从质疑、解惑中管窥学科核心素养的形成

黄伟明

摘 要：2017年版的《普通高中物理课程标准》明确规定物理学科核心素养为：“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”。核心素养的培养工作不是一蹴而就的，而是一个系统工程，贯穿于每一个教学环节。文章就质疑解惑这一教学环节管窥学科核心素养的培养。

关键词：质疑;解惑;培养;核心素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2019-01-16 文章编号：1674-120X（2019）08-0064-02

一、让质疑成为培养核心素养的发动机

质疑思维是指创新主体在原有事物的条件下引发的联系实际、逻辑推理、因果关系、情境迁移、逆向思考、发散思考（变换条件）的质疑。这是探索问题的发起点、切入点，表达了一种开发、发展的欲望，它是发现问题、提出问题的前提，更是培养核心素养的发动机。

由质疑引发系列的行动贯穿于整个核心素养培养过程，并能深度促进核心素养的形成。因此，教师在物理教学中要珍视、鼓励学生质疑。

高中物理粤教版《必修一》第一章第二节时间和位移的教学。这节课就位移这个物理概念展开教学，学生已知知识是路程（路程描述的是物体运动轨迹的长度），到了高中遇到位置变化的问题用路程描述不准确（学习位移前情境：高一新生入学，新生在教室注册后看到生活委员在黑板上写着“请同学们注册后步行300米到饭堂买饭票”的温馨提示）。显然，人生地不熟的新生是很难找到该位置的，在课堂上教师很好地利用了这一问题：怎样描述才能让学生准确地找到位置？课堂上学生围绕这个问题展开热烈的讨论，结论是：除要说明起点与终点的距离，更要指明方向。这样，对于高一新生来说，第一个新的较抽象（相对初中来说）的物理概念就自然而然地把握准确了，学生对位移这个概念的外延和内涵都把握得清清楚楚（物理观念的形成）。

高中物理粤教版《必修二》第二章第二节圆周运动向心力的教学。由事件引发的质疑：汽车在转弯处如果速度太快，容易向外侧翻车造成交通事故。事故原因，初始质疑方向：维持不脱轨的力不足，不足的可能原因是速度大，需要的向心力大。围绕此问题学生展开讨论，并设计简单的实验，动手操作直观感受：手拉着绳子一端，绳子另一端拴着一个实心球，抡动实心球使它做圆周运动，感受到事实与质疑方向一致，进而思考，具体的数量关系怎样呢？学生以小组为单位设计探究方案，开展实验探究。在实验过程中，学生发现所需要的向心力大小还跟物体做圆周运动的半径及质量有关，进而采取控制变量法探究所需向心力跟速度、质量、半径的关系。在这过程中，学生经历了方案设计、实验探究、数据记录、数据处理、综合分析、总结规律与发现新问题的过程，这些过程全面体现了核心素养。

二、从解惑中达成核心素养的形成

（一）依“物理观念”解题，培养收“情报”、破“密码”的能力

学生在解物理题时，疑惑首先出现在读题。对题意理解方面通常会出现两种情形：一是读罢题目似乎条件不足，二是题目文字表述过长，条件多，读完题目仍模糊不清，无从入手作答。形成上述问题的原因如下：①学生对题目未能全面读懂。②是在读题过程中未能提取有效的“信息情报”。③不能准确破解“情报”的“密码”（把握题中明朗条件，揭示隐含条件的意义）。教师如果能依“物理观念”引导学生深入分析，准确地把握上述三个原因，上述两种情形问题都可迎刃而解。

例1：一质量为m的小球，用长为L不可伸缩的轻绳挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，绳转过的角度为θ（如图1所示），则F做的功为（全国1989年高考题）

A.mgLcosθ                 B.FLsinθ

C.mgL（1-sinθ）     D.FLθ

細读题目知明朗条件是：绳长L，球的质量m，绳转过的角度为θ。隐含条件是：①小球中的“小”;②轻绳;③不可伸缩;④缓慢。依“物理观念”破译隐含条件的含义：①小球的“小”→不考虑小球半径，小球可以看作质点处理;②轻绳的“轻”→绳受到的重力很小，可忽略不计，绳的重力势能可忽略不计;③不可伸缩→绳的径向对球不做功;④缓慢→球移动过程属于平衡状态（F合=0）。结合物理情景，对球进行受力分析，把握上述含义可得：F=mgtgθ。所以F是变力，故不能按恒力做功求解，用功能关系知C正确。

