规则严格估读到最小分度值的下一位，但是52.0g较之52g表明读数是存在误差的，是近似估读的，这传达了更为严谨的科学态度。类似问题还出现在温度计、量筒、电表等器材的读数中。

笔者建议在平时的教学中要通过各种估读引导学生正确读数，总结规律，形成对估读问题的认识，减小学生实验读数的随意性、盲目性，以此来传达实验测量存在近似性的本质，培养学生初步的误差分析能力，也为高中学习“有效数字”打下基础。

二、重视以拟合思维处理数据

在初中物理实验探究中，从处理数据中得出结论、验证猜想是一个重要的环节，学会分析和处理实验数据是一项重要的技能。

初中物理实验分析处理数据的一般过程就是列表、描点和描画与数据点重合的拟合图线，最后分析图像找出规律。笔者在实际教学过程中发现在画拟合图线时，存在教材表述模糊，教师的指导不科学、不严谨的现象。

例如，在探究电流、电压和电阻之间的关系，理解欧姆定律及其变换式的物理意义，以及在引导学生处理实验数据时，教材未有意强调“当电压不变时电流与电阻成反比”中反比函数是如何得出的。教师引导学生分析实验数据时也往往是重视“反比”结论，忽视了拟合过程。这就造成了初中生在学习时的困惑：反比函数怎能一眼看出，画出来“弯”的就一定是反比函数了吗？

其实，尽管真正的探究过程存在未知因素，理论上初、高中实验图像的拟合过程都应该遵循“化曲为直，化繁为简”的思想，数据的分析应合理设计以拟合成直线为佳。在教学此部分内容时，在得出课本上的曲线图象后，笔者认为，教师应引导学生讨论如何进行优化，例如考虑作出

图象，从而体现出“化曲为直，化繁为简”的拟合思想。

三、重视数学思想方法的应用

物理学的发展离不开数学工具的使用，两者相互促进。物理教学中随处可见对数学思想方法的应用，但部分初中物理教师缺乏对数学工具的介绍和使用。如何正确利用数学思想方法解决初中物理教学问题，特别是数形结合类问题，是一个值得大家思考的重要课题。

数形结合能把抽象的数学语言、数量关系、函数关系与直观的几何图形、位置关系结合起来，化繁为简，培养学生对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识能力，达到抽象性与形象性的统一。物理和数学密不可分，数学思想是对物理问题本质的思考，是对学科核心素养的提炼和上升。物理教学中常见的数学思想方法有分类讨论、函数与方程、数形结合等。只有通过在初、高中物理教学中长期和连续渗透数学思想方法教育，才能利于学生真正具备探究物理问题的核心素养。

例如，在“测定液体密度”的实验中，液体的体积（V）及液体和容器的总质量（m总）可分别由量筒和天平测得。某学生通过改变液体的体积得到几组数据，画出有关图线，在图中能正确反映液体和容器的质量跟液体的体积关系的是（ ）。

对于本题，一般利用质量与体积成正比，然后强调液体体积为零时，总质量不为零，就可以得知B为正确答案。但笔者在教学时认为，学生已经学习了数学中的一次函数，可以引导学生得出关于m总和V的两个变量的表达式m总=ρV+m杯，再作出对应的一次函数图象，就可以分析出图象斜率、截距的物理意义分别是密度和空杯质量。学生首次尝试利用数学工具解决物理问题，显得兴趣盎然。

了解学生的数学教材和进度，适时地用数学知识解决物理问题，可以潜移默化地提升学生的数学思想、利用数学处理物理问题的思维能力。当然教师在实践中也要有意识地向学生指出，物理问题受到合理性和实际条件的约束，与纯数学知识存在一定的不同。这样可以在学科交融中提升核心素养，培养学生的创新意识。

【参考文献】

[1]胡保祥.科学·技术·社会与物理教学[M].武汉：湖北教育出版社，2004.

[2]阎金铎，朱小明.中学物理教学[M].北京：光明日报出版社，1987.