（二）科学思维——相向“挖渠”中间通

学生有了收集有效“情报”并准确破译“密码”的能力后，疑惑出现在解题思路上。引导学生理清思路、提高解题能力是解惑教学工作的关键一环。我们知道，事物的发展有果必有因，但有因不一定有果，物理现象也不例外。因此，我们在解惑过程中要培养学生相向“挖渠”中间通的思维。即先从问题中的果反向索因（从终端向中间“挖渠”），再从问题初始条件（现象）出发（从始端向中间“挖渠”），结合物理情景、构建物理模型向果探索，揭示因与果的本质联系——中间通。这样，题目中的主线构思一目了然，解题思路已从“柳暗”走到“花明”。

例2：（1997年高考题）质量为m的钢板与直立轻弹的上端连接，弹簧的压缩量为x0，如图2所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动，已知物体的质量也是m时，它们恰能回到O点，若物块质量为2m，仍从A处自由落下，且物块与钢板回到O点时还具有向上的速度，求物块向上运动到最高点与O的距离。

读懂题目，收集“情报”并破译“密码”后，建立如图3的物理模型。

从终端向中间挖渠，求h（竖直上抛h=）→找（碰后A、C弹簧组成系统机械能守恒（mA+mc）=（mA+mc）

→找（自由落体V1=），如何找？

从始端向中間“挖渠”，把图中物体C改为物体B，mB=m，B碰A前瞬间V1=，得：

V2，得Epo。

中间通：EP=通（本质：前后两次弹簧形变相同，所以弹簧的弹性势能相同）。

（三）“科学探究”及“科学态度与责任”

解惑的过程也是开展科学探究及培养科学态度与责任心的重要手段。这就要求我们在物理教学过程中多创设问题情境，引起质疑，质疑驱动解惑，因解惑的需要而开展科学探究。

粤教版高中《必修一》第二章第一节探究自由落体运动。教师创设情境一：相邻学生拍对方手掌，比较反应快慢。情境二：通过比较手抓直尺（直尺下端与虎口相平，直尺自由下落）长度比较反应快慢。设问一：可否通过测量直尺下落高度计算出反应时间？学生甲：如果知道直尺运动规律则可以。学生乙：不同质材，不同重量快慢不一样，不可以。设问二：哪种快呢？活动：学生纷纷取铁质直尺和胶质直尺做实验作比较。情境三：由活动和日常生活经验引起的猜想：①重的下落快;②轻的下落快;③下落快慢跟物体的形状有关。各小组为了证明自己的猜想正确、驳倒对方猜想的错误而设计了正、反两方面的实验方案，并做了实验验证（重的钢珠和轻的纸团比较，轻的硬币与较重的纸团比较，相同的纸张卷成喇叭形与揉成纸团形作比较）。情境四：实验结果是各自猜想都被对方驳倒。引发学生热烈讨论，最后，问题目标指向空气阻力（有学生提到跳伞运动），学生对前面做的实验重新进行梳理分析，并依次进行逐渐减小相对阻力的实验，直到学生提出在真空中做这实验的方案，最后，利用牛顿管演示，反复实验。得出结论：物体下落快慢跟物体受到的重力和空气阻力有关;在同一地点，只受重力作用时所有物体下落的快慢是相同的，下落快慢跟物体的轻、重及形状均无关。

可见，物理学科核心素养贯穿于质疑、解惑的每一个环节，它在质疑、解惑过程中不知不觉地形成。反过来，物理学科核心素养也决定了质疑、解惑是否能达到目的的根本，它们是相辅相成的。

参考文献：

[1]翟晶敏.做中学科学探究教育 提高物理核心素养的实践探究[J].中学物理（初中版），2018，36（11）：9-10.

[2]黄 欣，赵振宇.浅析核心素养视域下的中学物理规律教学[J].中学物理（初中版），2018，36（7）：12-13.